ПРЕДИСЛОВИЕ

Одним из путей решения задачи повышения надежности и качества выпускаемой продукции является применение гальванических покрытий для улучшения эксплуатационных свойств изделий в машиностроении и восстановления изношенных деталей при ремонте автомобилей, тракторов, самолетов, двигателей и т. д. В машиностроении применяют различные виды гальванических покрытий. Особое место занимают электролитические износостойкие покрытия из хрома, стали и никеля, толщина которых при ремонте достигает 0,3 мм на сторону.

Гальванические покрытия, повышая одни эксплуатационные характеристики, нередко ухудшают другие, подчас более важные характеристики деталей. Гальванические покрытия являются технологическими концентраторами напряжений. Детали с гальваническими покрытиями, которые в процессе эксплуатации испытывают переменные или большие постоянные нагрузки, иногда разрушаются, в то время как такие детали без покрытий при тех же нагрузках не разрушаются, однако в результате коррозии снижают надежность изделий. Разрушение деталей с покрытиями чаще всего будет хрупким.

Наиболее сильно снижает выносливость (малоцикловую прочность, усталостную прочность) деталей нанесение износостойких покрытий из электролитического хрома, стали и никеля. В зависимости от вида покрытия и условий испытания выносливость деталей снижается от 5 до 70% по сравнению с их выносливостью без покрытий.

Лабораторные испытания деталей с покрытием проводят при однократном нагружении: растяжении, изгибе, кручении, ударе, а также при многократном нагружении ротационным изгибом частотой 2000—6000 циклов в минуту на базе (5—20) 106 циклов для исследования усталостной прочности. На основании результатов таких испытаний дают рекомендации для всех типов деталей, что может привести к еще большему снижению эксплуатационных свойств, так как в большинстве случаев детали эксплуатируются в совершенно иных условиях, чем условия испытаний. Например, повторность нагрузок значительной величины, действующих сравнительно небольшое число раз, может привести к резкому сокращению сроков службы деталей типа штоков, осей и других конструкций (малоцикловая выносливость). При этом фактор времени играет очень большую роль.

После нанесения покрытий прочность не изменяется или незначительно уменьшается (σв, σв.изг, τ изг), а ударная вязкость, малоцикловая прочность и усталостная прочность всегда уменьшаются. Поэтому следует применять понятие «надежность» в тех случаях, когда гальванические покрытия повышают эксплуатационные свойства (износо- и коррозионную стойкость, отражательные свойства и т. п.).

Гальванические покрытия по технологии их получения, свойству и характерам их воздействия на основной металл имеют много общего. В большинстве случаев осаждение покрытий производится на катоде при электролизе из растворов различных электролитов с выделением большого количества водорода. Сами покрытия имеют невысокую прочность, а износостойкие покрытия являются к тому же очень хрупкими. В результате различия параметров кристаллических решеток покрытия и основного металла, а также коэффициентов их объемного расширения образуются остаточные напряжения, которые в некоторых случаях приводят к растрескиванию покрытия.

При определении влияния гальванических покрытий на эксплуатационные свойства деталей следует учитывать такие важные факторы, как физико-механические свойства основного металла и состояние его поверхности, технологическую последовательность нанесения покрытий, способы обработки деталей перед покрытием и способы обработки самого покрытия, условия эксплуатации .деталей. Только зная, какое влияние оказывает каждый фактор на эксплуатационные свойства деталек, можно правильно управлять процессом осаждения одного металла на другой.

В книге рассмотрено влияние способов обработки на свойства покрытий и деталей; рекомендованы способы механической и термической обработки деталей до и после нанесения покрытий, обеспечивающие повышение их надежности (выносливости, износостойкости и т. п.) при различных условиях эксплуатации.

Назад, на страницу описания