Применение электролитических покрытий при восстановлении деталей машин
Гальванические покрытия широко применяются в ремонтном производстве. Они имеют ряд преимуществ перед наплавкой металлов: процесс не вызывает структурных изменений в металле детали, так как практически отсутствует нагрев детали; процесс позволяет восстанавливать незначительные износы с минимальным припуском на механическую обработку, одновременно восстанавливать большое количество деталей; процесс поддается механизации и автоматизации.
Схема установки для электролитического осаждения металла: 1 - анод; 2 - катод (деталь); 3 - ванна; 4 - электролит
В основу процесса положен электролиз металлов. При прохождении постоянного электрического тока через электроды, опущенные в электролит, в последнем образуется положительно и отрицательно заряженные ионы. Ионы несущие положительный заряд (катионы), перемещаются к отрицательному электроду - катоду, а ионы, несущие отрицательный заряд (анионы), движутся к положительному электроду- аноду. Достигая поверхности электродов, ионы разряжаются, превращаясь в нейтральные атомы. При этом на аноде происходит растворение металла (переход его в раствор) с выделением кислорода, на катоде выделяется металл и водород.
По закону Фарадея теоретически количество металла, выделяющегося на катоде, определяется по формуле:
g = C·J·t, гр
где С - электрохимический эквивалент, выделяющегося на катоде вещества, г/а. ч. (для хрома 0,323, для железа 1,043, для никеля 1,095 и для меди 1,186); J - сила тока, A; t - продолжительность электролиза, ч. Но так как на катоде одновременно с осаждением металла выделяется водород и могут протекать другие процессы, то фактически осажденного металла будет меньше теоретически возможного. Отношение действительно полученного на катоде металла gд к теоретически возможному называется катодным выходом металла по току, который выражается в Процентах:
η=gд/gm·100%
Физический смысл выхода металла по току заключается в том, что он представляет собой коэффициент использования электрического тока. Например, при хромировании η = 10. ..18%, при железнении η =85...95%. В ремонтном производстве получили распространение процессы электролитического наращивания хрома (хромирование), железа (железнение), реже никеля (никелирование), меди (меднение), цинка (цинкование).