автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Разработка технологии восстановления золотников гидрораспределителей сельскохозяйственных машин хромированием при пониженном давлении

ОДЕССКИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК 631.3:621.43—465.1:621.43.048.2/3

БОРОВСКИЙ Николай Дмитриевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЗОЛОТНИКОВ ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН ХРОМИРОВАНИЕМ ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ

Специальность — 05.20.03 — Эксплуатация и ремонт сельскохозяйственных машин и орудий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОДЕССА 1991

Работа выполнена на кафедре «Автомобильный транспорт» Одесского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ доктор технических наук, профессор И. С. ВОРОНИЦЫН

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор технических наук, профессор КОСОВ В. П., кандидат технических наук, доцент СЛФРОНОВ С. Л.

Ведущее предприятие— Одесский филиал государственного союзного научно-исследовательского тракторного института.

Защита диссертации состоится «с> » 1992 г. в_ ч

на заседании специализированного Совета К. 120.91.01 при Одесском сельскохозяйственном институте по адресу: 270039, г.Одесса, ул. Свердлова, 99.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « 3/ » 1992 г.

Отзывы в двух экземплярах, с подписью, заверенной печатью, просьба направлять по адресу института, ученому секретарю.

Ученый секретарь специализированного Совета,

кандидат технических наук, доцент ^/^(¿и. ^ ШМАТ

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАШТЫ

| Актуальность проблемы. Работа посвящена проблеме, восстановления золотников гидрсраспределителей сельскохозяйственной ' техники путем использования технологического процесса электролитического хромирования .при пониженном давлении..

~ Актуальной проблемой, решение которой направлено на обеспечение надежности сельскохозяйственной и других видов техники, - является повышение долговечности одного из массовых и дорого-стоячих агрэгатов-гидрораспределителей. Установлено,

. -что в 80% случаев причиной отказов гядрораспредглителей в .эксплуатации является изнашивание золотников. Отсутствие аффективной технологии повьиения износостойкости золотников-гидрораспределителей вызывает простои техники и значительные экономические издержки.-'

Известно, что одним из прогрессивных способов восстановлв-. ния изношенных детавей сельскохозяйственных и других видов машин является нанесение на рабочую поверхность электролитических .хромовых покрытий. Однако данному способу присуща низкая производительность и значительная неравномерность покрытий. Поэтому весьма важным в проблеме совершенствования технологии ремонта являются исследования, направленные на устранение отмеченных недостатков при одновременном увеличении износостойкости и-микротвердости покрытий, улучшение стабильности технологического . процесса, условий труда и защиты огружащей среды!

Цель и' задачи работы. Обосновать, разработать и внедрить 'в производство высокоэффективнуо технологию восстановления золотников гидрораспределителей. • -

Научная новизна работы состоит в следующем:

- установлены закономерности изменен^ интенсивности пере-*мешиваЯия электролита в зависимости от размеров пузырьков газа*

• и динамки жидкостно-газовой среды; ' •

• ■

- определено влияние снижения давления в межэлектродном пространстве ^а производительность процесса хромиррвания. и качество-покрытия;

. - определен, характер и 'закономерности распределения износа' золотников и их основные количественные характеристики; • 1

- разработан способ очистки воды,- используемой при промывке деталей после хромирования. ' ' - ■•

Практическая ценность заключается в следующем.

1. Определены основные параметры процесса электролиза при пониженном давлении, обеспечивавдие получение равномерных и качественных хромовых покрытий.

2. Разработана и вне^ьзна в. производство установка а технологический процесс восстановления золотников гидрораспредали-

. телей сельскохозяйственных машин.

3. Разработана и внедрена флотационная установка для очист-■ к^ сточных вод на гальваническом участке.

Результата работы. Разработана и внедрена технология вое- . становления золотников гидрораспределителей, промышленная установка для хромирования при пониженном давлении, способ и уста- . новка для защиты опухающей среды при хромировании с економичес-ким эффектом 41,75 тыс. руб. в год. .

Апробация работы. Ь1атериалы.диссертации докладывались, обсуждались и получили одобрение .на: . • .. , • - научно-практическом семинаре ^Организация технического, обслуживания и ремонта строительных машин", 01 ;са, 1977;

• - республиканском семинаре "Прогрессивные способы.хромирования черных и цветных металлов", Киев, 1979;

- научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава Одесского политехнического института,-Одесса, .

780-1984; ■ . ". .:

..- семинаре "Совершенствование Технического обслуживания. А' ремонта строительных мс,чинп, Москва, 1983; .'■

- научно-техническом совете комбината "Одеспромстрой" Шн-* строя УССР, Одесса, 1931; . •

семинаре "Интенсификация технологических процессов нанесения металлопокрытий гальваническим и химическим способом", • ¡Иосква, 1907; ' ' .

- Всесоюзном семинаре "Вопросы экологии", Одесса, 1990;

- семинаре "Прогрессивная технология хромирования и вопросы экологии",-.Киев,' 1991; .

■ .. --научно-техническом совете ПСШ "Одесстрой", Одесса,1991;

- республиканском семинаре "Современные методы защиты металлов от коррозий", Одесса, 1991. •

. Публикация. По основному содержа™» диссертации опубликовано 8 работ, из'них 7'самостоятельно.

Объем и структура работы. ДиЪсертация состоит из введения, шести глар, выводов, списка основной использованной литературы,

содержит 145 страниц машинописного текста, 9 таблиц, 45 рисунков и б приложений.

С О :Д ЕРЕ А Н И Е РАБОТЫ

Бц введении обосновывается актуальность темы исследования, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе анализируется характер износа рабочей по- . верхности золотников гидрораспределителей ".ельскохозяйственных и дорожно-строительных машин. . ;

Установлен», что золотники гидрораспределителей подвергаются в основном абразивному и окислительному износам,- Определе- ' ны типичные'зоны йзносов и закономерности распределения их величин. Анализ результатов'статистической обработки величин йзносов 1400 шеек золотников показал, что'их распределение не противоречит нормальному. С учетом этих обстоятельств подсчитано", что максимальная толщина наносимого при восстановлении слоя металла равна 100-200 мкм,- \

Анализ результатов исследований. М.А.йлугера, С.Н.Петрова, Н.Т.Кудрявцева, В.И.Казарцева, А.И.Селиванова, И.С.Вороницына,-'В.С.Крамарова, В.В.Ефремова, К. Г. Кошкина и других авторов показал, что-наиболее эффективным способом восстановления и'повъпае-ния износостойкости деталей гидрораслределителей является' электролитическое хромирование.

Вместе с- тем установлено, что известным способам электролитического хромирования присущ ряд недостатков, к числу которых можно отнести малый выход хрома по току, неравномерность распределения хрома на поверхности детали, сложность- получения износостойких осадков необходимой толщины. Соверэенскование технологии . хромовых покрытий осуществляется -в направлении электроосаждения при нестационарных токовых режимах й интенсивном обновлении электролита в межэлёктродном'пространстве.

• Основным направлением в повшении производительности хромирования является повышение плотности тока при интенсивном'перемешивании -электролита. Установлено, что интенсивность перемешивания .электролита и уноса выцёлякуцэгося в процессе электролиза газа определяется количеством, размерами и скоростью подъема пузырьков. Заслуживает внимания ряд оригинальных речлмий этой . идеи, например, а.с. К* 66 307, 353973 , 41047, 66I01Ö. Однако применение данных и других известных конструктивных решений,

реализувдих даннуо идею, сопряжено с использованием сложного ' оборудования, при этом не с 5еспечивается непрерывность процесса, требуются дополнительные устройства для охраны.окружающей среды. ' • Исходя.из анализа хитературних данных, сфорцулированы еле-. • дующие задачи исследования: . '

г I. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработать способ электролитического хромирования при пониженном давлении, повышающий Производительность процесса и улучшающий, качество .покрытия. ' . •

2. Провести теоретические исследования.влияния движения газовых пузырьков в электролите в условиях хромирования при пониженном давлении на производительность процесса и фиико-меха-. нические свойства покрытий. ■ ■. . .

. • 3. Разработать, изготовить и внедрить в производство установку и технологический процесс восстановления рабочей поверх-'. •' ности золотников Р-75, Р-100 при пониженном давлении в процессе электроосажденця хрома.

4.. Разработать и внедрить способ и установку'для защиты окружающей среды при хромировании.' .;.

о. Выполнить-технико-вкономический.анализ разработанной ■"ёхнологии. " , - '.

Вторая глава посвящена исследованию влияния скорости дви- ' жения газовых пузырьков у электролите в условиях хромирования при'пониженном давлении в.ванне на эффективность процесса и каг чество-покрытия. Используя уравнеш1е Навье-гСтокса, метод Хеппе-ля, а также результаты работ Рулова H.H." и Городецкой А.'В.,рас-• смотрены три режима.всплытия пузырьков: стоксовский, потенциальный, переходный - и на основании этого получена следурщие выражения для коллективной скорости пузырьков: . .; • - в стоксовскоы :режиме . . ' •

где __ - кинематическая вязкость жидкости, - d% - диаметр пузырьков всплытия в стоксовском' режиме', (J - ускорение "свободного .-■ падения, ^ -г доля диспергированного в жидкости газа; / . - в потенциальном режиме • .-■

, г

VP" 36 Ъ (s-rty

где', с^- диаметр пузырьков,, всплываотих в потенциальном режиме.

В переходном режима строгое решение в общем виде получить не удалось*. . -

В то же время на основании экспериментальных данных предложены уравнения для скоростей всплытия изолированного пузырька и. коллектива пузырьков в тех" случаях, когда их.поверхность-практически полностьп заторможена адсорбционным слоем поверхностно активного вещества (ПАВ)которое всегда присутствует, если жидкость не подвергнута специальной очистке. В этом случае

где У3 и V03 - соответственно коллективная скорость и скорость единичного пузырька, лсплываоцего в стоксовском режиме в присутствии' ПАВ. ...

. Несколько .иначе обстоит дело для пузырьков', всплывающих в " потенциальном режиме. Под действием сильных потоков жидкости', адсорбировавшиеся молекулы ПАВ сносятся в кормозуэ зо1!у пузырьков, где происходит.их десорбция. В результате суммарного действия этих'процессов плотным адсорбционным мо но ело ем .ПАВ оказывается покрыта не вся поверхность пузырька, а лишь еЛ> кормовая ~ зона. Площадь этой зоны ( ) определяется размерами пузырька • и физико-химическими свойствами ПАЗ и жидкости. К сожалению, пока возможны лишь грубые оценки величлны Яд . С появлением адсорбционного слоя значительно расширяется турбулентный хвост породи пузырька, что в свою очередь приводит-к резкому возрастанию силы сопротивления, обусловленной турбулентностью. Это требует , ' введения в правую часть уравнения дополнительного члена

' - . : V2

Гт^^Р-Т**' - • Т

где К^- фактор'формы, который для сферы составляет приблизительно 0,5. - • ■ 1 'На основании, соотношения. гДе ^ -'подъемная выталкивающая сила жидкости, а' - сила сопротивления' вязкой жидкости^, полагая, что плотность газа равна нулю, получим

- & _

гае р плотность жидкости. '.'•.. ,

С учетом уравнения Стокса для медленного вязкого потока .

А V = -9гас1Р . .. •

получим выражение для. коллективной скорости пузырьков с учетом влияния ПАВ ,

. ■; бхЫ,«- у Го д дру* у)

Установлено, что коллективная скорость подъема пузырьков газа сильно зависит от их диаметра. Учитывая, что в литературе . отсутствует информация о количестве,'распределении по размерам и характере движения пузырьков газа в электролитах при различных давлениях, провг^ено экспериментальное изучение процесса их образования и движения. Фотографирование пузырьков проводили в . гальванической ванне, изготовленной из термостойкого стекла.Для удобства негативы проектировались на экран и на каждом измерялось 50-100 пузырьков. Эксперименты показали следующее:'

- при хромировании при пониженном давлении в 6-7 раз увеличивается объем газа в единице объема системы, п а- 10 раз, - раз-, меры пузырьков;

т изменение концентрации хромового ангидрида от 100 до• 250 г/л незначительно влияет на характер изменения размеров пузырьков, средний диаметр пузырька при этом увеличивается с £,5 до 3,5' мм. •' ■ • -

Полученные экспериментальные данные позволяют рассчитать коллективную скорость всплывания пузырьков по изложенной методике и оценить время нахождения их в электролите при известных размерах ванны. Сделан вывод, что при хромировании с пониженным давлением в ванне значительно увеличивается интенсивность перемешивания электролита, что дает возможность применять высокие плотности тока и существенно увеличить скорость процесса осаж-хрома. '

Третья 'глава посвячена разработке методики экспериментальной оцееки эффективности хромирования при' пониженном давлении. С*хсперименты проводились, с использованием специально разработанного, в танке серийного оборудования. Электролитическое хроми- ■

. рованне проводилось в установке, разработанной автором и обес-. ' пэчиваитеей выполнение данного процесса при пониженном давлении, при этом герметичность рабочей камеры от внешней среды исключает потери электролита на испарение, что лзажко в экологическом • отношении. . ■ ' •

Для исследований применялся универсальный электролит сле-■дуочего состава: хромовый ангицрид-250 г/л, серная кислота с ' удельным весом 1,84 и концентрацией 2,5 г/л, растворенные в дистиллированной воде. Для проведения экспериментов изготавливались образцы различной фермы и размеров из стали 20Х. На состав' ном катоде, собранном из роликов диаметром 12 мм и высотой 8мм, ' изучалась равно:юрность отложения хромовых осадков по длине образца. Аноды изготавливались из трехкомпонентного'сплава "свинец- олово-сурьма". Сцепляемость металла с электролитическим . осадком определилась весовым методом и отрывом. Шероховатость хромовых покрытий'определяли с помощью профилографа-профиломет-ра модели 201, кикротвердойть осадков хрома измерялась с поыо-.. чью прибора- ПМТ-3. Тол'цину покрытий оценивали микрометрировани-ем деталей микрометрами Ш-I и ИН-2,

Для химического анализа'приэлектродных слоев электролита • разработана специальная установка и методика, определяющая-состав электролита, конструкцию образцов, отборников проб, схему ■их отбора, применение фотоэлектрокалориыетра 53д-56М и обработ-'. ку результатов измерений. ,',Л.

. Разработанная методика испытаний на износостойкость пред- ' усматривала применение машины трения СШ-2 и смазывание одной ■ . каплей масла №-16Г 500 -м пути трення. Абсолютный износ покрытий. и контртел определялся весовым методом. Взвешивание проводил'ось на аналитических весах ВЛА-20'0 г/м; испытания проводили при . уДельном'давлении до 10 МЛа:и при скоростях скольжения 0,47 и . 2,5 м/с.' Колодочки изготавливались из серого чугуна СЧ-20, а ролики - из стали 20Х. • , ■. Исследования макроструктуры осадка хрома проводились с использованием рентгеновский установки ДРОН-I. Для изучения по-. верхности осадкг хрома и контртела применялся оптический микроскоп. '.Ш-8М при увеличении х320. ' . . 1

Скорость движения пузьрьков определялась методом оптической компенсации с помпгцью установки, состоящей из кювета, четырехгранной призмы, микроскопа, диска (обдтеатора), осветителя, фотодисца и частотокера,-Оптимальные параметры установки длл

хромирования и режимов покрытия выполнялись с применением математического планирования экспериментов по метопу крутого восхождения. .Полученные данные проверялись незавиеткам однофакто^ы-ми исследованиями. . . . .■'•'..'

■ Эксплуатационные испытания' проводились по методике, предусматривающей сравнительную оценку долговечности золотников, восстановленных хромированием стандартным и'предложенным методом, установленных совместно в корпус гидрораспределителя. При ; такой же комплектации золотников, проводились ускоренные испыта-' ния. Для этих целей разработан специальный стенд, .позволяющий испытывать одновременно три комплекта золотников. Ускорение, оценки ресурса" достигается за счет учащенного в 2,5 раза'воспроизведения рабочих циклов, а также значительного сокращения времени простоев, ' ' '..,.■■ В' четвертой главе изложены результаты экспериментальных исследований и их анализ. Установлено,, что.при прочих равных условиях скорость осаждения хрома вышекогда электролиз осущест-• вляетсяпри пониженном давлении, что особенно заметно при повышенных плотностях тока. Следует, отметить, что это качество осадков остается хорошим до плотности тока 180-230 и температуры электролита 60°С и выше, в то время как при обычных условиг . ях хромирования в универсальном электролите плотность тока рав-_ на 140 ^ в осадке появляются дендрит, пригары, ухудшается .сцепляемость. Увеличение производительности объясняется тем, что непрерывно кипящий эл<.->.гролит оказывает гидролитическое воздействие на.коллоидную пленку, -изменяя ее состояние, что улучшает . процесс электролитических реакций, способствует снижению концентрационной поляризации - это облегчает разряд хрома на'катоде и дает возможность ускорить-процесс хромирования при повышенных . плотностях- тока. Установлено, что производительность процесса .

хромирования с повышением температуры снижается и с повышением 1 плотности тока растет. Таким образом, преимуществом хромирования при пониженном давлении следует считать широкий диапазон -плотностей тока, позволяющих, получать высококачественные осадки и повышение в 1,6 раза производительности процесса,, при этом стабильность данного показателя ..в 2,6-1,-1 раза выше чем при обычном зфомиро.вании, что является одним из определяющих- факторов при выборе технологии восстановления многих деталей.машин.' . - ' Влияние температуры электролита, плотности тока на микро-' тгордость осадка.хрома, полученного при подаренном давлении,по-- казано'иа рис. I.. Исследования показали елецущее:

. Рйс. I. Злияние-плотности тока и температуры элек-. тролита на'микротвердость осадков при хромировании с пониженным давлением в ванне ( Ахр =10 мм, с!1 =» 100 мкы): I 50% 2 - 55°С, 3 - 60°С, 4 - 65°С, .5 - 70°С " "'

- с увеличением в рассматриваемом диапазоне плотности тока микротвердость осадков увеличивается-на 16,2-35,7$;

• - .твердость осадков ? интервале 11,00-11,85 ГПа получена при температуре электролита Тэл, равной 50, 55, 60°С и плотности тока <РК., равно' 120 А/дм^; при повышении температуры Тэл до 65 и 70°С такая твердость осадка получена при повышенной плотности тока, % = 180 А/дм2;

- твердость осадков существенно зависит от температуры электролита, по мере повышения теулёратуры этот показатель понижается, особенно в интервале 50-120 А/дм - на 21,2-23,4$; при дальнейшем увеличении плотности тока эта разница не столь существенна,' " _

Эксперименты показали, что с увеличением толвдны осадка с . .50 до 300 мкм,.полученного при пониженном давлении, микротвердость снижается незначительно, не более чем на '

Исследование сцепляемости осадков хрома со стальной осно-' вой при пониженном давлении показало,, что-повышение температуры • благоприятно сказывается на сцепляемость. Определено, что наиболее высокая прочность сцепления (89,6$) получена при Тэл= 72°С. Прочность сцепления по мере увеличения толщины с 00 до 250 мкм .уменьшается с 95,5 до 65,152.

Анализ химического состава, межэлектродного слоя электродиг-та показал, что хромирование при пониженном давлении происходит' при стабильной концентрации хрома в .этой зоне за счет перемешивания электролита выделяющимися пузырьками. Установлено также, что при э.том существенно .повышается выход хрома по току.

Исследования структуры осадков хрома показали, что' зона . блестящих износостойких осадков при хро,\;ирован;;и с пониженным • давлением значительно расширена и-сдвинута в область более высоких плотностей тока- и повышенных температур относительно хромп- • ■рования в спокойном .электролите. Так при температуре Тэл = 50°С '. при хромировании с пониженным давлением блестящи осадки наблюдаются до значений.плотности тока 85-90 А/дм^, в то время как при стандартном способе они образуются на .уровне = 50 А/дм^. Возможность расширения пределов получения блестящих осадков в ■ условиях хромирования при пониженном давлении'связана с тем,что уменьшение•толщины пограничного диффузионного слоя за счет.интенсивного поступления свежего электролита в зоне электролиза •и повышения плотности тока создаот'благоприятные условия для об-' разовання зародьмёй'кристаллов и ускорения распространения рас-■ тущих слоев хрома по всей'поверхности катода. Установлено также,

- 1Т -

что кромо этого, покрытия,.полученные при пониженном давлении, имеют мелкодисперсную.структуру.

Изучением поверхности методом сканирующей электронной микроскопии. определялись малые величины растущих граней на поверхностях хромовых покрытий, что свидетельствует о формировании .при осаждении крайне мелкодисперсной структуры, подтверждаемой также данными рентгеновского анализа.

Результаты исследований износостойкости представлены на рис.- 2. Установлено, что износостойкость т.лрытий, полученных при пониженном давлении, во всем Интервале нагрузок в 1,72,0 разг превосхо'дит данный показатель, полученный при обычном способе хромирования. Высокая износостойкость покрытий, полученных при пониженном давлении, объясняется свойствам-,' ,:х структуры. Интенсивное обновление электролита значительно уменьшает скорость линейного роста кристаллов и.скорости образования кристаллических зародышей. Это- способствует формированию мелкозернистых покрытий с высоко,'. ..гикротв'ердостью и'лучеей износостойкостью. Установлено", что повышение температуры электролита способствует существенному (в 5 и более раз) увеличению износа хромового покрытия. Увеличение плотности тока также способствует увеличению износа, однако для интервала температур 55-70°С в меньшей степени, чем температура.

Эксперименты, показали, что с увеличением толщины хрома износостойкость уменьшается,.что объясняется изменением структуры покрытия по мере увеличения его толщины. Анализ результатов исследований позволяет предположить, что увеличение износостойкости покрытий, полученных При хромировании при пониженном давлении, следует отнести за счет'совершенствования с^оуктуры и увеличения микротвердости. Положительным фактором, ьлияю-там на структуру осЧ:,ка хрома, полученного при.пониженном давлении, является снижение в нем содержания водорода за счет ускоренного его выноса пузырьками при перемешивании электролита.

На. основании изложенного можно констатировать, что при хромировании с пониженным.давлением можно получить покрытия значительной толщины, которые обладают, лучшей износостойкостью, чем ■покрытия,' полученные .при хромировании в обычных условиях.

■■ Результаты эксплуатационных и ускоренных сравнит"-ьных ис-' питаний подтвердили выводы, полученные при экспериментальных исследованиях: износ- золотников, хромированных при пониженном давлении, в 1,5-1,8 ряза меньше, чем этот же показатель при хро-

50*С

iOO 120 НО 160 180 200

; Дк, А/дм*

Рис. 2. Влияние плотности тока и температуры на износостойкость осадков при хромирований при пониженном (0,085 Ша) давлении. Ахр = 12 мм, cf" ='.0,2 т.

' мировапия'Л обычноЯ ванне.

Глава пятая посвящена разработке технология восстановлешя золотников хромированием при пониженном давлении и расчету экономической эффективности от ее внедрения.

С учетом результатов проведенных исследований разработана, апробирована и внедрена опытная промышленная установка и техно; логия восстановления золотников хромированием при пониженном давлении.

■ Продолжительная эксплуатация промышленной установки пред-' ставила возмо;лность оптимизировать параметра технологического ■ процесса хромирования при пониженном давлении, разработать и 4 апробировать^, мероприятия, направленные на. повышение надежности . оборудования. Оборудование для хромирования при'пониженном давлений- отличается от применяемого при обычных условиях использованием герметизируемой ванны, в которой создается необходимое разрежение вакуум-насосом, наличием теплообменника для ох--лаждения паров электролите, конденсатосборкика для сбора и возврата-электролита в хромированную ванну и фйльтра-кейтрализа'то-ра для нейтрализации химически активных веществ, которуй размещен перед вакуум-насосом.

Рекомендуемая технология обеспечивает'скорость осаждения хрома 80-190 мкм/ч и выход его по току до 21% из универсального электролита. Хромирование вышеизложенным способом позволя- -ет получить высококачественные осадки толщиной до 300 мкм. Экономический эффект .от внедрения разработанной технологии только . на-примере, золотников распределителей Р-ЮО равен 41,75 тыс. ■рубле.й,.

Разработанная технология может быть использована- для восстановления и других деталей" (итоков гидрсцилшпгюв, валов гидронасосов, топливной аппаратуры) сельхозмашин и дорожно-строительной техкык-и. : ; ','.''

Нестая глаза посвящена разработке способа и установки для защиты окружакяей среды при хрЬмировании. Гальваническое производство является крупным потребителем.воды, загрязняемой вредными веществами. Одной, из основных проблем, возникаоцих при организации процесса- восстановления по разработанной технологии, • является .очистка сточных вод от хрома;-относящегося, равно как и-его соединения, к числу наиболее токсичных веществ. Существующие .»¿етоды очистки рощ,! от соединений хрома сложны, мало эффект- • " нн'и требуют /сооружения спорных и больших по размерам'устройств.

Кроме того, утилизация хрома из осадков является трудоемким процессом. . . . •

И'зиболее перспективным'в'этом отношении является очистка методом ионной флотации. С учетом изложенного проведены исследования по использованию в качестве; собирателя первичных алифа-• тических аминов. Установлено, что высокая эффективность предла-. гаечого способа достигается введением в очищаемую воду суспензии парафина, твердая фаза которой представляет собой сферические частицы со средним диаметром, равным 4 мкм. Частица парафина, введенные в обрабатываемую воду, являются центром коагуляции соединений, образующихся в результате взаимодействия собирателя с извлекаемым хромом. Следует отметить, что.хром наиболее полчэ выделяется в кислой области (рис. 3).. Это особенно важно, так как стоки первоначально являются достаточно кислыми. Опре- • делено, что лучшим флотационным .собирателем является гексадецил-.амин, степень флотации при использовании которого достигает 95,4л, а время флотации не превышает 10 мин. Объем раствора,переходящего в пену, составляет 1-2%.

Для реализации изложенного .способа очистки разработана■и изготовлена установка (рис. 4). Предложенный способ-и установка внедрены на комбинате "Одеспромстрой", что позволило'исключить сброс вод, содержащих хром, утилизировать и повторно использовать (после регенерации сублата) хром. , • -

Регенерация собирателя осуществлялась следующим 'образом.' В емкость помещают, сублат, заливают горячен водой (температура 70-80°С) и с помощью механической мешалки интенсивно перемешивают содержимое, а затем раствор охлаждают. В результате такой-обработки окалины хрома десорбируются с поверхности собирателя и переходят в раствор, пригодный для дальнейшего использования. На поверхность раствора переходит парафин, содержащий амин, ко. торый повторно используют для флотационного выделения хрома. Оптимальным условием процесса очистки с использованием разработанного способа и установки является: кислотность РН - 1,5-2,0, концентрация твердой фазы суспензии парафина 0,1 кг/м3, концентрация собирателя 0,5-0,7 кг/м3.

' ' О Б Ц И Е В Ы.В О Д Ы .

I.' Обобщение и-анализ опыта применения электролитического хромирования для восстановления Деталей показали, что одним из перспектив.чых направлений совершенствования данной технологии ремоктз является поръдение интенсивности обновления электролита

Рис. 3. Влияние концентрации водородных ионоз на степень флотационного изачечения.хрома-с помощью суспензироватгаго .парафина И спиртового раствора I - доцедил,'2 .- гексадецил, 3 - октадецилямина.

Рис. 4. Схема флотационной очистки Зфомосодержащих .

• вод гальванического производства: ..'■. I - центробежные насосы, 2 - ванна для отмывки хромированных деталей, 3 - флотационная камера, 4- - . электродвигатель, 5 - приводной вал,' 6 - импеллер, • 7 - коткух, 8 и 9 - воздухозаборное и циркуляционное отверстия, Ю - отвальный желоб, 11-приемник сублата.

в межэяектродном пространстве за счет понижения давления в ванна.

-. 2." Установлено, что интенсивность перемешиватая электролита и, уноса. вэдёлясп1егрся в;процессе электролиза газа определяется

• количеством, размерами и'скоростью подъема пузырьков.

3. На основании теоретических исследований, выведена-формула коллективной скорости подъема пузырьков газа в электролите, устанавливающая факт ее большой зависимости от диаметра пузырьков, •

4. Экспериментами подтверждено значительное увеличение интенсивности перемешивания электролита при Понижении до 0,088 Ша.

.; давления за счет увеличения в 6,7-8,0 раз объема газа, удаляемого из электролита, и более чем в 10 раз размера пу^чрьков по сравнению с хромированием в обычных условиях.

5. С помощью метода математического планирования определенны оптимальные конструктивные параметры установки и режимы хромирования, при пониженном авлении, при которых получаются из'но-

' состойкие покрытия.-

6..Хромирование при пониженном давлении характеризуется

• следующими особенностями: '

' - незначительной разницей в производительности при различных температурах и низкой плотности тока; по мере увеличения • плотности тока эта разница увеличивается;'•

- - значительное, до 35,7^* увеличение микротвердости по мере увеличения плотности тока в интервале 50-200 Д/ш^ и снижение ■до 23,данного показателя при повышении температуры от 50 до

' - выравнивание концентрации хрома.за счет перемешивания электролита, в стандартной ванне концентрация в приэлек-

тродном слое падает на 10-15 г/л. ■

?. Экспериментально, установлено, что хромирование при пониженном давлении имеет следующие преимущества в сравнении с таким, же процессом," выполняемым при общепринятых условиях хромирования в универсальном электролите: ' ..

■ - более чем в.1,6 раза увеличивается производительность процесса, при этом стабильность данного, показателя в 2,0-1,1 раза, выше чем при обычном хромировании, что является одним из оп-• ределящих. факторов при выборе технологии, восстановлен л многих • . •: автотракторных деталей; ' • '

ц - более широкий диапазон высоких плотностей тока, при кото; рых получаются качественные осадки, при этом зонд получения блестящих осадков, сдвинуты в-область болей рнсшшх температур

и 'Плотностей тока;

- осанки получаются более мелкодисперсные и в 1,7-2,0 р_за более износостойкие; ' ... . ..

'- исключен капельный унос электролита, что важно в экономическом отношении.

8. Разработанная технология восстановления золотников гидрораспределителей может быть использована для ремонта ряда дру-. гих автотракторных деталей.

9. Разработанная флотационная установка очистки вод, используемы* при восстановлении деталей по предлагаемой техноло-.-. гни, позволяет исключить загрязнение окружающей среды, а также утилизировать и повторно использовать хром (после регенерации сублата). . » ' • ...

10. Определены следующие оптимальные условия- процесса очистки во флотационных машинах иыпеллерцого типа: РН - 1,5-2,0; концентрация твердой фазы суспензии парафина - кг/м3, концентрация собирателя - 0,5-0,7 кг/ы3..

11. Технико-экономическими расчетами установлено, что применение хромирования при пониженном .давлении .для восстановления

змопенных деталей гидрораспределителей тракторов, экскаваторов, ■и других специальных машин является целесообразным. '

.. Годовой экономический эффект от внедрения рекомендуемой ■ технологии для восстановления золотников на.комбинате "Одеспром-строй" составляет 41,'Готыс. ру.б. .

12. Дальнейшее исследование хромирования при пониженном ••."; давлении.в электролитической ванне целесообразно-проводить- в направлении комплексного изучения электрохимических процессов в использова-нии разных электролитов, нестационарных режимов электролиза; введением в электролит посторонних анионов, а также целесообразно исследовать данный технологический процесс при же-лезиении, никелировании!, меднении, осаждении сплавов на основе . .этих металлов - это позволяет усовершенствовать данный технологический процесс и расширить его практическое использование.

Основные положения диссертации опубликованы ' в следующих работах:

I. Боровский Н.Д.'Восстановление золотников гидрораспределитеЛей землеройных майин// Механизация строительства,- 1980.* е.- с. 16-п.- . . -

I Боровский Н.Д. Установка для-«электролитического нанесе- •

,цня металлических покрытий // Информ. листок Одесского ЦНТЛ

УКРШНП1 Госплана УССР.- Сер , 4113.- 1982.

3. Боровский Н.Д. Исследование электролитического хромирования при пониженном давлении в йанне применительно к восстановлению и упрочнению деталей строительных и дорожных машин // Совершенствование технического обслуживания и ремонта строительных магаин: Сб. М., 1983.- С. 31-36.

Боровский-Н.Д. ХрЫ/ирование деталей машин при пониженном. давлении в электролитических ваннах // 1<Ьханизация строительства.- 1983.- № б.- С.22-РЛ.

5. Боровский Н.Д. .Хромирование-в вакууме // Прогрессивные способы хромирования черных и цветных металлов': <36. Киев, 1979.-С. 14-Т7. . •

6. Боровский Н.Д. Интенсификация процесса ■ электроосаждения хрома при восстановлении деталей машин // Интенсификация технологических процессов нанесения металлопокрытий гальваническим и химическим способом: Сб. М.', 1987.- С.31-33.

.' . 7. Скрылев П.Д., Боровский Н.Д», Костик В.В., Цурич А.Н. Способ очистки сточных г.пд, образуацихся при восстановлешш деталей машш хромированием // Химическая технология.- *989,- № I,-С. 18-21. •

8. Боровский. Н.Д. Способ очистки сто'чных вод, образующихся при восстановлении деталей машин хромированием // Прогрессивные •технологии хромирования й'вопросы технологии: Сб. Киев,'' 1991,-С. 13-15. '