Технология востановления шатуна

     Для защиты поверхностей, не подлежащих наращиванию, применяют: шапон-лак в смеси с  нитроэмалями в соотношении 1: 2, нанося его несколько слоев при послойной  сушке на воздухе; чехлы из полихлорвинилового пластиката толщиной 0,3-0,5 мм; различные футляры, втулки, экраны, изготовленные из неэлектропроводных кислотостойких материалов (эбонит, текстолит, винипласт и т.п.).

     Окончательное обезжиривание подлежащих наращиванию поверхностей деталей наиболее часто производят путем электрохимической обработки в щелочных растворах следующего состава: едкий натр - 10 кг/м3, сода кальцинированная - 25, тринатрийфосфат - 25, эмульгатор ОП-7 3-5 кг/ м3. Режим обезжиривания: температура 70-80°С, плотность тока 5-10 А/дм2, длительность процесса 1-2 мин.

     Детали  при электрохимическом обезжиривании  завешивают на катодную штангу. При  электролизе на поверхности детали выделяется водород, который химически  срывает жировую пленку и таким  образом ускоряет процесс омыления и эмульгирования жиров. Во избежание наводораживания сменяют полярность на обратную и в течении 0,2-0,3 мин обрабатывают детали на аноде.

     Детали  простой формы можно обезжиривать также путем протирки кашицей  венской извести, состоящей из смеси окиси кальция и окиси магния с добавками 3% кальцинированной соды и 1,5% едкого натра. Эту смесь разводят водой до пастообразного состояния и наносят на детали волосяными кистями.

     После обезжиривания детали промывают  в горячей, а затем в холодной воде, Сплошная, без разрывов, пленка воды на обезжиренной поверхности свидетельствует о хорошем качестве удаления жиров.

     Декапирование (анодную обработку) производят для  удаления тончайших оксидных пленок с поверхности детали и обеспечения  наиболее прочного сцепления гальванического покрытия с подложной. Эта операция непосредственно предшествует нанесению покрытия.

     При хромировании анодную обработку  производят в основном электролите. Детали завешивают в ванну для  хромирования и для прогрева выдерживают 1-2 мин без тока, а затем подвергают обработке на аноде в течении 30-45 с при анодной плотности тока 25-35 А/дм2. После этого не вынимая детали из электролита, переключают их на катод и наносят покрытие.

     В ряде случаев перед декапированием осталиваемые детали подвергают анодному анодному травлению. Анодному травлению перед декапированием подлежат детали, не подвергающиеся механической обработке. Травление в этом случае происходит в специальной ванне с хлористым электролите.

     Обработка деталей после нанесения покрытия включает следующие операции: нейтрализацию деталей от остатков электролита; промывку деталей в холодной и горячей воде; демонтаж деталей с подвесного приспособления и удаление изоляции; механическую обработку детали до требуемого размера; термическую обработку (при необходимости).

     Этот  порядок выполнения заключительных операций сохраняется при нанесения  покрытий из любых электролитов, однако конкретные процессы имеют некоторые  особенности.

     Так, если детали подвергались хромированию, то их сначала промывают в ванне с дистиллированной водой (для улавливания электролита), а затем - в проточной воде, после чего погружают на 0,5-1 мин в 3-5%-ный раствор кальцинированной соды (для нейтрализации остатков электролита) и окончательно промывают в теплой воде. Затем детали снимают с подвесных приспособлений, удаляют с них изоляцию и сушат в сушильном шкафу при температуре 120-130°С. В некоторых случаях для снятия внутренних напряжений в хромовых покрытиях детали проходят термообработку с нагревом до 180-200°С в масляной ванне и выдержкой при этой температуре в течении 1-2 ч.

     Вообще  сущность любого метода хромирования заключается в переносе ионов металла на ремонтируемую поверхность детали, которая является катодом. Любые способы хромирования протекают в ваннах в растворах электролитов (холодных и горячих).

     Хромирование  саморегулирующемся электролите отличается от других видов тем, что при введении в электролит вместо серной кислоты трудно растворимых солей сернокислого стронция SrSO4 и кремнистого калия К2SiF6 в количестве, превышающем их растворимость, электролит становится устойчивым, так как автоматически поддерживается постоянная концентрация ионов SO4 и SiF6. При избытке в электролите указанных солей, превышающих их растворимость, часть солей будет находиться в растворе в виде диссоциированных ионов, а часть на дне ванны в виде твердой фазы. При изменении концентрации хромового ангидрида концентрация ионов SO4 и SiF6 будет автоматически поддерживаться постоянной за счет частичного растворения солей. Таким образом, необходимость в частых корректировках электролита отпадает. Применяется следующий состав электролита (г/л): хромовый ангидрид 200-300; сульфат стронция 5,5-6,5; кремнефторид калия 18-20. Плотность тока Dк=50-100 А/дм2; t=50-70° C; выход по току 17-18%.

     В саморегулирующимся электролите можно получать все  три вида хромовых осадков. Скорость отложения осадка при плотности 60 А/дм2 и t=55-65° C достигает 45-50 мкм/ч.

     Вследствие  агрессивности электролита свинцовая  футировка ванны не пригодна из-за сильного растравливания. Хорошим материалом для ванн является нержавеющая сталь 1Х18Н9. В качестве материала для анодов применяют свинцово-оловянистые сплавы, из которых лучшим является припой ПОС-10. По причине агрессивного действия электролита на металл необходима тщательная защита поверхности деталей, не подлежащих хромированию. Изоляционными материалами здесь могут быть винипласт, полихлорвинил, плестиглас, а также специальные составы.

     В настоящее  время разработаны и исследованы  новые составы саморегулирующихся электролитов, значительно устраняющие  недостатки сульфато-кремнефторидного электролита. Для примера привожу состав сульфато-кремнефторидного электролита с добавкой бихромата калия. (г/л): CrO3=250; SrSO4=6-8; K2SiF6=20; K2Cr2O7=110; режим хромирования Dк=30-100 А/дм2; t=40-70° C; выход по току 17-24%. При применении данного электролита получение блестящих осадков возможно при пониженных температурах и плотностях тока, коррозионная активность активность электролита значительно снижается.

 

2.3 Разработка технологического процесса

 

     Перед разработкой технологического процесса восстановления детали выбираю базы. Проводим основные операции по подготовке детали к восстановления.

     Разрабатываем схему технологического процесса. Последовательность операций устанавливают с учетом особенностей своей детали. 

     Схема технологического процесса:

 

     Нормирование  операций, связанных с восстановлением  поверхностей детали. Техническая норма штучно-калькуляционного времени (в минутах) определяется по формуле:  

     tшк=to+ tв +tобс+tот+tп-з/n,

     где to - основное технологическое время, необходимое для целенаправленного  воздействия на деталь (время на хромирование или наплавку);

     tв  - вспомогательное время, затрачиваемое на установку и снятие детали, измерение размеров, подвод, отвод инструмента и т.д.;

     tобс  - время организационного и технологического  обслуживания рабочего места; 

     tот - время на отдых и личные  надобности работающего; 

     tп-з  - время на подготовительные и заключительные работы, которое рассчитывают на партию деталей;

     n - число  деталей в партии.

     Время (to+ tв) называется оперативным toп, а  время (tобс+tот) - дополнительным и берется  впроцентах от toп. Тогда 

     tшт=(1+к/100) toп,

     где tшт - штучное время, мин;

     к - коэффициент, учитывающий время  на обслуживание рабочего места,%. 

     tшк= tшт+tп-з/n. 

     Нормирование  операции хромирования цилиндрической поверхности.

     Основное  время нахождения деталей в ваннах (время наращивания металла), мин:  

      , 

     где h - толщина слоя покрытия 0,2мм;

     g - плотность осаждаемого металла 7,8;

     Pк-катодная  плотность тока, Рк=60 А/дм2;

     С - электрохимический эквивалент с=0,324 г/А ч;

     h - выход по току h=13%;  

       

     Вспомогательное время равно: ,

     где - вспомогательное время, перекрывающееся основным, =0 мин;

      - вспомогательное время, не перекрывающееся  основным временем, =0,17 мин;

     Норма времени на операцию, отнесенная к одной детали, равна:  

       

     Нормирование  операции электроимпульной наплавки торцов нижней головки шатуна

     Основное  время при наплавке, мин:  

      , 

     где F - площадь поверхности 50 мм;

     l - длина  шва, 13мм;

     g - плотность осаждаемого металла 7,8;

     Kп  - коэффициент разбрызгивания металла  0,9;

     С - электрохимический эквивалент с=0,324 г/А ч;

     h-выход по току h=13%;

     aн - коэффициент расплавления 6 г/А ч;

     I-сварочный  ток, 200 А; 

      - коэффициент, учитывающий сложность  работы ( =1)  

       

     Вспомогательное время равно: мин.

     Дополнительное  время составляет 5% от оперативного времени (tо + tв)

     Подготовительно-заключительное время принимают 15 мин на партию деталей. Норма времени на операцию, отнесенная к одной детали, равна:  

       мин 

     Оценка  затрат на восстановление детали. Оценка затрат на восстановление методом хромирования в саморегулирующимся растворе электролита. Затраты на восстановление деталей группируются в себестоимости через следующие калькуляционные статьи:  

       

     где - стоимость расходных материалов,  

      = Км  = 0,5 16,37=8,185 коп;

      - основная заработная плата производителя, 

      =tшт Сч=57,6 17,053/60 = 16,37 коп;

      - дополнительная заработная плата, 

      = KЗПд  =0,15 16,37=2,45 коп;

      - отчисления на социальное страхование: 

      =KCCТ ( + ) = 0,15 (16,37+2,45) = 2,82 коп;

      - накладные цеховые расходы,

      =Кцр  =1 16,37=16,37 коп;

      - общезаводские расходы, 

      = КОЗР  =0,6 16,37=9,822 коп;

      - расходы на эксплуатацию и  содержание оборудования,

      = КРС70 = 0,65х16,37=10,64 коп;

      - прочие расходы,

      =0,01 66,65=0,66 коп;  67,32 коп. 

     Оценка  затрат на восстановление методом электроимпульсной  наплавки.

     Затраты на восстановление деталей группируются в себестоимости через следующие калькуляционные статьи: