анодний процес
Анодами при Залізнення служить залізо типу Армко або малоуглеродистая сталь, що містить до 0,2% вуглецю. В останньому випадку має місце рясне виділення шламу, що несприятливо позначається на якості покриттів. Тому аноди поміщають в чохли з кислостійких скляній тканини.
Анодна щільність струму в електролітах при невисокій температурі 5 - 10 А / дм 2. в гарячих розчинах - до 15 А / дм 2. При змісті в розчині 300 - 350 г / лFeCl2 · 4H2O катодний і анодний вихід по току близькі, в інших випадках анодний вихід металу по струму перевищує катодний.
У технологічному процесі залізнення слід передбачити операцію попереднього активування оброблюваних деталей протягом 30 - 60 з в розчині, що містить 350 - 370 г / л H2SO4 при 18 - 30С і щільності струму 40 - 60 А / дм 2 для вуглецевої сталі і 15 - 20 А / дм 2 для чавуну. Після такої обробки деталі повинні бути ретельно промиті для видалення слідів кислоти.
Фізико-технічні властивості залізних покриттів.
Експлуатаційні характеристики залізних покриттів характеризуються в основному твердістю, міцністю їх зчеплення з підкладкою, зносостійкість і втомної міцністю відновлених деталей машин. Ці властивості є наслідком формування певної структури покриттів і залежать від фізико-хімічної природи осідає, металу. Структура електроосадження металів у великій мірі залежить від величини катодного поляризації. Характер зміни останньої і її величина залежать від умов електролізу. Отже, керуючи умовами електролізу можна змінювати структуру і фізико-механічні властивості обложених шарів.
Властивості залізних покриттів істотно змінюються з умовами електролізу. Мікротвердість знижується з підвищенням температури, величини рН електроліту і збільшується з ростом щільності струму. При нагріванні опади стають пластичними. Мікротвердість залізних покриттів, отриманих при оптимальних умовах, досягає 6500 - 7000 МПа, але при підвищеній температурі і зниженій щільності струму вона становить 1400 - 1500 МПа.
На фізико-механічні властивості залізних опадів впливають концентрація солі заліза і вільної кислоти в розчині. При отриманні товстих шарів заліза (0,1 - 0,5 мм) при високій щільності струму (від 10 - 10 2 А / дм 2 (0,1 - 1 А / см 2) і вище) було показано, що зі збільшенням концентрації хлориду заліза (II) в подкисленном розчині (до 0,1 н.HCl) при температурі 100С катодні опади виходять м'якшими і витримують велике число перегинів (на 180) до зламу. Для отримання компактних товстих гальванічних покриттів (0,2 - 0,5 мм) опадів заліза колічествоFeCl2 · 4H2O в розчині повинно бути 690 - 790 г / л (7 - 8 н) при содержанііHCl 3 - 4 г / л (0,1 н ). Температура електроліту 100 - 105С. Щільність струму - (10 - 20) · 10 2А / дм 2. При концентрації хлориду заліза (II) 400 г / л (≈ 4 н) товсті гальванічні опади заліза розтріскуються.
Зі збільшенням вмісту кислоти опади заліза стають м'якшими і гнучкими - твердість знижується, число перегинів зростає. Подовження (68%) при випробуванні на розрив збільшуються, опір ж розриву зменшується.
Твердість залежить від змісту в покритті розчиненого водню. При нагріванні до 300С відбувається часткове видалення водню, яке не увійшло до кристалічну решітку заліза, що супроводжується підвищенням мікротвердості осаду. Подальше збільшення температури призводить до зниження мікротвердості, що, мабуть, пов'язано з більш глибокої адсорбцией водню.
Опади заліза, як з холодних, так і гарячих електролітів, виходять щільними, дрібнозернистими. Залежно від температури і щільності струму, вони можуть бути твердими або м'якими. Чим вище щільність струму, тим за інших рівних умов більше твердість опадів. При збільшенні температури твердість опадів зменшується, зате збільшується їх пластичність.
Мікротвердість опадів, отриманих з сульфатного електроліту, 350 - 450 МПа, з хлоридного 500 - 600 МПа. Підвищення твердості до 700 - 780 МПа і зносостійкості покриттів досягнуто при використанні електроліту, що містить 400 г / л FeCl2 · 4H2O і 1 - 2 г / л аскорбінової кислоти, рН 0,5 - 1,0; t = 25 - 35С; ik = 10 ÷ 50 А / дм 2; вихід металу по струму 90 - 98%.
Для ремонтного виробництва необхідно забезпечити надійну міцність зчеплення з чавунними і сталевими деталями. Міцність зчеплення залежить від підготовки поверхні деталі перед покриттям, структури підкладки, початкових умов електролізу. Для отримання прочносцепленной залізних покриттів проводять анодний обробку деталей в 30% H2SO4 при анодної щільності струму 40 - 100 А / дм 2.
Максимальну зносостійкість мають залізні покриття з твердістю 500 - 580 кг / мм 2. Практика показує, що деталі, відновлені електролітичним залізом, мають підвищену зносостійкість (в 2,2 - 3 рази) в порівнянні з новими.
Втомна міцність деталей, підданих Залізнення, визначається складом електроліту і режимами електролізу. Але як би не змінювалися умови електролізу, неможливо отримати залізні покриття, втомна міцність яких, була б дорівнює втомної міцності загартованої среднеуглеродистой стали.
Тому використовують додаткові технологічні прийоми, що забезпечують зняття частини внутрішніх напружень і тим самим підвищують втомну міцність покриттів. Таким прийомом є відпустку залізних покриттів при температурі 200 - 300С протягом 1 - 2 годин, що дозволяє підвищити міцність від утоми на 10 - 20%.