ALKATRÉSZFELÚJÍTÁS 3 Galvanizálás (krómozás, vasazás, tampongalvanizálás) Műanyagbevonás Felrakóhegesztés
GALVANIZÁLÁS
ALKATRÉSZEK FELÚJÍTÁSA GALVANIZÁLÁSSAL A galvanizálás alapja: ha az elektroliton egyenáramot vezetünk át, az elektrolit pozitív ionjai a katódhoz, a negatív töltésűek az anódhoz vándorolnak.
3
Galvanikus fémbevonás
Elektrolit: fémsók vizes oldata Katód: a bevonandó alkatrész Anód: olyan fém mint a bevonat (az elektrolitból kivált fémionokat az anód oldódása pótolja, pl. vasazás) galvanizálás alatt nem oldódó (a kivált fémionok pótlása - koncentráció, pH-érték a fürdő regenerálásával) Az elektródokon végbemenő folyamat: a katódon: fémkiválás és hidrogén fejlődés az anódon: anionok semlegesítése, oxigénfejlődés, anódfém oldódása
4
A galvánbevonatok jellemzői alapfémhez jól tapadnak egyenletes rétegvastagság tömör, pórusmentes bevonat megfelelő mechanikai és kémiai tulajdonság A kristályosodási folyamat: az elektrolit fémionjai az áram hatására kiválnak a katódon kristálycsírák képződése, további növekedésük ha sok kristálycsíra képződik és lassú a növekedés sebessége, finomszemcsés, fényes, kemény bevonat keletkezik
5
A galvánbevonatok tulajdonságait meghatározó tényezők
az elektrolit összetétele és vezetőképessége a fürdő pH-értéke a fürdő hőmérséklete az áramsűrűség a hidrogénkiválás az alapfém anyaga és felületének állapota
6
ALKATRÉSZ-FELÚJÍTÁS KRÓMOZÁSSAL
Krómozás
Erős korróziónak illetve nagymértékű kopásnak kitett alkatrészek javításához használható eljárás. Leginkább acél ill. szürkeöntvényekhez használják, de alkalmazhatók réz- ill. alumíniumötvözetekhez is. A krómréteg kedvező tulajdonságai:
nagy keménység (500...1000 HV), kopásállóság, korrózióállósság, hőállósság. 8
Krómbevonat tulajdonsága
A bevonat keménységét, kopásállóságát az elektrolízis feltételei (elektrolit összetétel, elektrolit hőmérséklet, áramsűrűség) határozzák meg.
9
Krómbevonat tulajdonsága
Az opálos fényű felület keménysége HV = 500...700, a fényes bevonatoké HV = 700...1100. A réteg szerkezete szempontjából megkülönböztetünk tömör (kemény és fényes, valamint matt), szivacsos és hálós krómbevonatokat. A krómréteg keménységét, tömörségét, szivacsosságát az alkatrész igénybevétele alapján választják meg. 10
Elektrolitösszetétel (krómsav kénsav)
Krómsav, CrO3 200…250 g/l Kénsav, H2SO4 2,0…2,5 g/l Javasolt rétegvastagság: 0,008…0,2 mm (1,01…0,3 mm/h sebesség) A kád ólommal vagy műanyaggal bélelt, automatikus hőmérsékletszabályozás. Hőmérséklet: 48…52 C áramsűrűség: 25…45 A/dm2 8%-nál nagyobb krómtartalmú acélok és a régi krómréteg bevonására nem alkalmas. 11
Elektrolitösszetétel (krómsav stronciumszulfát - káliumszilikofluorid)
Krómsav, CrO3 250 g/l stronciumszulfát, SrSO4 6 g/l káliumszilikofluorid, K2SiF6 20 g/l Javasolt rétegvastagság: 1…1,5 mm (0,04…0,06 mm/h sebesség) Hőmérséklet: 55…65 °C áramsűrűség: 60…90 A/dm2 régi krómréteg bevonására is alkalmas. 12
A krómréteg felvitelének hátrányai:
a felvitel bonyolult, lassú eljárás, a felvitel rossz hatásfokú (10...30 %), a felvitt réteg vastagsága legfeljebb 0,5 mm lehet. Vastagabb réteg esetén a króm eltérő hőtágulása következtében a króm leválik a vas alapanyagról.
13
Vasazás (galvanikus acélbevonás)
Vasazás
Főleg acélból és szürkevasöntvényből készült alkatrészek kopott felületeinek javítására, szilárdillesztésű helyeken. A réteg tulajdonságai: nagytisztaságú vas, amelybe minimális mennyiségű szén (C: 0,3…0,06 %) is beépül. Keménysége HB= 200…240 daN/mm2, Kötésszilárdsága: 200…700 daN/mm2 15
Elektrolitösszetétel
Vasklorid FeCl2350 g/l nátriumklorid NaCl 300 g/l sósav HCl 2 g/l
10…50 g/l nikkelklorid adagolása a szemcsefinomság és a mechanikai tulajdonság kedvezően befolyásolható.
Az anód kis széntartalmú acél, ötvözetlen szénacél. 16
A bevonat kialakulása
Az elektrolitban lévő Fe++ ionok a katódhoz áramolnak, ahol elvesztik töltésüket és lerakódnak. Az anódból az elektrolitba Fe++ ionok lépnek a katódon kiváltak pótlására. A bevonat ferrites szövetszerkezetű. Keménysége a ferrites szövetszerkezetű acélokhoz képest 2…4 szeres lehet. Áramsűrűség: induláskor 5 A/dm2, majd 10…15 A/dm2 sebesség: 0,1…0,15 mm/h, de 0,2…0,3 mm/h is elérhető 17
A bevonat hőkezelése
Hidrogénmentesítés 200…250 °C Kopásállóság növelése:
betétedzéssel, szulfidálással keménykrómozással
18
Helyi galvanizálás Selectron - eljárás
Tampongalvanizálás Vékony réteg felvitele
Az alkatrészt katódként, a bevonandó felülettel egyező méretű, formájú felvivő fejet anódként kapcsolják. Ez utóbbit fémionokkal átitatott pamut vagy műanyag szövet borítja, koncentrációját mártogatással biztosítják. 20
Tampongalvanizálás Nagymennyiségű fém felvitele
Az oldatot szivattyú szállítja az anódhoz, amelyen átfolyva jut a forgó felületre. A visszajutó oldat szűrés után ismét felhasználható. 21
Hidraulikus kapszula
A hidraulikus kapszula a DUNAFERR Kft meleghengerművében üzemel. Átmérője 860 mm. Lökethossza 75 mm. Üzemi nyomása 400 bar. 22
Hidraulikus kapszula meghibásodása
Bemaródások a teljes belső felületen Felújítása tampongalvanizáláss al.
23
Hidraulikus kapszula felújítás után
A bemaródásokat rézzel töltötték fel. Ezt követően a felületet nikkellel vonták be.
24
FELÚJÍTÁS MŰANYAGBEVONÁSSAL
Gépalkatrészek kopott felületeinek felújítása műanyag bevonat felvitelével
Egymással szilárdan illeszkedő vagy egymáson csúszó felületekhez alkalmazható. Feltöltéskor a kopott alkatrészt 0,5...0,8 mm vastag műanyag réteggel vonják be és a kívánt méretűre munkálják. A műanyag helyes megválasztásával elérhető a megfelelő teherbíró képesség, a jó siklási tulajdonság, rezgéscsillapítás és ha szükséges, a jó villamos szigetelés, valamint a jó korrózióállóság is. 26
Bevonatkészítéshez felhasználható műanyagok
A bevonat rendeltetésének megfelelően lehetnek:
Jellemző tulajdonságaik:
hőre keményedő és hőre lágyuló műanyagok. korrózióállóság, szigetelőképesség, kedvező siklási tulajdonság, megfelelő mechanikai tulajdonság.
Műanyag rétegek képzéséhez általában a céltól függően hőre lágyuló műanyagokat használnak (poliamidok, CAB, polietilén, teflon, stb.) 27
Gépalkatrész előkészítése
Az előzőleg műanyag bevonással felújított alkatrészről a régi műanyag eltávolítása esztergálással vagy leégetéssel. Zsírtól, szennyeződéstől gőzsugárral, mosógéppel vagy zsíroldószerrel való tisztítás. A kopott alkatrészek szabályozása (A lemunkálás átlagos felületi érdessége Ra = 10...5 m.
28
Gépalkatrész előkészítése, durvítása
A műanyag adhéziós kötéssel tapad a fémre. Nagyobb felületi érdesség esetén a tapadás is jobb. Ezért a felületet durvítják:
esztergálással (hegyes forgácsolókéssel, nagy előtolással) szemcseszórással (elektrokorund fúvatással). Az elektrokorund legmegfelelőbb szemcsenagysága 0,6...1,6 mm. 29
Műanyagréteg felvitele A műanyag réteget leggyakrabban : lángszórással, lebegtetett porba mártással (szinterezéssel), elektrosztatikus szórással viszik fel a gépalkatrész felületére.
30
Műanyag bevonás lángszórással:
A munkadarabot a műanyag olvadáspontja körüli hőmérsékletre melegítik elő. A műanyagot acetiléngázzal működő különleges szórópisztollyal viszik fel a munkadarab felületére. A gázlángban meglágyuló műanyag részecskék a felületre csapódnak és ott összefüggő réteggé olvadnak össze. Leginkább polietilén típusú műanyag alkalmas a lángszórásra. Nagyobb felületeket szakaszosan szórnak fel, szakaszos előmelegítéssel. 31
Műanyag bevonás lebegtetett műanyag porba mártással (szinterezés) A műanyag port nemez, poliuretánhab vagy kerámiai úton előállított szűrőbetéten keresztül befújt száraz levegővel lebegtetik.
a munkadarabot a műanyag olvadáspontjánál valamivel nagyobb hőmérsékletre hevítik, a levegővel lebegő állapotban tartott műanyag porba mártják. A bevonni nem kívánt részeket nem mártják be a műanyag porba, vagy alumíniumfóliával letakarják vagy valamilyen hőálló szilikonolajjal, különleges zsírral bekenik. 32
Műanyag bevonás elektrosztatikus szórással
Az eljárás az elektrosztatikus festékszóráshoz hasonló. A szóróberendezés és a tárgy között mintegy 3545 kV potenciálkülönbséget hoznak létre. A pozitív töltésű műanyag szemcsék a hideg munkadarabot egyenletesen befedik. Ezután műanyagot kemencében olvasztják rá a munkadarabra. A műanyag tapadása nemcsak a munkadarab felületi minőségétől függ, hanem a gépalkatrész anyagától, a műanyag szemcse nagyságától és a műanyag fajtájától is. 33
A műanyag bevonást követő készre munkálás
A műanyaggal bevont munkadarabot esztergálással vagy köszörüléssel készre munkálják. A megmunkáláskor szem előtt kell tartani, hogy a műanyag réteg akkor lesz tartós, ha a réteg vastagsága egyenletes, ezért fokozottan kell ügyelni az alkatrész központosítására. Javasolt technológiai adatok: a forgácsolási sebesség v = 100-80 m/min, az előtolás f=0,1...0,3 mm (0,03...0,08 mm) fordulatonként. Esztergáláskor levegőhűtést alkalmaznak.
34
ALKATRÉSZ-FELÚJÍTÁS FELRAKÓHEGESZTÉSSEL
Acél alkatrészek felrakó hegesztése A felrakó hegesztést a javítóiparban általában kopott alkatrészek felújítására alkalmazzák. Követelmények: A felrakott fémréteg mechanikai és kémiai tulajdonságai (keménység, kopás-, és korrózióállóság) elégítsék ki a kívánt követelményeket. A hozaganyag megválasztása fokozott jelentőségű. Mindig kis beolvadásra törekedjünk. Lehetőség szerint a legkisebb hőhatás érje a munkadarabot.
36
Hozaganyagok Típus Kissé ötvözött, kis széntartalmú 17 % Mn-acél Martenzites
Cr-karbid
OK 83.28 83.29
HRC 30...40
Tulajdonság szívós
86.08 86.28 83.50 84.58 84.60 85.65 84.78 84.79 SP 350
25...45
szívós, hidegen Ütve-koptatás keményedő szívós, Ütve-koptatás, kemény Szemcsés koptatás (abráziós) kemény, Ásványi rideg koptatás Szemcsés koptatás (abráziós) nagy Korróziós keménység igénybevétel, nagy meleghőmérsékleten megmunkáló szerszám
Co- és Ni-alapú 92.35 ötvözetek 93.06 93.01
50...65
55...65
25...60
Alkalmazás Párnaréteg Fémes kopás
37
Varratfelvitel
Kézi felrakás menetszerű varratvezetéssel, kerbfogazású és bordás tengelyeket hosszvarratokkal. Félautomatikus és automatikus hegesztési eljárásokkal jobb minőség érhető el, mert ezeknél az elektróda mozgatása gépesített, így kevesebb a hibaforrás 38
Kézi feltöltése menetes körvarrattal
39
Hosszvarratok felrakásának sorrendje kerbfogazású csapon
40
41
Félautomatikus hegesztési eljárások Védőgázas félautomatikus ívhegesztés:
A védőgáz feladata az ív stabilizálása és az ömledék védelme. Védőgázként nagytisztaságú (99,5...99,8%-os) gázok használhatók.
Argon védőgázas fogyóelektródás ívhegesztés:
Az argon 99,9 % tisztaságú legyen. Erősen ötvözött acél alkatrészek és alumínium alkatrészek kötő- és felrakó hegesztésére alkalmas.
Szén-dioxid védőgázas ívhegesztés:
fogyóelektródás
Alkalmas kötő- és felrakó hegesztésre. Dezoxidáló ötvözők jelenléte nélkülözhetetlen. 42
Fedettívű automatikus felrakóhegesztés
A fedőporos hegesztési folyamat során a fedőporréteg alatt szabályos hegesztőív keletkezik, amely megolvasztja az alapanyagot, a hegesztőhuzalt és a fedőport. A fedőpor rossz hővezető-képessége jó termikus hatásfokot eredményez. A feltöltött rétegben az alapanyag és az elektródafém részaránya az áramerősség függvénye. 43
Fedőporos hegesztéssel feltölthető felületek A fedőporos automatikus hegesztéssel hengeres, kúpos, bordás és síkfelületű munkadarabok tölthetők fel.
44
Felrakó hegesztés egybekezdésű körvarrattal
45
Felrakó hegesztés több-bekezdésű körvarrattal
46
Portartó gyám
Portartó gyámmal akadályozzuk meg a fedőporréteg leszóródását. 47
Hegesztőfej beállítása
48
