Giáo trình Công nghệ phục hồi chi tiết (Nghề Sửa chữa điện máy công trình - Trình độ Cao đẳng): Phần 2 - CĐ GTVT Trung ương I

Giáo trình Công nghệ phục hồi chi tiết (Nghề Sửa chữa điện máy công trình - Trình độ Cao đẳng) - Phần 2 gồm có 2 bài học với những nội dung chính sau: Phục hồi chi tiết bằng phun đắp kim loại, phục hồi chi tiết bằng phương pháp mạ. Mời các bạn cùng tham khảo.

- Khi thực tập dụng cụ vật liệu phải để gon gàng khoa học

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

Nêu khái niệm và đặc điểm của phục hồi chỉ tiết bằng phương pháp hàn?

2 Trình bày phương pháp hàn đắp và phương pháp hàn rung đề phục hồi chỉ

tiết?

3 Lập quy trình phục hồi chỉ tiết bằng phương pháp hàn đắp trục?

4 Lập quy trình phục hồi chỉ tiết bằng phương pháp hàn đắp trục bánh răng bị sứt?

5 Bài tập hàn nối các chỉ tiết bị gãy?

6 Bai tập hàn các vêt nứt trên thân máy?

Bài 4

PHUC HOI CHI TIET BANG PHUN DAP KIM LOAI

1 MỤC ĐÍCH YÊU CÀU VÀ PHÂN LOẠI

quang điện, hồ quang plasma, ngọn lửa hàn khí Khi phun kim loại lỏng được

dòng khí nén thôi làm phân tán thành các lớp sương mù rất nhỏ, va đập vào bề mặt

vật đã được làm sạch và bám chắc vào lớp kim loại nền Đầu phun kim loại được

gọi là pistole

Nguyên lý chung tạo lực phun kim loại: Dùng hơi ép có áp suất cao thôi

mạnh vào giọt kim loại lỏng làm phá vỡ lực cân bằng trên bề mặt ( lớn hơn sức

căng bề mặt của giọt kim loại lỏng) và biến thành các hạt nhỏ theo luồng hơi khí nén đập vào bề mặt cần phục hồi, dính kết lớp này đến lớp khác và tạo nên một lớp

kim loại trên bề mặt

- Phục hôi các bê mặt bị mòn của chỉ tiệt máy

- Tạo lớp bê mặt có cơ tính cao của các chỉ tiêt chế tạo mới

- Sửa chữa các khuyết tật xuất hiện khi gia công cơ khí

- Bảo vệ chống gỉ ở môi trường khí quyền và môi trường đặc biết như: Nhiệt

- Thay thế kim loại quý, giảm giá thành sản phẩm

- Công nghệ trang trí

1.1.3 Ưu điểm:

Chống gi, phục hồi, trang trí và bảo vệ

Phuc hoi các chỉ tiết máy mòn

Sửa chữa các khuyết tật của vật đúc

Sửa chữa các khuyết tật xuất hiện khi gia công cơ khí

Bảo vệ chống gi ở môi trường khí quyền

Bảo vệ chống gi ở nhiệt độ cao

Thay thế kim loại màu bằng kim loại phun

Trang trí 65% bảo vệ chống gỉ 35% phục hồi các chỉ tiết máy bị mòn

Ứng dụng của kỹ thuật phun phủ nhôm và kẽm cho các công trình cầu thép,

cần cầu lớn, bề chứa lớn, thiết bị cột truyền hình, công thép lớn, vỏ tàu, thiết bị tau, biển báo đường thủy và những kết cấu thép lớn

Phục hồi kích thước và phục hồi hình dáng hình học

Phục hồi các bề mặt bị mòn mà khó hàn đắp như cô trục khuyu, cé truc cam,

chỉ tiết không yêu cầu chịu mài mòn cao, các bề mặt lắp ghép cố định (lỗ lap 6

lăn, )

Phun đắp có thê phủ một lớp kim loại nguyên chất, các hợp kim hoặc phi kim

lên các bề mặt vật liệu như kim loại, sứ, gỗ, vải, giay,

Bang phun kim loại có thể tạo ra những lớp dan điện trên vật không dẫn điện

tạo các lớp chịu nhiệt,

Kim loại lớp phun” bằng hồ quang hoặc bằng ngọn lửa khí có thể cho tính chất không khác nhau Ví dụ khi phun nhôm bằng hồ quang điện sẽ cho khả năng chống

Kha năng ứng dụng của phun kim loại không bị hạn chê về kích thước vật cần

phủ Vì thiết bị phun có thể di chuyển đễ dàng, có thể xách tay

Lớp kim loại đắp có tính chịu mài mòn, độ bên, độ cứng cao (tùy theo vật liệu lớp kim loại dap) Đặc biệt vật liệu phủ thường có khả năng chống mài mòn: thép không ri, đồng thau, nhôm, hợp kim nhôm của Ni ken,

Phun plasma được ứng dụng dé phun vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao: W,

Mo, Cr,

Phục hồi các chỉ tiết máy bằng phun là biện pháp tích cực để sử dụng các chi tiết máy, máy móc thiết bị đã bị hỏng hoặc mất chính xác Nguyên liệu dùng cho phục hôi rat nhỏ so với khối lượng toàn bộ chỉ tiết, chỉ phí cho phục hồi cũng rất

nhỏ Phục hồi được các trục, bề mặt cong, phẳng bị mài mòn Không phá hoại tính

nguyên vẹn của chỉ tiết

Phun phục hồi có thê đảm bảo chất lượng cao, trong một số trường hợp đảm bảo tính chất vật liệu tốt hơn vật liệu nền

Không phá hoại kết cấu kim tương của kim loại gốc vì nhiệt độ phun lên chi

tiết không cao

Chiều dày lớp phun đắp khá lớn, có thể phục hồi các bề mặt bị mòn nhiều

Lớp kim loại phun dày và xốp nên có khả năng tích lũy dầu bôi trơn, giảm ma

sát, tăng khả năng chịu mài mòn

Công nghệ phun đơn giản, dễ thao tác, năng suất cao so với mạ khoảng tùy

theo mức độ mài mòn va độ phức tạp bề mặt cần phục hồi (9 + 60)% so với mạ

Có thể phun kim loại màu và hợp kim ba bít nên tiết kiệm được kim loại màu Khi phun có sử dụng khí nén Thiết bị đơn giản, năng suất cao

Chất lượng phun dap phụ thuộc: chất lượng bề mặt kim loại, tốc độ phun, áp lực khí nén, lượng kim loại nóng chảy, kích thước kim loại bột,

1.1.4 Nhược điểm:

Mối liên kết giữa kim loại lớp dap và kim loại nền còn thấp Không khí nén dùng để phum kim loại yêu cầu không lẫn dầu mỡ và hơi ẩm Vì hơi 4m đi qua

vùng hồ quang sẽ bị phân hủy và ôxy hóa mạnh các hạt kim loại nên làm giảm chất

lượng lớp phun Hơi âm còn làm giảm nhiệt độ vùng hỗ quang, làm giảm nhiệt độ của các hạt trong quá trình tạo sương mù Do đó làm giảm mức độ biến dạng của

chúng khi va đập vào bề mặt Dầu mỡ lẫn trong không khí ép sẽ tạo thành màng dầu ngăn cách giữa lớp phun với chỉ tiết, giữa các hạt phun với nhau làm giảm chất lượng độ bám chắc của lớp phun với kim loại nên Tổn thất kim loại nhiều

Ảnh hưởng đến sức bền của chỉ tiết (giảm giới hạn mỏi của chỉ tiết)

Bề mặt phun luôn luôn yêu cầu phải làm sạch và tạo nhấp nhô

Doi hỏi tay nghề cao

Điều kiện làm việc nặng nhọc

Lớp kim loại phun có độ cứng nhỏ và giòn hơn kim loại dây

Lớp kim loại phun có sức bền kéo nhỏ

Độ bám lên kim loại gốc rất yếu nên không dùng đề phục hồi các chỉ tiết chịu lực kéo, va đập

Ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng điều kiện làm việc của công nhân

Quá trình phun cũng tạo ra những hợp chất độc trong không khí do sản phẩm

cháy tạo thành, có hại cho sức khỏe

1.2 Phân loại:

1.2.1 Phương pháp phun đắp bằng nhiệt khí

- Phun đắp bằng ngọn lửa khí (oxy và các loại khí cháy C;H;, ) Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi, bởi nó sử dụng nhiệt năng ngọn lửa cháy làm

nóng chảy các vật liệu phủ

- Một trong những dạng đặc biệt của nhóm này là phương pháp phun nổ, sử dụng năng lượng nổ hỗn hợp oxy — axêtylen Trong phun nhiệt khí tùy thuộc vật liệu phun mà có thể phân ra 3 dạng: Phun dây, phun thanh và phun bột

Nước làm mát

Khí

Nitrogen

Khíga KhiO xy

Hình 3.2: Sơ đồ phương pháp phun nhiệt khí nỗ

1.2.2 Phương pháp phun đắp bằng điện

a) Phun dap bang ho quang dién

Hình 3.3.Sơ đồ nguyên ly đầu phun kim loại bằng hồ quang điện

1 dây phun; 2 không khí nén; 3 con lăn cấp dây hàn

4 lớp kim loại dap; 5 kim loại nền

- Phương pháp này sử dụng năng lượng của hồ quang điện để làm nóng chảy

kim loại phun

Phun đắp bằng dòng điện cao tần (đạt 50.000 Hz)

b) Phun dap bang ho quang plasma

Dinh nghia: “Plasma là tập hợp các hạt tích điện bao gồm số lượng tương đương các ion dương và các điện tử và có vài đặc tính của khí nhưng khác với khí

là có tính dẫn điện tốt” Sự ion hóa khí tạo ra các điện tử tự do và các ion dương

giữa các nguyên tử khí Khi điều này xảy ra, khí trở thành dẫn điện với khả năng

mang dòng điện Như vậy, plasma hình thành - đó là hình thái phong phú nhất của vật chất trong vũ trụ

Một ví dụ của plasma được thấy trong tự nhiên là hiện tượng tia chớp thường hay

xảy ra khi bầu trời có mưa giông Giông như tia plasma phát ra từ mỏ plasma, tia chớp phóng từ vị trí này sang vị trí khác, giữa hai đám mây tích điện Trong không gian hình thành tia chớp, các loại khí trong không trung là khí ion hóa, trở nên dẫn điện

43

- Plasma là trạng thái thứ tư của vật chất Người ta ứng dụng năng lượng của

nguồn plasma để làm nóng chảy kim loại phun đắp Nhờ có hồ quang mà khí công tác được nung nóng tới nhiệt độ rất cao sau đó thoát ra khỏi miệng đầu súng phun

thành luồng plasma ôn định nhờ hiệu ứng dòng khí xoáy chạy suốt thành ống trong kết cấu của đầu phun

Nước lạm mắt Đầu cấp bốt — Kimlosnền

Dong phun

Ì Đăng Đhmem tấp phun /

Hình 3.4: Kết cầu đầu phun Plasma

Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý phun dap kim loai ¡bằngh hồ quang plasma

1 Nguồn điện trực tiếp; 2 Biến trở; 3 Nguồn điện gián tiếp;

4 Máy dao động; 5 Khí nén; 6 Mỏ phun

7 Khí bảo vệ; 8 Nguồn cấp bột; 9 Khí vận chuyển bột vào

- Do luồng plasma có nhiệt độ rất cao, có thể tới 10.000°K (9727°C) nén ding phun plasma để tạo lớp phủ từ tất cả các loại vật liệu khó nóng chảy hiện có đến nay và đây là một trong những ưu điểm nỗi bật của phương pháp này

Một số tính chất đặc trưng của plasma:

-_ Dẫn điện tốt như kim loại

- C6 thé bj chi phối mạnh bởi từ trường

-_ Bức xạ từ vùng hồng ngoại đến tận vùng tử ngoại (tia X)

- _ Phát nhiệt mạnh (neeusmaatj độ Plasma dày)

-_ Có tác động hóa học rieengcaur Plasma trong thê tích và trên các bề mặt

Phun đắp bắng sóng nỗ

Phun đắp bằng năng lượng của chùm tỉa laser

2 NỘI DUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP PHUN ĐÁP KIM LOẠI

2.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới phun đắp kim loại

- Cần nâng cao chất lượng luồng khí nén cũng như kéo dài thời gian đốt cháy dây hàn sẽ tạo khả năng làm sương hóa các hạt kim loại phun ra

- Tốc độ, khối lượng và độ lớn của hạt kim loại của lớp phun ảnh hưởng rất lớn đến kết cấu và tính chất của chỉ tiết Tốc độ hạt kim loại lúc dau khoang 18m/s sau đó tăng dần và có thé dat 200m/s Sau đó lại giảm dần ở cự ly 250mm vào khoảng 85m/s

- Do nhiệt độ không đều nên có hai trạng thái hạt kim loại: lỏng và hơi

- Thời gian chuyển động của hại kim loại từ đầu phun đến bề mặt chỉ tiết khoảng 0,003 giây Do thời gian ngắn tốc độ di chuyền lớn nên hạt kim loại chưa kịp nguội nên khi va đập vào bề mặt nó làm biến đạng dẻo và bám chặt vào bề mặt gia cong

- Nhiệt độ thay đồi phụ thuộc vào khoảng cách từ đầu súng phun, ví dụ:

Khoảng cách L (mm) 50 | 100 | 200

Nhiệt độ hạt kim loại (fC) | 100 | 980 | 900

- Cấu trúc bề mặt lớp phun không đồng nhất Thành phần hóa học của lớp kim loại phun đắp khác nhiều so với kim loại cơ bản vì một số nguyên tố bị cháy (Si = 25+45%; Mn = 35+38%; S = 25+26%)

- Mức độ ô xy hóa hạt kim loại và lớp phun ảnh hưởng đến độ bền của lớp đắp Lớp kim loại phun đắp có nhiều lỗ xốp nên mật độ lớp kim loại này nhỏ hơn lớp kim loại cơ bản (lớp kim loại nền) Trung bình 6,5 g/cmẺ so với loại nền là (7,7+7.8) g/cm’ Mat độ tương đối của lớp kim loại phun đắp là 85% và độ xóp là 15%

- Trị số dẫn điện của lớp kim loại phun nhỏ hơn thép từ (13 + 20) lần

2.2 Tính chất cơ lý của lớp kim loại phun đắp

2.2.1 Nhân tố ảnh hưởng tới độ cứng lớp kim loại phun đắp

Là ảnh hưởng của cự ly phun và áp suât khí nén Trong quá trình phun, các hạt kim loại bị không khí thôi nên nguội nhanh từ nhiệt độ trên nóng chảy xuống

còn (100+150) °C vì thế một số hạt bị tôi, một số khác bị ô xy hóa nên độ cứng cao

2.2.2 Tính chất của lớp phun đắp

a) Độ bền cơ học:

Lớp kim loại phun đắp có độ bền chịu nén cao (80-120 KG/mm”) Trị số độ

bền kéo phụ thuộc vào phương pháp phun và hàm lượng các bon trong dây phun

độ bền đạt 22,5 KG/mm? tương đương độ bền của gang Độ cứng đạt (400+415)

HB Độ bền mỏi tăng thêm (9+13,5)% Còn ở phun bằng hồ quang điện, độ bên đạt

9,36 KG/mnỶ, tương đương độ bền của gang và độ cứng đạt (250 + 260)HB

Bảng 3.6 Hàm lượng C D6 ben kéo (KG/mm’) ứng với phương pháp phun

% băng hô quang điện | băng ngọn lửa khí | điện cao tân

phun ngay Thời gian kéo đài càng lâu thì bề mặt sẽ bị ô xy hóa làm cho khả năng

bám dính càng giảm Lớp kim loại phun dễ bong Chất lượng của mi liên kết chảy

hàn và bám cơ học của lớp phun (độ bám) phụ thuộc vào chất lượng chuẩn bị bề mặt

c) D6 chiu mài mòn:

Trong điều kiện ma sát khô độ chịu mà mòn của kim loại phun rất kém do

nó xốp, giòn Trong điều kiện bôi trơn đầy đủ thì khả năng chịu mài mòn tăng vi

các lỗ xốp chiếm (5+11)% Tạo nên các hốc chứa dầu bôi trơn nên ma sát nhỏ (hệ

số ma sát khoảng f = (0,01+0,4) Nhờ có lớp xốp này mà cho phép chỉ tiết máy làm việc bình thường (100+190) giờ sau khi đường dầu bôi trơn hết Tính chất bảo vệ chống ăn mòn của lớp phun phủ nhôm hoặc kẽm phụ thuộc vào chiều dày, độ bám,

độ xốp và bản chất kim loại lớp phủ Lớp phủ kẽm có độ bám tốt hơn song lớp phủ

nhôm có độ bền ăn mòn tốt hơn nên người ta thường tổ hợp kẽm với nhôm để đảm bảo thời gian lớp bảo vệ là 15 năm thì chiều dày lớp phủ phải đạt trị giá nhất định

Khả năng bền ăn mòn của lớp phủ Zn và AI trong bảng 3.7

Bảng 3.7 Các tác nhân ảnh hưởng có trong khí quyên

AI | Bén | Bền | 4:85 | Bền | Bền | 4S" |kimloai} C4 | Bén mòn lô quý Fe

Thời hạn bảo vệ các lớp phủ có chiêu dày khác nhau trình bày ở bảng 3.8

Bảng 3.8

yum EM | nghệp | ĐIỂM | nghiệp | adenine

-_ Đầu phun bột kim loại, đầu phun day kim loại

- Dau phun bang hồ quang

-_ Đầu phun bằng dòng cao tần

- _ Đầu phun bằng hỗ quang plasma

- Đầu phun dùng ngọn lửa khí

Hình 3.9 Sơ đồ phun đắp bằng bột kim loại

1 dòng khí nén có áp suât cao; 2 bột kim loại; 3.lớp kim loại đấp

4 kim loại cơ bản; 5 đâu phun

Nước lạm mắt \ ,Đầu cấp bớt — Kimlosinăn,

Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý dây chuyền phun đấp

bằng dây kim loại nóng chảy

- Phương pháp này sử dụng năng lượng của hồ quang điện để làm nóng chảy dây kim loại phun

Nguyên liệu bột được cấp từ bộ cấp liệu hay phễu vào một máy nén khí hoặc khí gas dùng để phân bố nguyên liệu này vào ngọn lửa Vật liệu được làm

nóng đến một trạng thái nóng chảy hoặc bán nóng chảy và đưa vào vật cần phủ, tại

đó lực kết dính được tạo thành nhờ sự va đập Dây được đưa vào ngọn lửa, hồ quang điện, nơi nó được nấu chảy Vật liệu nóng chảy sau đó được nguyên tử hóa

bằng dong cao tốc nhờ khí nén hoặc khí khác đây vật liệu lên trên bề mặt đã được

chuẩn bị sẵn của vật gia công

48

Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý dây chuyền phun đắp bằng hồ quang plasma Nguyên lý hoạt động:

Người ta đưa bột vật liệu phủ vào dòng plasma (3000 + 30.000 độ C) được

tạo thành giữa anot và katot (được làm nguội bằng nước trong súng phun) Khi dẫn luồng khí (Ar, He) có áp suất cao đi qua bột chất phủ nóng chảy được phun vào bề

mặt kim loại

_3 QUY TRÌNH PHỤC HÒI CHI TIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHUN ĐÁP KIM LOẠI

3.1 Chuẩn bị dụng cụ thiết bị, vật liệu

Nguồn điện, khí nén, đâu phun, các đô ga kẹp chỉ tiết

Các chỉ tiết cần phục hồi

Vật liệu đề tiến hành phục hồi chỉ tiết bằng phương pháp phun đắp

3.2 Chuẩn bị bề mặt cần phun đấp kim loại:

Cần làm sạch bề mặt cần phun đắp để tránh các ảnh hưởng của bên ngoài tác

động đến chất lượng phun như: không khí nén dùng để phun lim loại yêu cầu không lẫn dầu mỡ và hơi ẩm Vì hơi ẩm đi qua vùng hồ quang sẽ bị phân hủy và

oxy hóa mạnh các hạt kim loại nên làm giảm chất lượng lớp phun Hơi âm còn làm giảm nhiệt độ vùng hồ quang, làm giảm nhiệt độ của các hạt trong quá trình tạo sương mù Do đó làm giảm mức độ biến dạng của chúng khi va đập vào bề mặt

Dầu mỡ lẫn trong không khí ép sẽ tạo thành màng dầu ngăn cách giữa lớp phun với chỉ tiết, giữa các hạt phun với nhau làm giảm chất lượng độ bám chắc của lớp phun

với kim loại nền Tổn thất kim loại nhiều

Tùy thuộc vào chiều dày lớp phủ, khi chiều dày lớp phủ <= 0,6 mm thì độ nhấp nhô trên bề mặt chỉ cần dùng phương pháp phun cát hoặc phun hạt kim loại

3.3 Tiến hành phun đắp kim loại

Làm sạch bê mặt cân phun đắp

Chọn khoảng cách giữa đầu phun đến vật phun ( 50 + 300 mm) có thê đến 600,

700 mm Khoảng cách càng gần thì độ dính bám càng tốt hơn, tôn thất nhiệt càng

ít Tuy nhiên cũng phải chọn khoảng cách hợp lí để lớp bám tốt

Các đại lượng đặc trưng cho chế độ phun:

Đường kính dây phun D = (0,8 + 3) mm

Áp suất khí nén P = (5 + 6) at

Tốc độ hạt kim loại V = (100 + 200) m/s có thể đạt V = 250m/s

Dòng điện nung chảy: thường một chiều, cũng có thé dùng xoay chiều, với dòng điện có cường độ cao (khoảng 500A)

Có thê sử dụng nguồn nhiệt của ngọn lửa khí O;- C,H:

Phun bằng hồ quang plazma hạt kin loại phun d = (15 + 20)um

Lớp phun yêu cầu từ (1+2)um; 10um

Nguồn nhiệt có thể là ngọn lửa khí hay hồ quang dién

Công việc thực hành sửa chữa phục hồi các chỉ tiết bị hư hỏng được tiến hành tại xưởng Cơ Khí với mỗi nhóm gồm hai học sinh và được tiến hành trên một mô hình

chỉ tiết cần phục hồi bề mặt làm việc có nhiều vét rỗ bề mặt

Chuẩn bị dụng cụ:

Dụng cụ thực hành bao gồm: Nguồn điện, khí nén, đầu phun, các đồ gá kẹp chỉ

tiết, các đồ kẹp giữ chỉ tiết nóng Các chỉ tiết cần phục hôi Các thiết bị, dụng cụ kiểm tra chất lượng bề mặt chỉ tiết

Vật tư gồm có: dầu làm mát, vật liệu phun, giẻ lau

Tiến hành phục hồi bằng phương pháp phun đáp kim loại:

Thực hiện quy trình phục hồi bằng phun đấp kim loại:

Chọn khoảng cách giữa đầu phun và vật phun (50 + 300)mm có thể đến (600 +

700)mm Khoảng cách càng gần thì độ đính bám càng tốt hơn, tổn thất nhiệt càng

ít Tuy nhiên cũng phải chọn khoảng cách hợp lý đề lớp đắp bám tốt

3.4 Gia công và nhiệt luyện sau phun đắp kim loại.:

Sử dụng dụng cụ đo biến dạng đề xác định tình trạng thay đổi của bề mặt và

xác định hao mòn Phương pháp này sử dụng cho các chỉ tiết có hao mòn nhỏ

Để xác định hao mòn của chỉ tiết dùng các dụng cụ đo ở những vị trí cần xác định hao mòn hay biến dạng Sau một thời gian làm việc phục hồi nhất định ta lại

tháo máy và đo chỉ tiết ở vị trí đã đo Sau nhiều lần lặp lại như vậy ta có thể vẽ được đường cong hao mòn và xác định đặc tính hao mòn của chúng Phương pháp

này cho phép xác định đặc điểm hao mòn của tất cả hay hàng loạt các chỉ tiệt

Phương pháp này có nhược điểm là khó có thể đo ở cùng một điểm, không thé giữ

ồn định nhiệt độ và áp suất lên đầu đo nên dẫn đến sai só Mỗi lần tháo lắp máy cũng tăng thêm hao mòn cho chỉ tiết máy

Sau khi xác định được độ hao mòn của chỉ tiết, tiến hành chọn vật liệu phủ,

độ dầy của lớp phủ - -

Sử dụng các dụng cụ kiêm tra độ cứng, độ nhám bê mặt chỉ tiết sau khi phục

hồi Nếu thấy chất lượng bề mặt chưa đạt yêu cầu thì tiến hành thêm các biện pháp gia công khác dé lam tinh bề mặt đã phục hồi

Đối với các chỉ tiết cần tăng độ cứng bề mặt có thé nhiệt luyện bằng dòng

điện cao tần hoặc thấm tôi các bon bề mặt Ví dụ như chốt piston, với các loại bạc

được phủ lớp hợp kim chịu mòn cần gia công tỉnh bề mặt lắp ghép bằng phương pháp tiện láng bề mặt

_ Hình 3.10: Bac đỡ sau khi đã phun đắp và gia công tính

Sau khi phun kim loại phải tiên hành gia công cơ cho chỉ tiệt Các lớp phủ được phun từ dây thép có hàm lượng các bon dưới 0,30% cũng như phun từ kim loại màu

được đem tiện láng và sau đó đem mài Khi tiện dùng dao có lưỡi cắt bằng hợp kim cứng như T15Kó, BKó, BKS

Các lớp phủ được phun dây thép có hàm lượng các bon lớn hơn 0,30% thì không tiện mà chỉ mài Mài với vận tốc cắt la (25+30) m/s, chiéu sâu cắt

(0,015+0,03)mm, lugng an da (5+10) mm/vong

Cac bé mat tru gia công trên máy tiện, máy mài, các mặt phẳng gia công trên máy tiện hoặc bằng tay

Trên đây ta đã xét về phun kim loại điện-hồ quang Như đã nói, ngoài phương

pháp này còn có các phương pháp phun kim loại khác như: phun kim loại hơi (bằng ôxy hoặc axetylen), phun kim loại điện cao tần và phun kim loại plazma-hồ quang

Về nguyên lý chúng chỉ khác nhau ở chỗ nguồn điện cung cấp dé làm nóng chảy kim

loại, còn các bước công nghệ khác đều tương tự Vì khuôn khổ giáo trình có hạn

chúng ta không xét cụ thể phương pháp đó ở đây

- Phục hồi cánh bơm nước động cơ

mài làm sạch và tạo nhám

4 THUC HANH PHUC HOI CHI TIET BANG PHUN DAP

4.1 Chuẩn bị dụng cụ thiết bị, vật liệu

4.1.1 Dụng cụ thiết bị -

Nguồn điện, khí nén, đầu phun, các đồ gá kẹp chỉ tiết, các đồ kẹp giữ chỉ tiết

nóng Các chỉ tiết cần phục hồi Các thiết bị, dụng cụ kiêm tra chất lượng bề mặt

chỉ tiết

Phun đắp trục hộp số bị mòn sau đó gia công đúng kích thước

Phục hồi cánh bơm nước có tính chất làm việc: làm việc với tốc độ quay

4000 vòng/phút, vật liệu chế tạo là 20X13T

- Yêu cầu kỹ thuật lớp phủ có chiều dày 0.6mm, độ cứng (50 +55)HRC 4.1.2 Vật liệu

Dầu làm mát, vật liệu phun, giẻ lau Cát làm sạch, bột kim loại

4.2 Chuẩn bị bề mặt cần phun đắp kim loại

Cần làm sạch bề mặt cần phun đắp để tránh các ảnh hưởng của bên ngoài tác động đến chất lượng phun như: không khí nén dùng để phun lim loại yêu cầu không lẫn dầu mỡ và hơi âm Cát khô không lẫn tạp chất, lau chùi sạch bề mặt cần

Tùy thuộc vào chiều dày lớp phủ, khi chiều day lớp phủ ( <= 0,6) mm thì độ

nhấp nhô trên bề mặt chỉ cần dùng phương pháp phun cát hoặc phun hạt kim loại 4.3 Tiến hành phun đắp kim loại

Gá kẹp chỉ tiết cần phục hồi chắc chắn, đảm bảo an toàn khi thao tác

4.4 Gia công và nhiệt luyện sau phun đắp kim loại

Sử dụng các dụng cụ kiêm tra kích thước, độ cứng, độ nhám bè mặt chỉ tiết sau khi phục hồi Nếu thấy chất lượng bề mặt chưa đạt yêu cầu thì tiến hành thêm các biện pháp gia công khác đề làm tinh bề mặt đã phục hồi

4.5 An toàn lao động vệ sinh phân xưởng

- Chỉ được thực hiện khi có đây đủ trang thiệt bị bảo hộ lao động dành cho thợ

phun đắp

- Thực hiện đầy đủ các biện pháp an toàn khi phun kim loại

- Khi phát hiện sự cô phải ngất điện và báo cho người có trách nhiệm sử lý

- Thực hiện đầy đủ các biện pháp phòng cháy, chữa cháy

- Khi thực tập dụng cụ vật liệu phải để gọn gàng khoa học

CÂU HỎI VÀ BÀITẬP

1 Nêu khái niệm và đặc điêm của phục hôi chỉ tiệt băng phương pháp phun

đắp kim loại?

Nêu phân loại các phương pháp phun đắp kim loại?

Trình bày quy trình phục hôi chỉ tiết bằng phương pháp phun đắp kim loại? Lập quy trình phục hồi cánh bơm nước động cơ bị ăn mòn

Lập quy trình phục hồi trục hộp số bị mòn bằng phương pháp phun đắp

plasma

Bài 5

PHỤC HÒI CHI TIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP MA

1 MUC DICH, YEU CAU VA PHAN LOẠI

1.1.2 Yéu cau va dac diém

Chất lượng lớp mạ phụ thuộc vào: Chất lượng chuẩn bị bề mặt mạ, nhiệt độ,

độ axit của dung dịch mạ, thành phần của dung dịch, mật độ dòng điện mạ D (A/dm”), tỷ lệ diện tích S (S catốt/ S anôt)

1.2 Phân loại

Mạ bàng vật liệu Crôm (Cr)

Mạ băng vật liệu đông (Cu)

Ma bang vật liệu thép

Mạ băng vật liệu ni ken (Ni)

2 NOI DUNG CUA PHUONG PHAP MA

2.1 dung dich dién ly

._ Trong kỹ thuật mạ, người ta áp dụng rộng rãi là các dung dịch axit, bazơ và muôi Khi hòa tan chúng trong dung dịch thì phân ly thành những ion và được gọi

là dung dịch điện ly Trong dung dịch axit thì phân ly thành ion H” và gốc axit

Trong dung dich mudi thi phân ly thành ion kim loại và ion gốc axit

CuSO, —> Cu?” + SO,”~

Zn§O, ->Zn”" + SO/”_

Trong dung dịch muối phức thì phân ly thành hai bước Bước thứ nhất phân ly

thành ion kim loại và ion muôi phức Bước hai ion muối phức phân ly thành ion kim loại và ion gốc axit

Na3[Zn(CN),] > 2Na* + Zn(CN),?~

Zn(CN)y -—> Zn”” +4CN

Sự phân ly muối phức rat nhỏ, nên nồng độ kim loại rất thấp

2.2 Sự tạo thành lớp mạ

Khi nhúng hai tam kim loại (gọi là cực điện) vào dung dịch điện ly và nối

với nguồn điện một chiêu Cực nối với cực dương của nguồn điện gọi là Anốt, cực

nối với cực âm của nguồn điện gọi là Katốt Khi có dòng điện chạy qua thì các ion

dương sẽ theo chiều dòng điện chạy về katốt nhận điện tử (- -) bị khử, ion âm sẽ chạy về anét mat điện tử âm (-) bị ô xy hóa

+

1 Dung dịch điện phân 4 lon dương (Cation)

2 Anôt ( cực dương) 5 lon âm (anion)

3 Katôt (cực âm) 6 Nguyên tử trung hòa Katốt (cực âm) nối với chỉ tiết cần mạ Chỉ tiết này được nhúng vào dung dịch điện phân (thường là muối hoặc a xit có chứa kim loại cần mạ)

Anốt (cực dương) là thanh hay tâm kim loại đồng chất với lớp cần mạ lên

chỉ tiết (điện cực tan như Ni, Cr, ) hoặc là điện cực không tan: chì, grafit - điện cực Anốt thường được chế tạo từ kim loại cần mạ lên chỉ tiết (điện cực tan)

Thông thường khi có dòng điện đi vào dung dịch điện ly thì anốt bị hoà tan (điện

cực tan) Nhưng do mật độ dòng điện anốt lớn hoặc thành phần dung dịch không đúng thì anôt không tan mà chỉ có oxy thoát ra, anôt bị đen Quá trình hoà tan anôt bị kìm hãm gọi là sự thụ động Đê chống thụ động người ta cho vào các chất

hoạt động (active) như ion : CI, E, Br,

Dung dịch điện phân là dung dịch nước cất với các muối kết tủa Đôi khi

người ta còn cho thêm một ít axit để làm tăng chất lượng mạ và tăng cường quá trình mạ

._ Trong kỹ thuật mạ người ta sử dụng rộng rãi các dung dịch axit, bazơ, và

muôi Trong dung dịch axit, thì phân ly thành H+ và gốc axit

Trong dung dịch kiềm thì phân ly thành ion kim loại và ion hydroxit OH Trong dung dịch muối thì phân ly thành ion kim loại và gốc axit

Mạ điện là quá trình điện phân khi dòng điện chạy qua dung dịch Sau khi

có dòng điện chạy qua dung dịch điện phân, anót bắt đầu phân huỷ (hoà tan) và di

chuyền vào dung dịch 4 và đồng thời có giải phóng oxy Các lon bắt đâu chuyền

động theo hai hướng: lon dương sẽ theo chiều dòng điện chạy về catốt nhận điện

tử và bị khử; ion âm chạy vê anôt bị mât điện tử - bị ôxy hoá

Tại catốt (chỉ tiết): xảy ra sự lắng đọng kim loại và giải phóng hydro lon dương đi về phía catốt: những ion kim loại cực đương hoà tan trong dung dich điện phân hoặc những ion dương của kim loại trong dung dịch điện phân sẽ bám

lên bê mặt chỉ tiết cần mạ ( catốt )

Tại anốt :(-) ion âm đi vé phia anét: Khi tiếp xúc với các điện cực, các ion

sẽ biến thành các nguyên tử trung hoà làm cho lượng các ion trong dung dịch sẽ giảm xuốn nên chúng phải thường xuyên được bổ sung bằng các ion do anét hoà

tan vào, hay do bổ sung dung dịch mới

2 3 Phương pháp mạ Crôm

2.3.1 Đặc điểm:

Theo lý thuyết crôm dễ bị ăn mòn hơn sắt (Cr - 0,744V; Fe - 0,44V) Nhưng nhờ lớp oxyt Cr;O; trên bề mặt khá bền vững trong nhiều môi trường xâm thực, không bị ăn mòn trong khí quyền, Cr bền nhiêu trong axit và kiềm như:

HCI, HNO¿, Nó chỉ tan trong các a xit trên ở nhiệt độ cao nên nói chung nó

có tính năng bảo vệ tốt

Cr có độ cứng cao chỉ xếp sau kim cương và Corundum ( Al;O; ) độ cứng

dat từ (310 + 1050) HB ( tương đương mác thép tt nhât sau nhiệt luyện

Crôm chịu được mài mòn, chịu được ăn mòn, không bị hydrôsulfua ( HạS )

phá huỷ Lớp mạ Crôm có độ ôn định hoá học cao

Lớp mạ Crôm có độ bóng Cao, trong sáng đẹp, không bị biến đổi theo thời

gian ( Đên nhiệt độ (400 + 500) C vân không bị đôi màu) phản xạ ánh sáng tốt

Chính vì lẽ đó mà mạ crôm được sử dụng rât rộng rãi

2.3.2 Công dụng và phạm vi sử dụng của phương pháp mạ crôm

Tăng cơ tính cho bề mặt chỉ tiết

Làm tăng độ chịu mài mòn cơ học

Ứng dụng để mạ lên các chỉ tiết máy, khuôn đúc thuỷ tỉnh, khuôn dập

nhựa, khuôn ép cao su,

Mạ các loại dụng cụ chính xác để làm tăng tuổi thọ lên khoảng 5 + 10 lần

Mạ các chi tiệt làm việc ở nhiệt độ cao như: xi lanh, xéc măng của động cơ

đốt trong,

Mạ phục hồi các chỉ tiết bị mài mòn và hết thời gian sử dụng, rất thích hợp

với những chi tiết cần tôi luyện bề mặt, các chỉ tiết cần độ cứng cao (như trục

quay, ắc piston, trục tay lái, piston bơm cao áp Chiều dày lớp mạ có thể đạt đến

trén 500 um

Ma trang tri lên các bể mặt cần đẹp, bên, bóng

Mạ bảo vệ lên các bề mặt chỉ tiết

Chiều dày lớp mạ bảo vệ bằng Ni có thể đạt đến trên ( 0,5 + 1,5) pm

Chiều dày lớp mạ bảo vệ bằng Cu có thể đạt đến trên ( 6 + 9) im

Để tăng tính chịu mài mòn có thể đạt ( 7 + 60) pum

Chú ý :

Lớp mạ Cr là lớp mạ catốt, có nhiều lỗ nên không bảo vệ được sắt thép khỏi

bị ăn mòn Vì thế không thể mạ trực tiếp Cr lên sắt để chống rỉ được vì tại những

vị trí hở sẽ hình thành pin hoá hoc Cr-Fe , gây nên ăn mòn đôi với sắt khi tiếp xúc với không khí âm Cho nên trước khi mạ Cr bao giờ cũng mạ hai lớp lót là Cu và

Ni, khi đó độ dày lớp Crôm mạ chỉ cân mỏng (cỡ micrômét )

Tạo độ bóng cao tăng khả năng phản xạ trong quang học Crôm có thể mạ lên bề mặt có độ bóng cao, sáng, làm gương phản chiếu thay vì phải dùng bạc ( Ag) đất

Tăng khả năng bôi trơn bằng mạ Crôm xốp được ứng dụng cho những chi

tiết cần bôi trơn vì các lỗ xốp có chứa các lỗ rỗng có khả năng đề chứa dầu bôi

trơn

2.3.3 Đặc điểm của quá trình mạ Crôm

Khi mạ ở các cự đều có thoát bọt khí đặc biệt là cực âm Ta có thể dựa vào tình trạng bọt khi dé nhận biết cực mắc có chính xác hay không

- Cần một nguồn điện mạnh vì phải làm việc với mật độ dòng điện cao

Mật độ dòng tối thiểu đề kết tủa Cr lớn hơn (5 + 10) lần so với trường hợp mạ

các kim loại khác như: Zn, Cd, Fe, Ni, Cu,

- Thành phần chính của dung dịch mạ không phải là muối kim loại mà là a

xit cromic trong đó dung dịch có cả một số anion khác dé bảo đảm chất lượng lớp

ma nhu SO, Dung dịch này ít nhạy với các ion kim loại, nhưng các điều kiện

mạ như nhiệt độ, mật độ dòng điện làm thay đổi chất lượng lớp mạ dé dang hon

bat ky quá trình mạ nào khác

- Điện trở riêng của dung dịch mạ Cr cao nên điện thế mạ phải bằng (10 +12)V

- Ma Crôm thường dùng anốt là chì, không dùng Crôm vì Crôm giòn, tốc

độ tan nhanh hơn tốc độ mạ Nên phải thường xuyên bô xung dung dịch đề bù lại lượng Crôm kết tủa

- Hiệu suất dòng catét khi mạ Crôm thấp do trên bề mặt ca tốt có Hydrô giải phóng, còn trên bề mặt anót không tan thì oxy thoát ra mạnh Các khí thoát ra cuôn theo một lượng các chất điện phân làm hao hụt các chất điện phân Để làm giảm lượng hao hụt này cần phải bổ sung một lượng hoá chất vào dung dịch "

Crômin " ( CrO;) đề làm giảm Sức căng bề mặt của chất điện phân Cũng có thể thêm vào các thành bể các mẫu hoặc các viên bi nổi làm từ vật liệu tro (polyetylen, polypropilen, teflon )

- Khả năng mạ đều của dung dịch mạ Cr thấp, nên chỉ có thể mạ lên bề

mặt mạ đồng nhất mà thôi nhưng lúc đó lớp mạ vẫn có độ bóng cao mà không cần các phụ gia làm bóng khác

- Anốt được sử dụng loại không tan do vậy phải thường xuyên bổ sung lượng dung dịch đề bù lại lượng Cr đã kết tủa

2.3.4 Phân loại lớp mạ crôm

Có 3 lớp mạ Cr khác nhau :

- Lớp mạ Crôm xám: Loại này có độ cứng cao nhất (72 HRC), nhưng dòn,

dé bong tach khỏi bề mặt nên ít dùng

- Lớp mạ Crôm trắng bóng: Có độ cứng vừa phải ( 64 + 65) HRC = 900 HB

dòng điện cao Dung dịch ít bị tồn thất

- Dung dịch loảng vừa

Có nồng độ : (200 + 250) gam/lít CrOa + (2,5 G/L H;SO,) Khả năng phan

bố trung bình, dung dịch ôn định, lớp mạ tốt dùng đề mạ phục hồi

- Dung dich dac

Co nồng độ : (250 + 500) gam/lít CrO; + GB, 5 G/L H2SO,) Dung dich nay

kha 6n định, độ dẫn điện cao, khả năng phân bố tốt, nhưng mật độ dòng (J ) cao,

lớp mạ mềm, dung dịch bị hao hụt nhiêu nên chỉ dùng để mạ trang trí

Thành phần dung dịch mạ crôm cứng xem (bảng 5.1) dùng cho mạ các chỉ tiết như khuôn, 6 trục, xilanh, dụng cụ đo Chiều dày lớp mạ đạt khoảng từ (20

+250) um

Bảng 5.1

Nguyên lý chung của quá trình mạ Crôm: Thành phần Mạ Crôm gồm có

Axit Cromic và Axit Sunfuric Phản ứng ở Anốt và Katốt như sau:

Trên Katốt ion kim loại phóng điện

H2CrO, + 6 H* + 6e > Cr+ 4H O

Ngoai ra con phan img phu: Cr°* > Cr** nhu sau:

Chỗ khác nhau giữa mạ Crôm cứng và mạ Crôm thường là hàm lượng Crôm

oxit tương đối thấp và sử dụng nhiệt độ và mật độ dòng điện cao, chủ yếu để mạ những chỉ tiết chịu mài mòn, tăng thời gian sử dụng từ 6 + 10 lần Mạ Crôm cứng

có thể mạ trực tiếp trên gang, thép không cần lớp mạ trung gian Mạ Crôm cứng

áp dụng cho khuôn, dụng cụ đo, ô trục, xilanh, xéc măng.vv Độ dày khoảng 20 +

150 nm Dung dich va chế độ làm việc của mạ Crôm cứng như sau:

Crôm oxit CrOz: 150 + 250 g/l

Axit sunfuric H,SO,: 1,5 + 2,5 g/l

Mật độ dòng điện 35 + 50 A/dm?

b) Mạ Crôm Xốp

Dùng phương pháp hóa học hay điện hóa để làm tăng độ rộng và độ sâu của

vết nứt gọi là mạ Crôm xốp Lớp mạ Crôm xốp có tác dụng chứa đầu nhờn, cải

thiện điều kiện ma sát, làm giảm sự tiếp xúc kim loại giữa hai mặt ma sát, nâng cao tính chịu mà mòn Mạ Crôm xốp thường sử dụng để mạ xi lanh, xéc măng, bạc

vv của động cơ đốt trong

Dung dịch và chế độ làm việc của mạ Crôm xốp giống như mạ Crôm cứng

nhưng phải tiến hành thêm công nghệ tạo lỗ xốp trên Katốt

Crômoxit CrƠ:: 150 + 300g/1

Axit sunfuric H;SO¿: 1,5 +3 g/1

crt: 15g Mật độ dòng điện Anốt: 35 +45 A/dm?

Thời gian: 8 +10 phút

Dé ma Crém trang site hoặc vi mục đích nào đó ( như để làm giảm hệ số phản xạ) thường sử dụng mạ Crôm đen Thành phần và chế độ làm việc như sau: Crôm oxit CrO; : 250g/1

Natri nitrat NaNO; : 7+l11g/1

Mật độ dòng điện : 60 + 80 A/dm?

Nhiệt độ : 20 + 40°C

đ) Mạ Crôm mau trắng sữa

Mạ Crôm cứng trực tiêp trên sắt, thép để nâng cao tính chịu mài mòn, chống

gỉ, phục hồi kích thước của chỉ tiết Trong một số trường hợp ngoài yêu câu

chống gi chịu mài mòn ra, còn yêu cầu tính kín khít của lớp mạ cao Nếu dung lớp

mạ thông thường, thì không đạt yêu cầu, chỉ có sử dụng mạ Crôm màu trắng sữa

mới đạt yêu cầu trên

Ở nhiệt độ cao và mật độ dòng điện thấp, lớp mạ có màu trắng sữa Căn cứ vào đặc điểm này, để được lớp mạ màu trắng sữa cân sử dụng nhiệt độ cao (65 +

70 °C va mật độ dòng điện thấp (25 + 40 A/dm?) Lớp mạ này có độ cứng thấp,

không có vết nứt, độ bóng kém, khi độ dày cao thì lỗ xốp nhỏ Vì vậy tính chống gỉ tôt Mạ Crôm màu trăng sữa được áp dụng trong công nghiệp hàng không, dụng cụ

do, dung cu y 6

Thanh phan dung dịch và chế độ công nghệ như sau:

Crôm oxit CrOa : 200+ 250 g/l

Axit sunfuric HạSO¿ : 2+2,5 gl

Nhiệt độ: 65 +75°C

Mật độ dòng điện: 25 + 30 A/dm?

Chế độ mạ hiện đại

Có thiết bị hiện đại để :

- Kiểm tra khống chế quy trình mạ

- Tự động điều chỉnh nồng độ dung dịch Dùng dung dịch tự điều chỉnh

hoặc kết hợp với thiết bị được điều chỉnh có thành phần theo yêu cầu

Tự điều chỉnh duoc vi SrSO, hoa tan dung dịch CrO; theo ty 1é nhat dinh

(250 g/l CrO; ho’ tan 2,5 g/l SrSOy, phan du ra két tiia ling dong khi Cr*** giam dan

Nhiệt độ được điều chỉnh nhờ kết cấu lò hai lớp Bên trong là chất dẻo hay Grafft Bên ngoài là vỏ thép, ở giữa hai lớp là nước nóng hay hơi có thể điều chỉnh được nhiệt độ bề mạ Sai số điều chỉnh (1+2) °C

Chế độ mạ đảo cực:

Để tăng cường chất lượng mạ người ta sử dụng phương pháp đảo cực, vì nếu không thì dung dịch bị loãng dần giữa hai cực; H làm cho bê mặt lớp mạ tăng cứng cản trở quá trình mạ

Ví dụ :

-Mật độ dòng điện mạ Da = 60 A/dm?

-t(-) =9 phit

-t(+)= ISgiay

Chat lượng lớp ma tot hon khi không đảo cực

Ưu điểm của phương pháp mạ đảo cực :

- Năng suất tăng gâp 3 lần

- Khả năng chống mòn tăng 30 %

- Sức bền mỏi tăng 25 %

Bề mạ phải cách điện và không bị ăn mòn

2.4 Phương pháp mạ đồng (Cu)

2.4.1 Đồng và tính chất của nó

Mạ điện đồng là kỹ thuật mạ điện lâu đời nhất, đồng tinh khiết là kim loại dễ

dat mỏng, màu đỏ, tại chỗ gãy có màu hồng, khối lượng riêng d= 8,9g/cm” Trong dãy điện hóa đồng thuộc nhóm kim loại có điện thế dương, kém hoạt động Lớp

mạ đồng trên thép là lớp mạ catot , không có tác dụng bảo vệ điện hóa thép chống

ăn mòn, lớp mạ đồng ít bền trong không khí, dễ dàng bị oxi hóa, nhất là khi bị đun nóng Dưới tác dụng của CO; hoặc các hợp chất chứa clo trong không khí, bề mặt

lớp mạ đồng luôn được phủ một lớp hợp chất Cu(OH);.CuCO; màu lục xẫm, do đó

lớp mạ đồng không sử dụng làm lớp mạ trang trí mà thường sử dụng làm lớp mạ

trung gian hai hoạc ba lớp trước khi mạ trực tiếp niken, vàng, bạc Ngoài ra lớp

mạ đồng còn được dùng đề bảo vệ các chỉ tiết không thấm Cacbon, Nitơ, Bo, và các quá trình khuếch tán khác khi gia nhiệt Ngoài ra mạ đồng còn sử dụng trong

kỹ thuật đúc điện đề tách các bản sao kim loại từ các tác phẩm điêu khắc cũng như

để tạo hình các chỉ tiết phức tạp

Đồng có màu đỏ sáng, khi bị ô xy hoá trong không khí sẽ biến màu đo tạo thành lớp oxyt mỏng và kín

Đồng dễ tác dụng với axit HNO:

Lớp đồng mạ bằng phương pháp xianua và dung dịch phốt phat có cầu trúc

tinh thé min, kín bảo vé tot nên thường dùng để mạ lót, mạ bảo vệ giữa lớp sắt ma

và lớp mạ Ni hay Ct

Lớp đồng mạ bằng dung dịch axit có cấu trúc tinh thể thô và mềm, song dung dịch lại cho tốc độ mạ lớn, lớp mạ dày nên có thể ú ứng dụng cho mạ khuôn Bằng cách cho thêm các chât hữu cơ người ta có thẻ biến đổi tính chất của lớp mạ như độ cứng, độ bóng,

2.4.2 Các phương pháp mạ đồng

a) Mạ đồng bằng dung dịch sun phát, Pirophotphat,

Thanh phan dung dich ma đồng sunphat đơn giản, dung dịch ôn định, khi làm việc không có khí độc hại Nêu làm chât bóng hợp lý có thể thu được lớp mạ

bóng độ bằng phẳng tốt nhưng khi quay bóng không được lớp mạ bóng Dung dịch

đồng sunphat có khả năng phân bô kém, kết tỉnh không min Chi tiệt là sắt thép

mạ đồng cần phải mạ lót Thành phần dung dịch mạ đồng sunfat bao gồm:

CuSO,.5H:O là chất kết tỉnh màu xanh đậm, dễ tan trong nước, nông độ lớn,

sử dụng mật độ dòng catot lớn tạo thuận lợi đề thu lớp mạ có chất lượng tốt, khi tăng nồng độ và tăng nhiệt độ của CuSO¿ làm giảm độ tan của CuSO¿ Khi nhiệt

độ tăng ảnh hưởng không tốt đến lớp mạ, làm cho lớp mạ có cấu tạo thô, vì vậy

thường sử dụng nhiệt độ 20°C+ 30°C Trong mọi trường hợp không sử dụng nồng

độ CuSO¿ bào hòa

H;SO/¿ làm tăng độ dẫn điện của dung dịch, ngăn cản sự phân hủy của Cu;SO/ làm lớp mạ xù xì, xốp, thô Để tạo thuận lợi cho quá trình kết tỉnh mịn hạt cân nâng cao mật độ dòng catot Nông độ H;SO; thường cao hơn trong dung dich khuấy trộn

Ngoài ra, trong quá trình mạ tùy theo yêu cầu tính chất và chất lượng lớp mạ

là dung dịch mạ bóng, bán bóng hay mạ mờ mà cần sử dụng một số phụ gia như:

chất hoạt động bề mặt (polighicola, OP), chất làm bóng chính (chủ yếu là chất làm bóng loại S, câu tao: R-S-S-(CH2)SO3 X, X là Na hoặc H) nhưng làm lớp mạ giòn,

bám kém Ngoài ra còn một sô phụ gia khác như chất san bằng, chất chống giòn,

chất thắm ướt nhưng nếu phụ gia nhiều thì việc kiểm tra và phân tích sẽ gặp khó khăn

Đề pha chế dung dịch trước hết hòa tan CuSO¿.5H;O trong nước cất sau đó

cho từ từ H;SO¿ vào và tiếp tục cho các thành phần khác như đã xác định Dung dịch cần đun nong (40+ +50)0C, lọc bằng than hoạt tính (1+3)g/1 trong 24h bằng

phương pháp gói than hoạt tính trong vải bền axit(clorin) thành nhiều gói rồi nhúng ngập trong dung dịch, điện phân dung dịch với mật độ dòng catot 2%/dm”, mỗi lít

cần một lượng điện là (0,5+1)A/h Sau cùng là cho chất tạo bóng Poliglicola, OP —

21, D, H¡ hòa tan trong nước nóng, gốc mêtyl xanh, gốc mêtyl tím dùng C;H;OH

để hòa tan sau đó dùng nước hòa tan chất làm bóng S trong nước ở nhiệt độ thường Đối với Dexstrin cân đúng liều lượng cần dùng cho vào nước đun cách

thủy (70 + 80)°C khuấy liên tục cho tan hoàn toàn thu được dung dịch đồng nhất

rồi cho vào dung dịch pha sẵn Sau đây là một số thành phần dung dịch thường gap

Vi dụ: khi nhúng hai cực vào trong dung dịch đồng — sunfat và nối với

nguồn điện một chiều Lúc này ta thấy trên Katốt có đồng và khí hyđrô thoát ra

Trên Anốt nếu Anót không hòa tan thi 6 xy thoát ra, nếu A nốt là đồng thì đồng bị hào tan và ô xy thoát ra phản ứng xảy ra như sau:

2H* +2e ->H;†

Trên Anốt Cu -2e >Cu’**

40H -4e —>2H;O + Opt

280,?° + 2H,O—4e — 2H,SO, + Opt

Trén Anét déng bi hoa tan, bổ xung ion đồng bị tiêu hao trong dung dịch

Nếu như trên Katốt ta treo chỉ tiết đã được làm sạch, thì sẽ tạo thành lớp mạ đồng

trên bề mặt chỉ tiết

Trong dung dịch mạ đồng axit phản ứng xảy ra ở hai điện cực như sau:

ỞKatốt: Cu?”+2e ->Cu

Bảng 5.2: Thành phân và chế độ làm việc của dung dịch mạ đồng axit

Thành phân và chế độ làm việc Hàm lượng (g/l)

- Nhiét d6 (°C ) Thuong | Thudng | 12 +15 | 12+15| 15+20

- Mật độ dòng điện (A/dm”) 1+2 | 1+2 | 1+2 | 1+2 | 1+2

Ghi chú: Dung dịch 1 — Dung dịch mạ bình thường