Процесс железнения – электролитическое осаждения железа из растворов электролитов его солей. Железо осаждается на катоде, в качестве анода используют полосы из малоуглеродистой стали. В процессе железнения получается покрытие химически более высокой чистоты, поэтому стойкость к коррозии у него выше, чем у малоуглеродистой стали.
Процесс железнения используется для наращивания металла на поврежденную поверхность деталей из стали и чугуна при восстановлении их параметров в различных областях промышленности:
В полиграфии – с помощью железнения изготавливают
клише методом гальванопластики, а также защищают медные пластины от окисления типографской краской.
В автомобильной – с помощью железнения проводят восстановление размеров изношенных деталей машин методом гальванопластики.
В машиностроении
– путем железнения восстанавливают детали станков.
В электротехнической – с помощью железнения восстанавливают детали электроинструментов.
Процесс железнения
очень эффективен, так как компоненты электролитов недороги, скорость наращивания достаточно высока, а покрытие может получаться толщиной до 8 мм.
Для получения износостойких покрытий с повышенными механическими, магнитными свойствами и улучшенной структурой процесс железнения проводят в электролитах железнения,
содержащих различные добавки, например, никеля, марганца, хрома (будет рассмотрен в статье «Железнение и не только. Часть 2»).
Процесс железнения можно проводить из растворов сернокислых или хлористых закисных солей. Сернокислые электролиты менее агрессивны, но ниже по производительности, к тому же осадки
получаются более хрупкие и напряженные.
В ремонтной практике наибольшее распространение получили хлористые электролиты железнения, которые обеспечивают получение плотных мелкозернистых осадков толщиной до 3 – 5 ммс высокими механическими свойствами и скоростью осаждения 0,4 – 0,5 мкм /ч.
Широко применяются четыре вида хлористых электролитов железнения, отличающихся концентрацией соли железа: с малой концентрацией (200 – 320 г/л) (тип I), средней (400 – 450 г/л) (тип II) , высокой (600 – 680 г/л) (тип III) и оптимальной (300 – 350 г/л) (тип IV).
I –ый электролит железнения применяют для восстановления деталей, требующих твердого железного покрытия. При температуре 60 – 80 С и ДК = 30 – 50 А/дм2 получают плотные покрытия толщиной до 1,5 мм.
II –ый электролит железнения предназначен для восстановления деталей с невысокой твердостью. Он обеспечивает получение качественных покрытий до 2 мм и твердостью HV = 250 –
450.
III–ый электролит железнения при температуре (75 – 95 С) и невысокой плотности тока позволяет получить мягкие и вязкие покрытия толщиной
до 3 мм.
IV –ый электролит железнения обладает существенными преимуществами: анодный выход по току равен катодному, поэтому концентрация железа в электролите
железнения сохраняется постоянной, покрытие получается износостойкое.
Состав наиболее универсального электролита железнения, г/л:
Железо хлористое (FeCl24H2O) 300 – 330
Кислота соляная (HCl) 1,5мл – 2мл
Температура 75 – 80 С, катодная плотность тока 4 – 5 А/дм2 до 10 – 20 А/дм2 .
Соотношение анодной поверхности к катодной 2 : 1
В качестве анодов используют стальные полосы, помещенные в чехлы из стеклоткани.
Завеска деталей в электролит железнения производится без тока, при этом детали прогреваются, а пассивная пленка, имеющаяся на них, разрушается. Через 10 – 30 секунд устанавливается
ток 4 – 5 А/дм2 и за 10 минут его значение доводят до 10 – 20 А/дм2. После железнения детали необходимо промыть в горячей воде, нейтрализовать в 5 – 10% -ном растворе соды и снова промыть в воде.
PH электролита железнения корректируют с учетом расхода HCl на 1 А/ч 0,8 г кислоты.
Таким образом, организовав участок железнения, можно получать хорошую прибыль на восстановлении сложных дорогостоящих деталей машин и различных механизмов.