натр едкий 50, натрий фосфорноватнстокислый - гипофосфит 20. Темпера--* тура (85±2)°С, рН раствора 9-10, скорость осаждения 16-18мкм/ч--плотность загрузки 1 дмл. i

Для получения никель - кобальт - фосфорных покрытий толщиной более 15 мкм осаждение проводят в стационарной ванне с переносом пресс-форм через 1 ч из отработанного раствора в свежеприготовленный или откор-ректированный по данным химического анализа. Из указанного выше раствора осаждается сплав никель - кобальт - фосфор следующего состава % • никель 70-75, кобальт 10-15, фосфор 10-15. Компоненты раствора для получения химического никель - кобальт - фосфорного покрытия следует растворять каждый отдельно в теплой дистиллированной воде (50-60 °С) Натр едкий и гипофосфит натрия - в воде нормальной температуры. Через фильтр из марли и ваты растворы солей сливают в последовательности: раствор никеля хлористого и кобальта сернокислого, затем в него растворы кислоты лимонной, аммония хлористого и натра едкого. Полученный раствор нагревают до температуры 60-65 °С и вводят растворенный в минимальном количестве воды гипофосфиг натрия. Температуру раствора доводит до 80 °С и загружают детали. Подвеску для загрузки деталей изготовляют из стальной проволоки. Ванна для химического никель - кобальт - фосфорного покрытия пресс-форм может быть изготовлена из керамики, фосфора, стекла. Можно использовать в качестве ванн чугунные котлы, а также эма- лированные бачки. В процессе нанесения покрытия интенсивно выделяется водород. Для получения покрытия без питтинга необходимо встряхивать,~ покачивать пресс-форму нли перемешивать раствор с помощью сжатого воздуха.

13. Промывка в проточной воде комнатной температуры.

14. Промывка в горячей (70-80 °С) проточной воде.

15. Сушка горячим (70-80 °С) сжатым воздухом.

16. Термическая обработка.

Для увеличения износостойкости никель-кобальт-фосфорного покрытия его необходимо подвергнуть термической обработке в электрической печи. Пресс-формы с покрытием выдерживают при температуре 325-350 °С в течение 1 ч, а затем охлаждают вместе с печью при открытой дверце. В результате прочность сцепления покрытия с основой превышает прочность сцепления никелевого и хромового покрытия, полученного электролитическим способом. При нагреве покрытых пресс-форм до температуры 325-350 °С образуется двухфазнаи система, состоящая из NijP и СОаР. Структурные превращения сопровождаются увеличением твердости покрытия от HV 500-600 (до термообработки) до HV 1000-1100 (после термообработки), т. е. покрытие по твердости приближается к электролитическому хромовому покрытию. Пористость покрытия при толщине 16-18 мкм и более не выявлена. Пресс-формы, покрытые сплавом никель-кобальт- фосфор, используют для прессования пластических масс и резин. При прессовании резин прилипания поверхности прессуемой детали к поверхности пресс-формы не наблюдалось.

Ванну для фосфатирования изготовляют из стали и оборудуют теплоизоляционным покрытием, нагревателем и вытяжной вентиляцией. Во избежание взмучивании осадка фосфатов на расстоянии 100-150 мм от диа ванны устанавливают перфорированную перегородку. Перед началом эксплуатации новой ванны необходимо покрыть ее внутреннюю поверхность : фосфатным слоем и лишь после этого начинать фосфатирование. Сушку технологической оснастки после фосфатирования проводят в сушильном шкафу, оборудованном вентилятором.

При обезжиривании, промывке и фосфатированин технологической оснастки применяют корзины из тонкой сетки или перфорированной листовой стали и подвески различных конструкций.

Качество фосфатной пленки определяется ее плотностью, зернистостью,. шероховатостью, защитными свойствами и коррозионной стойкостью. По- крытие должно быть плотным, гладким, мелкозернистым, цвет пленки мо-1 жет колебаться от светло-серого до черного. Не допускается наличие ржавь пятен и.налета взмученного осадка, а также черного налета, оставляющег следы на руках или хлопчатобумажной салфетке. Допускается наличие пят и непокрытых точек в местах контактов с подвесным устройством на нераС

чей поверхности технологической оснастки. Внешнему осмотру после фосфатирования подвергается вся партия деталей. Детали с неудовлетворительным качеством пленки выбраковываются.

Наличие фосфатной пленки проверяют визуально, царапая поверхность оснастки, протирая ее мелкозернистой абразивной шкуркой или соскребывая.

Для определения защитных свойств фосфатной пленки пользуются капельным методом. Метод заключается в том, что на заданный участок поверхности прн температуре 15-25 "С наносится одна капля контрольного раствора. Продолжительность времени в минутах между моментом нанесения капли и изменением ее цвета (капля становится темно-коричневой, почти черной) служит характеристикой стойкости пленки:

Продолжительность испытания до изменения цвета капля, иин

Оценка защитных свойств

1.....................Низкая

1 2 . . . .................Пониженная

2-5 . ...................Средняи

5.....................Высшая

При капельном методе испытания контроль производится на образцах, свидетелях, взитых в количестве двух-трех штук от партии. Состав контрольного раствора: 0,4 М раствор CuSOi - 40 мл; 10 %-ный раствор NaCl - 20 мл; 0,1 М раствор НС1 - 0,8 мл.

Для контроля коррозионной стойкости фосфатной пленки технологическую оснастку подвешивают на шелковых или капроновых нитях в 3 %-иом растворе NaCI при температуре 20 °С с выдержкой 5-15 мин, после чего промывают водой и оставляют на воздухе в течение 25 -30 мин. Если в результате испытания пленка не изменилась, то ее качество считается удовлетворительным. Контроль производится на образцах-свидетелях в количестве одной-двух штук в партии. Образцы-свидетели должны быть термически обработаны и изготовлены из стали той же марки, что и фосфатируемая технологическая оснастка.

Химическое никелирование. Осадок химического никеля восстанавливают из раствора, содержащего 30 г/л сернокислого никеля; 10 г/л уксуснокислого натрия; 10 г/л гипофосфита натрия; 0,007 г/л тиосульфата натрия; 2 мл/л уксусной кислоты; хромовокислый свинец - до насыщения. Кислотность растбора рН 4,2-4,8; температура 90-92 °С; плотность загрузки 1 дмл. Скорость осаждения осадка 6-9 мкм за 30-40 мин; толщина покрытия 15-18 мкм. После никелировании инструмент подвергают термообработке в течение 1 ч при t = 350 ... 400 °С.

Слой твердого никеля можно осадить химическим способом из раствора, г/л: сернокислого Ni кристаллического 80, фосфорноватистокислого Na - 24, уксуснокислого Na - 12, борной кислоты - 8, хлористого Na - 6. Пористость в слое получают травлением в течение 20 с - 1 мин в вание, содержащей фтористый аммоний и плавиковую кислоту. Способ позволяет повысить стойкость пресс-форм для литья под давлением, штампов, лезвийных инструментов (сверл, метчиков, разверток и др.).

Если в никелесодержащий раствор ввести мелкодисперсные твердые вещества типа алмаза, карбидов или нитридов бора, вольфрама, кобальта, хрома, ванадия, то при восстановлении никеля из суспензии образуется комплексный осадок, обладающий высокой износостойкостью. Например, покрытие алмазным порошком, закрепляемым химически осаждаемым слоем никеля, прнмениют для упрочнения пресс-форм для изготовления бакелитовых деталей, рабочих поверхностей калибров, микрометрических и других измерительных приборов. Более эффективными, менее хрупкими и царапающими являются порошки, полученные в результате размельчения и отсева определенной фракции из природ:;ых или искусственных алмазов, а не непо-средствгнно, из мелких искусственных алмазов. Метод химического нанесения слоя позиолиет точно контролировать его толщину. Применяемые в этом

случае ты

чае никель - фосфорные сплавы могут быть после нанесения подвергну-термической обработке (например, 24 ч при 270 °С илн 1 ч при 400 С),

что обеспечивает повышение твердости на 1000 HV. Рекомендуемые параметры алмазного слоя: объемное содержание алмазов 20-25 % (допустимо до 40 %); толщина слоя покрытия 25-50 мкм; твердость никелевой матрицы ЮОО-1200 ЯК; коэффициент трения 0,08-0,2 на синтетическом волокне,.

Износостойкость металлических пресс-форм, предназначенных для изготовления изделий из пластмассы, бакелита, фарфора и электрофарфора, повышают химическим нанесением многослойного композиционного покрытия, в котором первый слой представляет собой химическое никелевое покрытие, а последующие - из никеля, содержащего окислы, карбиды, металлы, алмазный порошок, бориды, нитриды и др. Для улучшения приработки инструмента в наружных слоях осаждают более мягкие компоненты, например, электрокорунд, а во внутренних - более твердые, например, карбид бора. После нанесения всех слоев покрытие подвергается термической обработке при 200-750 °С, 15 мин - 48 ч. Износостойкость многослойных покрытий выше, чем однослойных. Изношенное покрытие может быть удалено химическим путем и после предварительной подготовки поверхности восстановлено.

ОБРАБОТКА ИНСТРУМЕНТОВ ИЗ АБРАЗИВНЫХ И СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОРАБОТКА АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

Выполняется прн необходимости изменения начальных размеров абразивных инструментов, восстановления их режущих свойств или изготовления их из отходов. Включает в себя технологические операции обтачивания, растачивания, подрезания торцов, разрезания, сверления, правки и профилирования. Независимо от содержания работы, исполненной в проведенной технологической операции механической обработки, все абразивные инструменты, кроме шлифовальных брусков и головок, подлежат обязательному балансированию массы и испытаниям на прочность в соответствии с действующими стандартами, правилами и нормами безопасности труда.

Для осуществления механической обработки абразивных инструментов преимущественно используют универсальные металлорежущие станки, пригодные для выполнения неточных работ, но оснащенные системами для подачи СОЖМ (смазочно-охлаждающих и моющих жидкостей) в зону резания, средствами индивидуальной защиты станочника, ограждающими устройствами, щитами, предохраняющими окружающих от осколков и пыли. Технологические операции обтачивания, растачивания исполняют стальными коронками или сверхтвердыми монокристаллами синтетических сортированных алмазов, марки АС32 (АСС) или природными алмазами, либо затупившимися твердосплавными инструментами - проходными упорными и расточными резцами. При работе со стальной коронкой ее устанавливают под углом 20° к оси шпинделя и наклонно на 40 ° к вертикальной плоскости. Растачивание н обтачивание ведут при следующем режиме: частота вращения обрабатываемого абразивного круга = 6 ... 8 м/с; частота вращения стальной коронки (инструмента) VHcxp = 12 ••• "с; подача S < 1 мм/об, глубина снижаемого слоя (глубина резания) - не более 5 мм (< < 5 мм). Коронку изготовляют штамповкой из стали 10-20, толщиной 3-5 мм, по форме чашки, с конусом 104-110°, цементируют и закаливают до твердости HRC 54-58; при возможности рабочую поверхность конуса дополнительно упрочняют простейшими методами (электроискровым легированием, плазменным напылением стеллита, пр.). Коронку укрепляют с помощью гаек и шайб на шпиндельном устройстве, устанавливаемом взамен резцедержателя на суппорте станка. Привод устройства - индивидуальный. При работе с токарными резцами нх размещают в обычном порядке в резцедержателе станка. Установку инструментов (карандашей, дисков, гребенок, роликов и пр,), оснащенных сверхтвердыми абразивными материалами, выполняют

с помощью державок и оправок, проектируемых и изготовляемых применительно к конкретным условиям эксплуатации н типу технологического оборудования.

Обрабатываемый абразивный круг укрепляют в трехкулачковом патроне или на кулачковой шайбе. При разрезании на бруски его укрепляют в динамически регулируемых тисках или на столе станка. Между поверхностями круга и кулачков в местах зажима укладывают прокладки из мягких металлов - свинца, меди либо плотного картона.

Операции разрезания кругов и подрезывання их торцов исполняют на круглошлифовальных, токарных, карусельных и строгальных станках. При необходимости разрезать круг по толщине его укрепляют на центровой оправке и устанавливают на токарный станок. Работу ведут при минимальных скоростях вращения разрезаемого круга, с повышенным вниманием к условиям безопасности труда. В качестве режущего инструмента можно применить отрезные абразивные круги на вулканитовой или бакелитовой связках, преимущественно с упрочняющими элементами, изготовленные из шлифующих материалов 1А, 5С (электрокорунд или карбид кремния), зернистостью 50-8. Разрезание кругами выполняют при скоростях режущего круга 40-60 м/с в условиях гарантированной жесткости всей системы. Устройство для установки режущего круга должно надежно фиксироваться, не допускать возможности случайных боковых смещений в процессе резания. Обработку ведут при обильной подаче СОЖМ в зону резания. Для предотвращения заклинивания отрезного круга установку разрезаемого круга следует осуществить с базированием на отверстие и один торец, без прижима боковыми шайбами, лучше - на разжимной или цанговой оправке.

Подрезывание торца абразивного круга прямолинейно или по профилю, предусмотренному формами стандартных сечений или специальному, можно выполнить с помощью упорных токарных резцов или указанного выше устройства с вращающейся стальной коронкой. Наклон осн оправки с коронкой к оси шпинделя в горизонтальной плоскости должен быть равен 25, а в вертикальной - 40°. Обработку торца нужно вести от периферии круга к его центру. Последние 7-10 мм обрабатывают от центра к периферии. Приближаясь к остающейся перемычке, следует уменьшить поперечную подачу во избежание скалывания (разрыва) перемычки. В этот момент необходимо особенно внимательно осмотреть положение защитного экрана (щита) и 0ТКЛ0НИТЧ1СЯ в сторону от зоны резания.

Сверление и зенкерование отверстий в абразивных материалах осуществляют при изготовлении мелких шлифовальных кругов или головок из отходов отработавших абразивных инструментов - кругов, брусков. Операции исполняют на вертикально-сверлильных станках твердосплавными сверлами, пластинчатыми (перовыми) либо корончатыми закаленными инструментами. Условия работы и режимы резания аналогичны приведе1шым выше для операций растачивания. При обработке кругов на вулканитовой связке иастоту вращения режущих инструментов следует увеличить на 20-30 %, при усиленном

охлаждении их СОЖМ

Правку и профилирование абразивных инструментов осуществляют механическим, электрохимическим,, ?лектроэрозионным, электроконтактным нли химическим методом. За исключением первого, прочие методы применяют для случаев обработки инструментов на металлизированных или то-копроводящих связках. Наиболее распространены методы механической правки и профилирования, поскольку они охватывают основную номенклатуру образивных инструментов. Механическая правка выполняется атмаз-ными (природными или синтетическими) инструментами - карандашами роликами, накатниками, гребенками, звездочками, дисками, брусками, кругами, иглами, пластинами, а также аналогичными инструментами нз сверхтвердых материалов «Славутич» илн «Фионит», либо твердых сплавов группы ВК. Для более грубой, предварительной правки или прн исполнении работ, не требующих создания точного профиля режущего круга, а лишь ограниченных условиями возобновления его режущих свойств, операцию правки можно осуществить кругами или брусками (в том числе обломками), из черного карбида кремния твердостью ЧТ или ВТ, желательно - с принудительной подачей и по траектории профиля правки. Алмазные стандартные пра-

вящие инструменты и инструменты из сверхтвердых материалов, употребляемые наиболее часто: алмазные карандаши (тип 01 - алмазы расположены цепочкой вдоль оси; 02 - слоями; 03 - по сфере, 04 - неориентированно; исполнение А - корпус цилиндрический, В - конический, С - ступенчатый), алмазы в оправах (тип I - корпус цилиндрический, II - цилиндрический с головкой, III - конический, конус Морзе В10 или В12, тип IV - резьбовый, МЮ X 1, применяют при необходимости шлифования кругами поверхности с шероховатостью до Ra = 0,16 ... 0,32 при врезном окончательном шлифовании либо Ra = 0,08 ... 0,16 при продольном илн профильном); алмазные резцы (единичный ограненный кристалл, применяют для правки многониточных зубо- и резьбошлифовальных инструментов); алмазные иглы (единичный кристалл ограненный на конус с углом при вершние 90° (60°), применяют для правки резьбошлифовальных кругов при необходимости обработки ими высокоточных резьбовых поверхностей, например, калибров); алмазные бруски (синтетические алмазы, связка керамическая, бакелитовая, применяются для правку! плоских торцевых кругов (сегментов) на станках для шарошлифования или профильного шлифования при глубине профиля до 20 мм и шероховатости поверхности до Ra = 1,25 мкм); алмазные ролики (технология создания алмазоносного слоя аналогична изготовлению алмазных шлифовальных кругов, применяются для правки прямого или фасонного профиля, преимущественно при врезном шлифовании). Алмазные карандаши типов 01, 02, 03 наполняются группами алмазов массой от 0,03-0,05 до 0,10-0,20 карат, а типа 04 изготовляют из алмазных порошков зернистостью 63/50-2000/1600. Масса алмазов в оправах от 0,02-0,04 до 1,61-2,10 карат, а в алмазной игле - 0,10-0,30 карат.

При правке абразивных инструментов алмазные карандаши и монокристальные правящие инструменты - резцы, иглы - устанавливают с наклоном на угол в 15° в сторону вращения абразивного круга. По мере износа граней алмаза его поворачивают вращая карандаш вокруг осн, вводят в работу незатупленные грани алмаза. Рабочую кромку алмаза помещают иа уровне линии центров выправляемого круга или ниже этой линии на 1-2 мм.

Механическую правку эльборовых и других инструментов из сверхтвердых материалов по мере нх износа или заполнения пор металлической стружкой (засаливания поверхности), а также с целью создания рабочего профиля, как правило исполняют методами обтачивания или шлифования абразивными инструментами (кругами, брусками) при медленном нх перемещении относительно выправляемого инструмента. Режим правки бруском из карбида кремния зеленого (КЗ) на керамической связке: скорость алмазного круга - рабочая, соответствующая его паспортной характеристике, подача-продольная 5рдд = 1,0 .... 2,0 ым/мин, поперечная 5 = 0,01... ... 0,02 мм/дв. ход стола. Твердость брусков, используемых для правки алмазных кругов на органической связке, должна соответствовать СМ1-СМ2, на металлической связке CI-С2. Для правки мелкозернистых алмазных кругов используют более мягкие бруски. Правку абразивным кругом следует вести при обильном охлаждении. Режим правки: окружная скорость абразивного правящего круга Vp = 25 ... 30 м/с, подача продольная 5„ррд = = 1,5... 2 м/мин, поперечная 5, =0,03 ... 0,04 мм/дв.ход. Величина врезания и перебега - не менее чем 5 мм с каждой стороны алмазоносного слоя круга. Прн правке методом обкатки абразивный круг приводят в контакт с выправляемой поверхностью алмазного круга и сообщают ему 5дрод= 0,8 ... 1,2 м/мин, 3= до 0,02 мм на 6-8 дв. ходов. В свою очередь, перед началом работы абразивный круг, использующийся в качестве правящего инструмента, следует сбалансировать и заправить так, чтобы исключить радиальное биение и возможность его пробуксовывания в ходе обкатывания алмазного круга. ;

Во время правки алмазного круга полезно продольную подачу выполнять в режиме легких возвратно-поступательных толчков(осциллирующаа подача). При возможных вариантах предпочтительна правка не обкатываии-нием, а методом шлифования.

Правку эльборовых кругов на керамической связке методом шлифова ния выполняют абразивными кругами из электрокорунда или карбида крем

ния твердостью СМ-Т; на вулканитовой, бакелитовой или керамической связках; при зернистости, превышающей зернистость выправляемого круга на одии-два номера. Режим правки: Sn = 0,01 ... 0,02 иа 4-5 дв. ходов, Snpon= •>0-- - м/мин; окружные скорости кругов: эльборового - Vgp = == 1,5 ... 2,0 м/с, правящего - V= 10... 15 м/с. В случаях, когда не требуется восстановить профиль эльборового круга, его правят брусками из карбида кремния зеленого твердостью СМ1-СМ2. Для восстановления плоскостности рабочей торцевой поверхности кругов (чашечных, тарельчатых, с выточками и пр.) их целесообразно притирать на чугунной плите шаржированной свободным абразивом.

Характеристики абразивных инструментов, рекомендуемых для использования при правке алмазных кругов, приведены в табл. 152; режимы правки эльборовых кругов на керамической связке алмазными инструментами даны в табл. 153. Режимы правки абразивных кругов при исполнении операций тонкого шлифования (т. е. шлихования малых припусков, не превышающих 0,04-0,08 мм на диаметр обрабатываемого изделия на прецизионных станках высокой или особо высокой точности, при малых продольных подачах, обеспечении плавности хода перемещающихся элементов правящего устройства, отсутствии недопустимых вибраций и отжатий в системе и пр.) приведены в табл. 154.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

Изношенные или поломанные абразивные инструменты, в том числе круги и бруски, восстанавливают в первоначальный размер или перерабатывают до других размеров или в другие формы. Предварительно инструмент сортируют по видам абразивных материалов, связкам и зернистости. Те отходы, которые предназначаются для их использования на внешних рабочих поверхностях новых инструментов, подлежат обязательному предварительному сортированию. Если такую работу выполнить не представляется возможным, то нераспознанные отходы используют в качестве наполнителей при создании различных элементов, например колец, не имеющих непосредственного контакта с обрабатываемой поверхностью детали.

Изношенные абразивные круги могут быть восстановлены в первоначальный размер по диаметру или толщине. Восстановление производится методом склеивания колец, концентрично расположенных относительно друг друга, либо плоских колец по их торцам. В этом случае базовое отверстие круга остается неизменным и дополнительной доработки не требует. Если же восстановление ведется в другой размер, то центральное отверстие обрабатывают с целью последующего уменьшения его размеров. В ряде случаев в центральное отверстие вклеивают абразивное или металлическое кольцо.

Перед склеиванием соединяемые абразивные поверхности тщательно подготавливают. Для этого их подвергают-предварительной механической обработке, на всей поверхности склеивания создают канавки с некоторым шагом. Перед нанесением склеивающих масс поверхности необходимо очистить от грязи, следов масел и других веществ, которые могут при склеивании Стать разделителями. Затем на поверхности наносят клеевые составы, элементы Соединяют, заполняют зазоры недостающим количеством клеевого состава и сушат. Режим склеивания приведен в табл. 155.

Склеенные или механически обработанные абразивные инструменты в обязательном порядке должны подвергаться проверке по всем техническим JapaKTepHCTHKaM и испытываться на прочность в соответствии с требованиями, указанными в соответствующих нормативных документах. Во всех случаях нужно иметь в виду, что существует повышенная вероятность разрыва абразивных кругов, подвергавшихся механической обработке или склеиванию. Поэтому в каждом конкретном случае следует рассматривать вопрос ° преимущественном использовании восстановленных кругов на оборудо-НИИ, обладающем уменьшенными скопостямН вращения или надежной защитой при разрыве круга. , ..