موضوع : آبکاری کرم سخت برای سطوح داخلی

توضیح: این فایل به صوت ورد و آماده ی چاپ می باشد

آبكاري كرم سخت در لوله‎هاي بلند
مقدمه:
    اولين تحقيقاتي كه در مورد رسوب دادن كرم توسط جريان برق انجام شده به سالهاي اوليه صنعت آبكاري برمي‎گردد. بطوريكه در سال 1854 گزارشي توسط ‎Robert wilhelm Bunsen مبني بر بدست آوردن فلز كرم توسط الكتروليز محلول كرم مطرح شد بعد از اين گزارش افراد زيادي بر روي اين فرآيند كار كردند مانند ‎A.geuther كه رسوب كرم را از الكتروليز محلول اسيد كرميك بدست آورد.
اين تحقيقات آنقدر ادامه پيدا كرد تا در سال 1923 آبكاري كرم به صورت دستورالعمل در صنعت آبكاري مطرح شد. براي بالا بردن كيفيت اين پوشش كوششهاي فراواني در زمينه‎هاي مختلفي انجام شده و هنوز هم ادامه دارد كه از جمله مي‎توان به غلظت محلول آبكاري، نوع و مقدار افزودني به محلول، درجه حرارت محلول، شدت جريان آبكاري، عمليات قبل و بعد از آبكاري بر روي نمونه و موارد ديگر اشاره كرد. آبكاري كرم در مقايسه با روشهاي ديگر آبكاري معايب زيادي دارد.
اين معايب عبارتند از:
- بالا بودن درجه سميت اسيد كرميك، كه براي سلامت افراد و محيط زيست زيان‎آور است و براي مقابله با آن بايد هزينه اضافه در نظر گرفت.
- راندمان بسيار كم شدت جريان با وجود حمامهاي پتانسيل بالا، كه اين امر موجب مصرف انرژي بسيار زيادي شود. (در حدود صد برابر بيشتر از روشهاي ديگر)
- انجام فرايند در شدت جريانهاي بسيار بالا كه اين امر احتياج به نبع شدت جريان و تبديل‎كننده بسيار گران قيمت است.
- آزاد شدن مقدار قابل ملاحظه‎اي هيدروژن و اكسيژن و در هنگام عمل الكتروليز كه باعث خارج شدن مواد شيميايي با ارزش از محلول مي‎شود.
- جذب بسيار بالاي هيدروژن توسط پوشش و فلز زمينه كه باعث تردي هيدروژني محلول بدست آمده مي‎شود.
- احتياج به آند غير محلول كه در غير اينصورت باعث ضايع شدن محلول آبكار مي‎گردد ليكن علت استفاده از اين پوشش در صنعت با وجود معايب فوق، خواص بسيار عالي و قابل توجه رسوب كرم نسبت به ديگر روشهاي آبكاري مي‎باشد. اين خواص عبارتند از:
- سختي و مقاومت در مقابل سايش
- مقاومت در مقابل خوردگي و حرارت
- ضريب اصطكاك پايين و عدم چسبندگي با مواد
- خواص ظاهري و تزييني
- خواص پارامغناطيسي
ضخامت پوشش كرم بستگي به نوع كاربرد آن در صنعت دارد. مي‎توان اين بستگي را به صورت زير نشان داد:
1- پوشش ضخامت 12 ميكرون. موارد استفاده اين پوشش در صنعت بصورت زير است:
الف: ابكاري قالبهاي پلاستيك براي جلوگيري از خوردگي سطح قالب و همچنين سهولت جدا شدن مواد از سطح آن.
ب: آبكاري بر روي ابزارهاي برش لبه‎هاي قالبها و غيره كه پوشش كرم از سايش اصلي در هنگام كار جلوگيري مي‎كند.
2- پوشش ضخامت 12 تا 50 ميكرون.
الف: آبكاري بازوهاي هيدروليكي
ب: آبكاري داخل سيلندرهاي موتورهاي احتراق داخلي
3- پوشش با ضخامت بالاي 50 ميكرون
الف: براي جلوگيري از خوردگي و سايش قطعاتي كه تحت شرايط حاد كار مي‎كنند (5)
كاربرد پوشش كرم، صرف نظر از جنبه تزئيني آن در مصارف صنعتي مي‎باشد. در اين حالت از پوشش كرم سخت با ضخامتهاي مختلف استفاده مي‎شود. يكي از كاربردهاي سهم آن در صنايع نظامي مي‎باشد كه اين موج 5 نيز زمينه روشها وسايل مورد نياز آبكاري كرم سخت داخل لوله‎هاي توپ ارائه است. هنگامي كه توپي شليك مي‎كند انرژي گرمايي قابل ملاحظه‎اي در مدت زمان كوتاهي در يك فضاي بسته آزاد مي‎گردد از آنجايي كه توپهاي جديد به نحوي طراحي مي‎شوند كه سرعت آتش سريع دارند مسئلة انتشار حرارت بسيار، اهميت مي‎گردد. دماي شعله گلوله‎هاي معمولي در حدود ‎C2000 مي‎باشد بنابراين سطح لوله بايد در برابر گاز خروجي با سرعت بالا (كه اثري بنام شستشوي گازي ايجاد مي‎كند) و تنشهاي مكانيكي و اصطكاك ناشي از عبور پرتاب ب گلوله مقاومت نمايد.
به علت دماي بالاي شليك سطح لوله در بعضي نقاط بطور موضعي ذوب مي‎گردد كه سرعت بالاي پرتاب باعث سايش و كندگي آن نقاط مي‎شود در نتيجه آن، سايز لوله تغيير مي‎كند و دقت لوله و برد توپ كاهش مي‎يابد در موارد بحراني استحكام لوله ممكن است به ميزان قابل ملاحظه‎اي كاهش يابد لذا استفاده از نوعي پوشش براي چنين لوله‎هايي ضروري است.
- خواص مطلوب در پوشش مقاوم به سايش عبارتند از:
- نقطه ذوب بالا
- سختي زياد بويژه سختي بالا در دماي بالا
- خنثي بودن شيميايي (براي مقاومت در برابر تشكيل تركيبات با نقطه ذوب پائين در نتيجه واكنش با گاز ناشي از شليك گلوله
- ضريب اصطكاك پائين
فرآيند رسوب الكتريكي كرم تا ميزان زيادي خواص را تأمين مي‎كند (جدول 1).
كرم در لوله توپ معمولاً در معرض سايش قرار ندراد محدوديت اساسي آناداكتلي ناچيز كرم مي‎باشد كه موجب تركدار شدن و پوسته شدن پوشش هنگام كار شده لذا فولاد زير لايه در معرض سايش قرار مي‎گيرد و نهايتاً توپ را به مرحله انهدام مي‎رساند.
1- ويژگي‎هاي پوشش
پوشش كرم چسبيده با صافي سطح عالي در سراسر لوله و محفظه انفجار مورد نياز است.
ضخامت و توضيح آن نيز بايد به نحوي باشد كه تلرانسهاي خواسته شده در لوله رعايت گردد و آبكاري به مقدار قابل توجهي هم محور باشد دستيابي به هم محوري بويژه در ميان لوله به سادگي به دست نمي‎آيد در محدودة تعيين شده هر چه لايه كرم ضخيم‎تر باشد نتيجه بهتر بدست مي‎آيد ولي ارتفاع سطح خان حداكثر ضخامت ممكن را تعيين مي‎كند.
ضخامت اضافي كرم ممكن است منجر به ايجاد سطوحي شود كه تقريباً به صورت كامل از كرم تشكيل شده باشد بدون آنكه در آنها از مغزي فولاد كه براي مقاومت در برابر تنشهاي برشي اعمالي از سوي پرتاب لازم است اثري باشد در عمل در توپهاي متوسط آبكاري با ضخامت 005/0 و 01/0 اينچ (1225/0 و 254/0 ميليمتر) روي سطوح خان متفاوت مي‎باشد.
در شيارهاي 75/0 مي‎باشد همانطوريكه ذكر شد توضيح طولي بايد به حد كافي يكنواخت باشد تا تلرانسهاي خوانده شده بدست آيد. ويژگي‎هايي در جدول (2) براي سه نوع توپ آماده است.
ويژگي‎هاي اصلي آبكاري لوله‎هاي توپ عبارتند از:

فهرست مطالب
آبكاري كرم سخت براي سطوح داخلي
آبكاري كرم سخت در لوله‎هاي بلند    1
مقدمه:    1
1- ويژگي‎هاي پوشش    4
يكنواختي توزيع جريان برق    5
سير كولاسيون محلول    5
كاليبر    5
1-2 يكنواختي توزيع جريان برق    5
2-2 سير كولاسيون محلول:    5
1-2-2 فرآيند غوطه‎وري كامل    6
2-2-2 فرآيند غوطه‎وري ناقص:    6
3-2-2 فرآيند سير كولاسيون با فشار    7
3. مراحل اصلي فرآيند آبكاري    7
1-3 اورسايز كردن قطعه    8
2-3 پوليش آندي    8
1-2-3 هدف از پوليش آندي    8
2-2-3 شرايط عملياتي و محلول پوليش آندي    9
3-2-3 سرعت و توزيع پوليش آندي    10
4-2-3 عمر محلول پوليش كاري آندي    13
3-3 كار بيدزدايي    14
1-3-3 فرآيند الكتروليتي    14
2-3-3 شستشو با سنگ    15
4-3 آبكاري كرم    15
حداكثر استحكام كششي فولاد    19
عمليات حرارتي    19
1050 Rm <    19
5-3 عمليات حرارتي    20
1-5-3 عمليات حرارتي قبل از آبكاري    20
احتياج ندارد    21
حداقل دو ساعت در دماي 220-190 درجه سانتيگراد    21
حداقل 6 ساعت در دماي 220-190 درجه سانتيگراد    21
حداقل 18 ساعت در دماي 220-190 درجه سانتيگراد    21
6-3 پيرايش (كرم زدايي)    22
4. آند    22
1-4 كليات    22
2-4 پوششهاي آند    25
3-4 عمر مفيد و نحوه تعمير آندها    27
5. طراحي و طرز كار اتصالات    28
1-5 اتصالات دهانه و محفظه انفجار لوله    28
2-5 اتصال كاتد و نگهدارنده لوله    30
3-5 اتصال آند    30
4-5 كشش آند    31
1. آزمايش صافي سطح پوشش    33
2. آزمايش ترك‎يابي پوشش    34
1-2 مشاهده ترك توسط چشم    34
2-2 استفاده از رسوب مس براي شناسايي ترك و حفره    35
3. آزمايش سختي سنجي پوشش    35
4. آزمايش مقاومت به سايش پوشش    36
1-4 شكل نمونه    37
2-4 دسته‎بندي آزمايشهاي سايش    37
1-2-4 تعيين مقاومت سايش نمونه با روش ريزش ماسه    37
2-2-4 تعيين مقاومت سايشي نمونه توسط آزمايش جت    39
3-2-4 تعيين مقاومت سايشي نمونه توسط روش حركت دوراني    44
4-2-4 تعيين مقاومت سايشي نمونه توسط روش ديسك تخت چرخشي    48
5-2-4 تعيين مقاومت سايشي نمونه توسط دورينگ چرخشي    50
5. آزمايش مقاومت چسبندگي پوشش    52
2-5 دسته‎بندي آزمايشهاي چسبندگي    53
6- اندازه‎گيري ضخامت به روش ميكروسكوپي:    53
فهرست مراجع    56