В целях повышения механической прочности деталей арматуры, изготовленных из стали неаустенитных марок и работающих при давлениях 140—240 ат и температурах 565—580° С, рекомендуется применять химическое никелирование. Согласно материалам ВАЗ, ЦНИИТЛ1АШ и другим литературным данным детали, прошедшие химическое никелирование (после термической обработки), обладают высокой твердостью (сравнимой с твердостью износостойкого хрома), надежным сцеплением с основным металлом, высокой коррозионной стойкостью в условиях высокотемпературной газовой коррозии в атмосфере воздуха и перегретого пара (по данным исследований за 1 000 ч испытаний при температуре 650° С коррозионная стойкость образцов, покрытых никелем, по сравнению со сталью в паровой среде увеличивается в 36 раз, а в воздушной — в 15 раз), более высокой стойкостью к задиранию, чем износостойкий хром (при сравнительных испытаниях в паровой среде при температуре 580° С оказалось, что удельное давление 600—650 кг/см2 у химически никелированных образцов вызывает удельный задир 8—4 мк/м, а у хромированных образцов такой удельный зазор вызывает удельное давление 444 кг/см2), высокой износостойкостью при работе в паре. На ВАЗ химическому никелированию подвергают шпинделя вентилей Dy 10; 20 и 50, изготовленные из стали марок ЭИ-723 и 35.
Технологический процесс химического никелирования состоит из следующих операций.
- Электролитическое обезжиривание. Детали, имеющие чистоту не ниже V 6 и хорошо промытые в бензине, подвергают электролитическому обезжириванию в ванне, содержащей кальцинированную соду (50 а/л), тринатрийфосфат (50 а/л), едкий натрий (10 а/л) и жидкое стекло (5 г/л). После обезжиривания детали промывают горячей и холодной водой.
- Химическое декапирование. Производится в 15— 20%-ном растворе соляной кислоты при комнатной температуре (18—20° С), время выдержки 1—3 мин. После декапирования детали промывают холодной проточной водой.
- Химическое никелирование. Производится в ванне следующего состава: сернокислый никель (21 а/л), гипофосфит натрия (24 г/л), уксуснокислый натрий (10 г/л). Температура регулируется водяной рубашкой до 85—90° С. Время никелирования зависит от толщины слоя никеля: при загрузке 1 дм2 поверхности на 1 л раствора скорость осаждения составляет 12—15 мк/ч. После никелирования детали промывают горячей водой и сушат.
Термическая обработка шпинделей производится в электропечи с нагревом до температуры 400±10°С и выдержкой 1,5 ч. Охлаждение осуществляется в месте с печью до 200° С и далее на открытом воздухе. Контроль качества покрытий осуществляется путем внешнего осмотра.
Толщина слоя покрытия зависит от назначения деталей; ее можно принимать примерно в следующих пределах:
Толщину слоя никеля определяют по привесу образца-свидетеля, помещаемого в ванну одновременно с деталями, подлежащими покрытию, причем материал образца должен соответствовать материалу деталей. При недостаточной толщине покрытия деталь подвергают повторному никелированию, перед которым ее необходимо протравить в 50%-ном растворе соляной кислоты в течение 1—2 мин.
Детали после никелирования должны быть блестящими или матовыми и гладкими. Не допускаются шелушение, пузыри и неровные места. Слой никеля должен быть прочно сцеплен с основным металлом, что оценивается отсутствием отслаивания в местах пересечения надрезов, нанесенных острием ножа.
Внедрение никелирования деталей арматуры на ВАЗ позволяет получить экономию 15 000 руб. в год.
