Baran Bartosz
Rafał Barański
POWLOKI GALWANICZNE NA TLOKI
POWŁOKI GALWANICZNE
stopu nałożona na inny metal lub stop
. Powstaje w wyniku redukcji
ZASTOSOWANIE POWŁOK
GALWANICZNYCH
Często stosowane w praktyce powłoki galwaniczne mogą pełnić
bardzo różnorodne funkcje. Przyjmując to kryterium można wyróżnić
między innymi powłoki ochronne, mające za zadanie ochronę metalu
podłoża przed skutkami korozji, a także powłoki dekoracyjne,
nakładane na powierzchnie w celu poprawienia jej wyglądu
zewnętrznego.
ŚRODOWISKO DZIALANIA TŁOKU
•
Tłok, jako ruchome dno komory spalania układu cylindrowego silnika stanowi
element konstrukcyjny narażony na największe obciążenia mechaniczne i cieplne.
Oddziaływanie na materiał konstrukcyjny denka tłoka ciśnień osiągających 20 MPa i
temperatury do 800 K powoduje, że w zakresie ustalonych obciążeń maksymalnych
i intensywnych (forsownych) zmian częściowego obciążenia mogą nastąpić na tyle
istotne deformacje kształtu i zmiany właściwości wytrzymałościowych materiału
konstrukcyjnego tłoka, że w wyniku ich rozwo- ju następują zwykle jego poważne
uszkodzenia pierwotne, które nieuchronnie prowadzą do rozległych uszkodzeń
wtórnych układu tłokowo-korbowego i całego silnika.
•
Najczęstszą przyczyną uszkodzenia tłoków są zakłócenia funkcjonowania układu
zasila- nia silnika paliwem i powietrzem, szczególnie podczas jego rozruchu.
Prowadzi to zazwyczaj do stukowego (detonacyjnego) spalania paliwa, które
charakteryzuje bardzo duża szybkość rozprzestrzeniania się płomienia w komorze
spalania (nawet kilkanaście razy większa niż przy normalnym spalaniu).
•
Następuje intensywny wzrost pulsacji ciśnienia i temperatury czynnika roboczego i
w konsekwencji wzrost cieplnego i mechanicznego obciążenia elementów komory
spalania, w szczególności tłoka. W rezultacie wzrastających gradientów
temperatury w strukturze konstrukcyjnej tłoka pojawiają się jego cykliczne
deformacje i wzrost naprężeń cieplnych, które znacznie przekraczają wartości
odpowiadające stanom pracy ustalonej silnika (nawet dwukrotnie)
STOPY NA BAZIE NIKLU NA TŁOKI
SILNIKOWE
•
stosowane są stopy na bazie niklu w tłokach silnikowych dzieki
swoim własnoscią np. odporność na korozję oraz dobra lejność.
•
wkładki kompensacyjne tłoków-stosuje się inwar tj.stop
żelaza(64%) i niklu(36%) z niewielkim dodatkiem węgla i chromu.
•
Pierścienie tłokowe-żeliwo szare lub stopowe z niewielką ilością
chromu,niklu molibdenu oraz żeliwo sferoidalne(3,6-4,1% C i
2,6% Si).
NIKLOWANIE
•
wytwarzanie powłoki
niklowej na przedmiotach
metalowych w celach
dekoracyjnych i ochrony
przed korozja
NIKLOWANIE ELEKTROLITYCZNE
•
Elektrolityczne nakładanie powłok metalowych na podłoża
przewodzące prowadzi sie przez osadzanie metali z roztworu ich
soli lub anod z tego metalu pod wpływem prądu elektrycznego.
Przedmiot powlekany stanowi katode, anodą jest natomiast płyta
metalu powłokowego.
•
Powłoki powstaja przez tworzenie sie ośrodków krystalizacji
(zarodków), a następnie ich wzrost, az do utworzenia ciągłej
warstwy o określonej grubości.
Czynniki wpływające na własności powłok: rodzaj metalu podłoża,
rodzaj i stężenie elektrolitu, substancje dodatkowe (np.
zwiększające przewodnictwo elektryczne kąpieli, powodujące
powstawanie powłok drobnokrystalicznych lub wybłyszczanie
powłoki), gęstość prądu, temperatura kąpieli, czas procesu,
sposób mieszania kąpieli (mechaniczne, sprężonym powietrzem,
itp.).
NIKLOWANIE ELEKTROLITYCZNE
•
grubość powłoki: 8 – 15 µm,
•
powłoka ochronno – dekoracyjna, stosowana najczęściej jako
podkład w systemach pokryć typu: Ni-Cr, Cu-Ni-Cr,
•
ze względu na wyższy potencjał od żelaza gwarantuje pokrytemu
detalowi ochronę katodową,
•
powłoka ta jest wolna od kadmu, ołowiu i chromu
sześciowartościowego. Osadzoną warstwe niklu cechuje bardzo
dobre przyleganie i odporność na zgniatanie.
NIKLOWANIE CHEMICZNE
•
W odróżnieniu od niklowania elektrolitycznego niklowanie
chemiczne przebiega bez użycia prądu elektrycznego w wyniku
chemicznej redukcji niklu wodorem w kąpielach zawierających
kompleksowe sole niklu oraz reduktor. Powłoka uzyskana w taki
sposób posiada wiele zalet:
•
wysoką odporność na ścieranie (około 600 HV, a po obróbce
cieplnej - blisko 1000 HV),
•
dobrą lutowność i przyczepność,
•
dużą odporność mechaniczną i korozyjną,
•
dużą plastyczność,
•
wysoki punkt topnienia,
•
dobrą przewodność elektryczną i cieplną,
•
dobre zachowanie przy poślizgu.
BIBLIOGRAFIA
•
G.W. Akimov, Podstawy nauki o korozji i ochrona metali PWT Katowice
•
Poradnik galwanotechnika – Praca zbiorowa PWT Warszawa 1961
•
A.Kozłowski, J.Tymowski, T. Żak, Techniki wytwarzania. Powłoki
ochronne. PWN Warszawa 1978
•
M. Pourabix Wykłady z korozji elektrochemicznej PWN Warszawa 1978
•
Ochrona przed korozją – praca zbiorowa Wydawnictwo Komunikacji i
Łączności Warszawa1986
•
Developmentsinhigh-temperaturecorrosionandprotection of materials.
Ed. Wei Gao, Zhengwei Li. Woodhead Publishing Ltd. Cambridge,
England, 2008.
•
High-temperatureoxidationofmetals.N.Birks,G.H.Meier, F.S. Pettit.
Cambridge University Press. New York, USA 2008.
•
Corrosion:Fundamentals,TestingandProtection.ASM Handbook, vol.
13A. ASM International. Ohio Park, USA, 2003.