10.33267/2072-9642-2020-9-38-42

УДК 629.114.2.01.004.67

И.А. Спицын, д-р техн. наук, проф., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (Пензенский ГАУ);
В.М. Юдин, д-р техн. наук, проф., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (МГТУ им. Н.Э. Баумана);
Ю.А. Захаров, канд. техн. наук, доц., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (Пензенский ГУАС);
И.Г. Голубев, д-р техн. наук, проф., зав. отд., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (ФГБНУ «Росинформагротех»)

Аннотация. Определены рациональные условия нанесения цинковых покрытий для восстановления чугунных деталей сельскохозяйственной техники гальваническим ванным и проточным цинкованием с механической активацией катодной поверхности. При цинковании в ванне за счет активации катодной поверхности можно повысить рабочую плотность тока до 100150 А/дм2. Скорость нанесения покрытий при этом составляет 16-25 мкм/мин, что значительно выше, чем без активации.

Ключевые слова: сельскохозяйственная техника, чугунная деталь, восстановление, гальваническое цинкование, катодная поверхность, механическая активация.

Список использованных источников:
1. Бурак П.И., Голубев И.Г. Результаты мер поддержки обновления парка сельскохозяйственной техники // Техника и оборудование для села. 2020. № 6. С. 2-5.
2. Черноиванов В.И., Голубев И.Г., Лялякин В.П. Организация и технология восстановления деталей машин. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2016. 568 с.
3. Голубев И.Г., Лялякин В.П. Направления развития восстановления деталей сельскохозяйственной техники // Сб. статей по итогам II Междунар. науч.-практ. конф. «Горячкинские чтения», посвящ. 150-летию со дня рождения академика В.П. Горячкина. 2019. С. 261-266.
4. Захаров Ю.А., Спицын И.А., Рылякин Е.Г. Совершенствование технологии восстановления посадочных отверстий корпусных деталей мобильной техники гальвано-механическим цинкованием: монография. Пенза: ПГУАС, 2015. 136 с.
5. Захаров Ю.А., Спицын И.А., Мусатов Г.А. Экспериментальная установка для лабораторных исследований гальвано-механического цинкования восстанавливаемых деталей мобильных машин из проточного электролита // Инженерный вестник Дона. 2015. Т. 33. № 1-1. С. 43.
6. Устройство для электролитического нанесения покрытий: пат. 2155827 Рос. Федерация: МПК C25D 5/06 / Спицын И.А., Захаров Ю.А.; заявитель и патентообладатель Пензенский ГАУ. № 99115796/02; заявл.16.07.1999; опубл. 10.09.2000. Бюл. № 25. 6 с.
7. Устройство для нанесения гальванических покрытий: пат. 2464361 Рос. Федерация: МПК C25D 5/04, C25D 7/04, C25D 17/12 / Юдин В.М., Вихарев М.Н., Берсан В.А., Юдин М.В.; заявитель и патентообладатель РГАЗУ. № 2011114167/02; заявл. 04.11.2011; опубл. 20.10.2012. Бюл. № 29. 5 с.
8. Спицын И.А., Захаров Ю.А. Влияние начального периода осаждения цинка на прочность сцепления при механической активации подложки из серого чугуна // Нива Поволжья. 2016. № 1. С. 79-86. 9.
Юдин В.М., Вихарев М.Н. Нанесение гальванических покрытий при больших плотностях тока // Техника и оборудование для села. 2011. № 5. С. 22-23.
10. Юдин В.М., Вихарев М.Н. Восстановление деталей сельскохозяйственных машин гальваническими покрытиями на основе цинка // Вестник ОрелГАУ. 2009. № 1. С. 24-25.
11. Спицын И.А., Филин И.Н. Восстановление и упрочнение деталей транспортно-технологических машин композиционными электрохимическими покрытиями с железной матрицей // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых, посвящ. 65-летию ФГБОУ ВО «Пензенская ГСХА». Пенза: РИО ПГСХА, 2016. С. 91-93.
12. Спицын И.А., Филин И.Н. Установка для нанесения композиционных электрохимических покрытий в лабораторных условиях // Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России: сб. матер. Всеросс. науч.-практ. конф. молодых ученых. Пенза: РИО ПГАУ, 2017. С. 22-24.
13. Устройство для нанесения покрытий: пат. 2436873 Рос. Федерация: МПК C25D 5/00, C25D 5/22, C25D 15/00 / Юдин В.М., Вихарев М.Н., Сидоренко Г.Н., Юдин М.В.; заявитель и патентообладатель РГАЗУ. № 2010101482; заявл. 20.01.2010; опубл. 20.12.2011. Бюл. № 35. 3 с.

Reconditioning of cast-iron parts of agricultural machinery through galvanizing along with mechanical activation of the cathode surface

I.A. Spitsyn, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (Penza State Agrarian University)

V.M. Yudin, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (Bauman Moscow State Technical University)

Yu.A. Zakharov, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (Penza State University of Architecture and Construction)

I.G. Golubev, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (Rosinformagrotekh)

Summary. The rational conditions for the application of zinc coatings for the restoration of cast iron parts of agricultural machinery using galvanic bath and flow-through galv anizing along with mechanical activation of the cathode surface are determined. When galvanizing in a bath, due to the activation of the cathode surface, it is possible to increase the operating current density up to 100-150 A / dm2. In this case, the coating deposition rate is 1625 micron / min, which is much higher than that without activation.

Keywords: agricultural machinery, cast iron part, reconditioning, galvanizing, cathode surface, mechanical activation.

Реферат. Цель исследований – определение рациональных условий получения качественных покрытий на высоких плотностях тока проточным и ванным цинкованием с механической активацией катодной поверхности при восстановлении чугунных деталей сельхозтехники. Для проточного цинкования деталей разработана экспериментальная установка, состоящая из электрической и гидравлической частей. Электрическая часть включает в себя цепи питания электролитической ячейки асимметричным переменным, однополупериодно выпрямленным, двухполупериодно выпрямленным и выпрямленным током с уменьшенной пульсацией, а также цепь электроподогрева электролита. Гидравлическая схема включает в себя кислотостойкий насос с электроприводом, трубопроводы, фильтры, устройство для электрохимического нанесения покрытий и ванну с электролитом. В качестве ванны использовалась пластиковая емкость вместимостью 10 л. Подачу электролита осуществляли с помощью насоса и изменяли ступенчато, посредством изменения проходного сечения подающего трубопровода с использованием сменных вставок. При изучении влияния механической активации катодной поверхности на рост плотности тока были проведены электрохимические исследования, в результате получены катодные кривые. Запись поляризационных кривых производилась самопишущим потенциометром ПДП4–002. Образцы ∅5 мм изготавливали из серого чугуна СЧ 20. В результате поисковых исследований разработаны активирующие устройства для проточного и ванного цинкования. Предложены два варианта восстановления чугунных деталей сельхозтехники, в том числе корпусных, – с применением проточного и ванного цинкования. Оба варианта предусматривают применение механической активации катодной поверхности, что позволяет значительно увеличить катодную плотность тока при осаждении цинковых покрытий. Определены рациональные условия нанесения цинковых покрытий для восстановления чугунных деталей сельхозтехники гальваническим ванным и проточным цинкованием с механической активацией катодной поверхности. При цинковании в ванне за счет активации катодной поверхности можно повысить рабочую плотность тока до 100-150 А/дм2. Скорость нанесения покрытий при этом составит 16-25 мкм/мин, что значительно выше, чем без активации.

Abstract. The purpose of the research is to determine rational conditions for obtaining high-quality coatings at high current densities using flow and bath galvanizing along with mechanical activation of the cathode surface during the reconditioning of agricultural machinery cast-iron parts. To perform the flow-through galvanizing of parts, an experimental installation has been developed consisting of electrical and hydraulic equipment. The electrical equipment includes circuits for supplying an electrolytic cell with asymmetric alternating current, half-wave rectified current, full-wave rectified current and rectified reduced ripple current, as well as a circuit for electrolyte heating. The hydraulic circuit includes an electrically driven acid-proof pump, piping, filters, an electrochemical coater and an electrolyte bath. A plastic container having a volume of 10 liters was used as a bath. The electrolyte was supplied using a pump, the pump flowrate was changed stepwise by changing the flow area of the supply pipeline using replaceable inserts. When studying the effect of mechanical activation of the cathode surface on the growth of the current density, electrochemical studies were carried out, as a result, cathode curves were obtained. Polarization curves were recorded using the PDP4-002 self-recording potentiometer. Samples having a diameter of 5 mm were made of gray cast iron SCh20 GOST 1412 85. As a result of exploratory studies, activating devices for flow and bath galvanizing were developed. Two options are proposed for the reconditioning of cast-iron parts of agricultural machinery, including body parts, using flow and bath galvanizing. Both options provide for the use of mechanical activation of the cathode surface, which makes it possible to significantly increase the cathode current density during the deposition of zinc coatings. The rational conditions for the application of zinc coatings for the reconditioning of cast-iron parts of agricultural machinery using galvanic bath and flow-through galvanizing along with mechanical activation of the cathode surface are determined. When galvanizing in a bath, due to the activation of the cathode surface, it is possible to increase the operating current density up to 100-150 A / dm2. In this case, the coating deposition rate will be 16-25 micron / min, which is much higher than that without activation.