Металлизацией называется процесс нанесения расплавленного металла на поверхность изделий при помощи сжатого воздуха. Металл, расплавленный в специальном устройстве — металлизаторе, распыляется сжатым воздухом на частицы размером в несколько микрон и в таком виде наносится на поверхность восстанавливаемой детали. Напыление осуществляют послойно, в результате чего металлизацией удается получать покрытия толщиной до 10 мм.

Прочность сцепления напыленного слоя с деталью достигается молекулярно-механическим взаимодействием слоев металла и составляет 10—25 МПа. Эта прочность оказывается гораздо ниже, чем при наплавке, при которой происходит расплавление не только наплавляемого металла, но и металла поверхностных слоев детали. Для повышения прочности сцепления при металлизации поверхность детали обрабатывается так, чтобы получался шероховатый профиль. Напыленный слой имеет пористость 10—15%, что способствует задержанию смазки в порах, и обладает большей твердостью, чем исходный материал электрода. Увеличение твердости объясняется наклепом частиц металла при ударе их о поверхность детали. Кроме того, при использовании для напыления проволоки из высокоуглеродистой стали увеличивается износостойкость металлизованного слоя. Давление сжатого воздуха должно составлять 0,5—0,6 МПа.

Подготовка поверхности детали при металлизации заключается в обезжиривании ее растворами каустической и кальцинированной соды и в обработке нанесением рваной резьбы. Для деталей, обладающих высокой твердостью, используется анодно-механическая, электромеханическая и электроискровая обработка.

Металлизаторы в зависимости от способа расплавления металла могут быть газопламенными и электрическими. Наиболее распространенными являются электрические металлизаторы, в которых между двумя электродами в распылительной головке образуется электрическая дуга и обеспечивается плавление электродов. Применяются электроды из углеродистой стали Св-08 и из нержавеющих сталей Х18Н10Т, Х18Н10 (диаметр 1,2—2,5 мм).

После металлизации в напыленном слое содержится много окислов. Последующая обработка высокотвердого металлизованного слоя ведется резцами с твердосплавными пластинками.

Недостатки металлизации: низкая прочность сцепления покрытия с материалом детали и большая трудоемкость процесса. По этим причинам металлизация нашла лишь ограниченное применение и используется только для восстановления крупных деталей, работающих в условиях жидкостного трения и при небольших нагрузках.

Разновидностью металлизации является газопламенное порошковое нанесение слоя. Порошкообразный присадочный металл с размером частиц 0,07—0,15 мм из бачка, закрепленного на горелке, засасывается в горелку струей кислорода, подхватывается потоком газов и наносится на поверхность. Кроме того, возможна подача порошка непосредственно в факел пламени под действием силы тяжести. В пламени горелки порошок частично оплавляется до тестообразной массы и под действием динамического напора газов наносится на поверхность детали.

Механические свойства детали при напылении не изменяются, а сама деталь из-за небольшого количества подводимой теплоты не подвергается короблению. Источником теплоты для напыления является ацетиленокислородное пламя, т. е. используется обычный сварочный пост для автогенной сварки.

К электролитическим методам покрытия деталей относятся осаждение сплавов, хромирование, железнение, никелирование, меднение, цинкование и т. д. Чаще при восстановлении деталей в ремонтной практике находят применение хромирование и железнение. Максимальная толщина покрытия при хромировании может достигать 0,2—0,3 мм, а при железнении — 2-3 мм. Объясняется это тем, что железо осаждается в 10—20 раз быстрее, чем хром.

Хромирование повышает износостойкость детали благодаря высокой твердости и износоустойчивости хрома. Хромированные поверхности обладают также высокими антикоррозионными свойствами. Поверхности, покрытые железнением, имеют меньшую твердость. Слой покрытия, нанесенный при железнении, по физико-механическим свойствам примерно соответствует среднеуглеродистым сталям.

Процесс хромирования используется при восстановлении поверхностей деталей машин и механизмов благодаря ценным физико-механическим свойствам электролитически осажденного хрома: высокой твердости, износостойкости, низкого коэффициента трения, хорошего сцепления с основным металлом.

Недостатки способа хромирования: низкая скорость осаждения (24—50 мкм/ч) и плохая смачиваемость хрома маслами. Поэтому хромирование используется только при небольшой степени износа. В ремонтном производстве наибольшее применение находит электролит, содержащий 150 г/л хромового ангидрида, 1,5 г/л серной кислоты, а также электролит, состоящий из 250 г/л хромового ангидрида и 2,5 г/л серной кислоты.

Из электролита низкой концентрации можно получать покрытия большей твердости, чем из электролита высокой концентрации. Недостатком такого электролита является то, что в него надо часто добавлять хромовый ангидрид. Поэтому на ремонтных предприятиях более часто применяется электролит, содержащий 250 г/л хромового ангидрида.

Кроме хромовой и серной кислот в электролите в начале процесса присутствует некоторое количество трехвалентных ионов хрома (1,2—2,5 г/л), который затем образуется при восстановлении шестивалентных соединений хрома на катоде в процессе электролиза. В случае чрезмерного накопления трехвалентного хрома его окисляют проработкой электролита при пониженной анодной плотности тока. Вместо Cr₂O₃ используется краситель метиленовый голубой (концентрацией 2—5 г/л), который позволяет увеличить выход хрома по току и повысить качество покрытия.

Для хромирования деталей применяется также электролит, в 1 л которого содержится 250—350 г хромового ангидрида, 50 — 75 г карбоната кальция, 5—20 г гипса. В этом электролите автоматически поддерживается оптимальное соотношение трехокиси хрома и сульфат-ионов.

Твердость хромовых покрытий, как и твердость железа, зависит от условий осаждения. Припуск хрома на механическую обработку рекомендуется делать в пределах от 0,08 до 0,1 мм. Перед хромированием детали шлифуются до выведения следов износа, а затем промываются в органических растворителях и протираются ветошью. В качестве растворителей можно использовать бензин, керосин, трихлорэтилен и т. д.

Промытые детали монтируются на подвеску и обезжириваются. Если необходимо обезжирить только отдельные места, а всю деталь нельзя погружать в раствор, применяется обезжиривание вручную, протиркой этих мест венской известью.

После этого необходимо провести изоляцию поверхностей, не подлежащих хромированию. Для изоляции можно использовать перхлорвиниловый лак, лак АК-20, целлулоид, винипласт, плексиглас, хлорвиниловые трубки, хлорвиниловую изоляционную ленту. После нанесения 2—3 слоев лака детали сушатся 2—3 ч при температуре 40—60 °С. После изоляции участки детали, подлежащие хромированию, очищаются от загрязнений лаком. Большие отверстия на поверхности закрываются свинцом, а малые заделываются заподлицо с хромируемой поверхностью. После изоляции поверхностей, не подлежащих хромированию, детали монтируются на подвеску.

Декапирование стальных деталей следует проводить в течение 30—90 с при плотности тока 25-40 А/дм².

После анодного декапирования детали загружаются в ванну хромирования при выключенном токе и нагреваются в течение 5—6 мин. Затем дается полный ток в соответствии с режимом хромирования данной детали. Колебания температуры электролита должны быть в пределах ±5 °С. Не допускаются перерывы подачи тока в процессе электролиза, поскольку это вызывает отслаивание хромового покрытия. Хромирование после перерыва тока возможно, если хромируемую поверхность подвергнуть анодному травлению при плотности тока 25—30 А/дм² в течение 30 — 40 с, а затем, изменив направление тока, продолжать процесс. В этом случае осаждение хрома следует начинать при катодной плотности тока 20—25 А/дм² и постепенно увеличивать до нормальной величины.

После окончания процесса хромирования детали выгружаются из ванны и вместе с подвесками промываются холодной водой в течение 15—20 с.

Последний процесс — шлифование под размер. Для шлифования используются круги мягкие или средней твердости с размером зерна от 60 до120. Шлифуют, интенсивно поливая поверхность охлаждающей жидкостью, при скорости круга 20—30 м/с и выше. Скорость вращения детали должна быть равна 12 — 20 м/мин.

Аноды для хромирования изготавливаются из чистого свинца или сплава, состоящего из 92—93% свинца и 7-8 % сурьмы.

В ванне расстояние между анодами и деталями не должно превышать 30—35 мм, расстояние деталей от днища ванны — не менее 100—150 мм, а расстояние деталей от зеркала раствора электролита — не менее 50—80 мм. Уровень электролита должен быть ниже верхних кромок ванны на 100—150 мм. При этом слой хрома откладывается равномерно по всей поверхности детали.

Глубина погружения анодов и деталей в ванну должна быть одинаковой, так как иначе на краях деталей образуются утолщения. Плоские детали в ванне должны располагаться вертикально. В этом случае пузырьки водорода, выделяющиеся на поверхность детали, свободно удаляются.