Спосіб гальванічного нанесення зносостійких покриттів

Способ гальванического нанесения износостойких покрытий, включающий предварительную проработку раствора и осаждение, отличающийся тем, что проработку электролита осуществляют с растворимыми анодами из молибдена и вольфрама, а осаждение ведут при концентрации в растворе ионов молибдена и вольфрама 1-50 г/л. (19) (21) 96072636 (22) 03.07.1996 (24) 16.10.2000 (33) UA (46) 16.10.2000, Бюл. № 5, 2000 р. (72) Дорогань Тетяна Євгенівна, Острик Петро Миколайович, Тенета Михайло Володимирович, Горєлов Генадій Степанович, Шахов Анатолій Михайлович, Єсаулов Михайло Олексійович, Шапликов Олександр Вікторович, Кудрявцев Анатолій Івано 28330 ляла 55-60°С, катодная плотность тока 75 А/дм2, соотношение площади анодов и катодов 2:1, время осаждения – 1 час. Полученные покрытия имели компактное строение, были прочно сцеплены с основной и содержали 3% (Mo, W). После осаждения и дегазации микротвердость составляла 1200 кг/мм2. При работе оправок под нагрузкой микротвердость покрытий увеличилась до 1600 кг/мм2 и прокатано 300 м труб. В результате дальнейшей работы электролита в течение 30 часов содержание Mo, W в нем составило 35 г/л, а Сч 3+ - 5,7 г/л. Осажденные в этих условиях покрытия имели микротвердость 1500 кг/мм2, которая после того, как прокатали 1200 м труб, повысилась до 1900 кг/мм2. При последующем накоплении молибдена и вольфрама в растворе до 50 г/л и снижении содержания СчО3 до 120 г/л качество покрытий и их стойкость не снижались, однако дальнейший рост содержания Мо и W свыше 50 г/л был нерационален (нерентабелен), так как требовал существенного увеличения площади поверхности анодов и мощности источника тока; при этом стойкость покрытий не увеличилась. Таким образом, использование растворимых анодов из молибдена и вольфрама при гальваническом нанесений покрытий на основе хрома при условии предварительной проработки электролита обеспечило значительное повышение твердости и износостойкости поверхности, позволило устранить загрязнение раствора, исключить операцию зачистки анодов, снизить частоту корректировок раствора. Источники информации 1. Л.Я. Богорад. Хромирование. Ленинград. Машиностроение. Ленинградское отделение, 1984, 96 с. 2. А.С. СССР № 711181, С25Д3/56, опубл. 18.05.1978. 3. A.C. ЧССР № 193934, заявл. 05.10.1977 № 6434-77, опубл. 01.01.1982, С25Д3/56. 4. A.C. ЧССР № 214553, заявл. 03.11.1979 № 8274-79, опубл. 28.02.1984, С25Д3/56. 5. Патент Японии № 52-149233, кл. 12Л2313, опубл. 1977. 6. А.С. СССР № 1137114, заявл. 28.06.1982, опубл. 30.01.1985, С25Д3/04. 7. А.Т. Васько. Электрохимия молибдена и вольфрама. Киев, Наукова думка, 1977, 172 с. 8. В.Ф. Молчанов. Эффективность и качество хромирования деталей. Киев. Техника, 1979, 230с. на и вольфрама, а осаждение ведут при концентрации в растворе ионов молибдена и вольфрама 1-50 г/л. Положительный эффект достигают за счет совместного осаждения на поверхности детали хрома, молибдена и вольфрама в виде сплава с гомогенной структурой твердого раствора на основе ОЦК-хрома. В результате работы таких покрытий под нагрузкой их твердость повышается за счет деформационного упрочнения в 1,5-2 раза, а износостойкость в 2-5 раз. Процессы окисления, происходящие на растворимых анодах из молибдена и вольфрама, предотвращают накопление в растворе ионов Сч3+. Кроме того раствор не загрязняют продукты разрушения анодов вследствие того, что молибден и вольфрам переходят в электролит в ионизированном виде, не образуя труднорастворимых соединений, как в вариантах аналогов [2-4]. Это позволяет увеличить содержание молибдена и вольфрама в покрытии до 15%. Способ ее требует введения в раствор соединений кобальта. Предлагаемый способ обеспечивает осаждение качественных покрытий в широком диапазоне концентраций компонентов, так как количество молибдена и вольфрама пополняется за счет растворения анодов, а содержание хромового ангидрида допустимо в интервале от 300 г/л до 120 г/л. При понижении концентрации хрома в указанных пределах скорость осаждения не снижается, а качество покрытий не ухудшается. Таким образом отпадает необходимость в частых корректировках раствора. Данные, подтверждавшие достижение положительного эффекта, и возможные вариации представлены в таблице. В качестве примера рассмотрим способ осаждения покрытий с момента составления электролита: СчО3 – 150 г/л; H2SО4 – 1,5 г/л. Свежесоставленный раствор за счет наличия примесей в хромовом ангидриде Сч2О3, содержал 10 г/л ионов Сч3+. Проработку раствора проводили при температуре 40-60°С и анодной плотности тока 1030 А/дм2 в течение 3 часов с растворимыми анодами из молибдена и вольфрама в соотношении 1:1. Площадь анодной поверхности составляла 0,5 м2, объем раствора - 0,75 м3. После проработки концентрация Сч3+ равнялась 7 г/л, а суммарное количество Mо, W в растворе – 1 г/л. Осаждение покрытий осуществляли на оправки м/с 12X1MФ, 60С2ХФА для прокатных роликовых станов. Температура раствора состав 2 28330 Таблица Время прораб., час %, Мо, W Скорость осажд., мкм/мин первонач. после дефор. Кол-во проката, м Рв СчО3-250 Н2SO4-2,5 10,0 3 1,0 1000 1200 250 Pt/Ti СчО3-250 Н2SO4-2,5 СоО4-0,5 13,0 3 1,0 1000 1200 250 3 Предлагаемый способ (без проработки) Mo, W СчО3-150 Н2SO4-1,5 10,0 0 0 0,5 4 Предлагаемый способ Mo, W СчО3-150 Н2SO4-1,5 Mo, W-1 1 2 Примечание 1 Базовый способ Прототип 5 -" Mo, W 6 -" Mo, W 7 -" Mo, W СчО3-140 Н2SO4-1,4 Mo, W-35 СчО3-120 Н2SO4-1,2 Mo, W-50 СчО3-110 Н2SO4-1,1 Mo, W-60 3+ Состав раствора, г/л № п/п Анод Сч , г/л Нm, кг/мм2 7,0 3 3 1,1 1200 1600 300 5,7 30 11 1,2 1500 1900 1200 6,0 100 15 1,2 1500 2000 1500 6,0 120 16 0,9 1500 2000 1500 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3 Примечание 2 Засорение раствора продуктами Требует застой замены анодов Pt/Ti Покрытия низкого качества Покрытия упрочняются в результате деформации Прочносцепленные компактные покрытия Прочносцепленные компактные покрытия Требуется значительное увеличение анодной поверхности и мощности источника тока, улучшения свойств покрытий не происходит