Спосіб електролітичного осадження сплаву залізо-ванадій

1. Спосіб електролітичного осадження сплаву залізо-ванадій, що здійснюється з електроліту, що містить хлорид заліза, метаванадат амонію, який відрізняється тим, що осадження проводять з електроліту, г/л: хлорид заліза (II) 100-400 метаванадат амонію 5-30 лимонна кислота 5-20 аскорбінова кислота 1-2 на змінному асиметричному струмі при катодній густині струму 30-60 А/дм2 та після зниження на 3 Недоліком даного способу є висока температура електроліту, значна кислотність, не досить високі мікротвердість і зносостійкість одержуваного покриття. З відомих способів осадження сплаву залізованадій жоден з них, включаючи й прототип, не забезпечує високої швидкості нанесення покриття, високого зчеплення з поверхнею деталі, стабільності рН та незначного дендритоутворення. В основу корисної моделі поставлено задачу отримати міцно зчеплене покриття сплавом залізованадій при високій швидкості нанесення, з мікротвердістю, що варіюється в широких межах, і зменшити дендритоутворення в процесі його нанесення. Поставлена задача досягається тим, що згідно з корисної моделлю для підвищення швидкості нанесення покриттів та підвищенні його зчеплення з основою і зменшення дендритоутворення процес нанесення покриття проводили в електроліті, що містить (г/л): хлорид заліза (II) 100-400, метаванадат амонію 5-30, лимонну кислоту 5-20, аскорбінову кислоту 1,0-2,0 з застосуванням асиметричного струму на всіх стадіях процесу осадження сплаву. Після знежирення поверхню деталі травили з застосуванням асиметричного струму частотою 50 Гц в електроліті нанесення сплаву залізо-ванадій при густині струму 5 - 10 А/дм2 і відношенні анодної густини струму до катодної 10:1, температурі 20-30 °С впродовж 5 хвилин. Потім електрохімічно травили поверхню деталі в розчині сульфатної кислоти асиметричним струмом промислової частоти при кімнатній температурі, густині струму 30-60 А/дм2 при відношенні анодної густини струму до катодної 10:1 протягом 2 хв. Така анодна oбробка поверхні забезпечує міцне зчеплення покриття з основою. Далі зразок занурювали в гальванічну ванну з електролітом, що містить, г/л: хлорид заліза 100400, метаванадат амонію 5-30, лимонну кислоту 520, аскорбінову кислоту 1,0-2,0, рН=1,5...2,0. Температура електроліту 20-25 °С. На початку процесу катодна складова асиметричного струму залишалась незмінною, а анодна зменшувалась за амплітудою. Вихідні параметри режиму: середня густина катодного струму 40-50 А/дм2, середня густина анодного струму 30-35 А/дм2 (відношення катодної густини струму до анодної - 1,3). Потім зменшували анодну густину струму зі швидкістю 5 А·дм-2/хв. впродовж 5 хвилин. Далі процес проводили з густиною катодного струму 40-50 А/дм і густиною анодного струму 56,25 А/дм2 (відношення катодної густини струму до анодної - 8). При цих параметрах нанесення покриття здійснювали до початку утворення на деталі дендритів після чого підвищували анодну густину струму зі швидкістю 1-20 А·дм-2/год. до закінчення процесу. Рівномірне підвищення анодної густини струму зменшує дендритоутворення. Процес економічно ефективний, тому що осадження відбувається при високих катодних густинах струму й низьких температурах електроліту, що забезпечує високу швидкість осадження 52657 4 покриттів. Одержані покриття мають високу міцність зчеплення з основою, високу мікротвердість й зносостійкість. Приклад Для нанесення покриття сплавом залізованадій використовували зразки, виготовлені зі сталі Ст.20 розміром 50x20x2 мм. Після знежирення поверхню деталі обробляли з застосуванням змінного асиметричного струму в електроліті нанесення сплаву залізо-ванадій при густині струму 5 А/дм2 при відношенні анодної густини струму до катодної 10:1, температурі 20 °С впродовж 5 хвилин. Потім проводили електрохімічне травлення поверхні деталі в розчині 40 % - вої сульфатної кислоти асиметричним струмом 50 Гц при кімнатній температурі, середній густині струму 40 А/дм2 при відношенні анодної густини струму до катодної 10:1, протягом 2 хв. Після чого зразок занурювали в гальванічну ванну з електролітом, що містить, г/л: хлорид заліза (II) 250, метаванадат амонію 15, лимонну кислоту 12, аскорбінову кислоту 2,0. рН електроліту дорівнювала 1,8. Температура електроліту 20-25 °С. Вихідні параметри початкового режиму: густина катодного струму 50 А/дм2, густина анодного струму 38 А/дм2 (відношення густин струму - 1,3). Потім зменшували анодну густину струму зі швидкістю 5 А·дм-2/хв впродовж 5 хвилин. Далі процес проводили з середньою густиною катодно2 го струму 50 А/дм і густиною анодного струму 6,25 А/дм2. При цих параметрах нанесення покриття здійснювали до початку утворення на деталі дендритів, після чого підвищували анодну густину струму зі швидкістю 10 А·дм-2/год впродовж 2 годин до завершення процесу. Отримали рівномірне покриття без дендритів, міцно зчеплене з основою з мікротвердістю 8600 МПа. Швидкість нанесення покриття дорівнює 200 мкм/год. Таблиця Прототип Анодна обробка поверхні деталі перед нанесенням покриття Склад електроліту нанесення покриття, г/л хлорид заліза (II) 300-400, метаванадат амонію 530 соляна кислота 0,5-1,5 Корисна модель анодна обробка поверхні деталі в розчині сульфатної кислоти змінним асиметричним струмом хлорид заліза (II) 100-400, метаванадат амонію 5-30 лимонна кислота 5-20, аскорбінова кислота 1,0-2,0. 5 Режим нанесення покриття: відношення катодної густини струму до анодної густина катодного струму, А/дм температура, °С рН Швидкість нанесення покриттів, мкм/год 52657 6:1 1,5:1,0-8:1 30-60 30-60 30-50 0,8-1,2 20-25 1,5-2,0 300 150-300 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 6 покриття При випробуванні частково за ГОСТ 9.302-95 відшарову ється Мікротвердість, 8600 МПа покриття міцно зчеплене з основою 3500-8600 Джерела інформації 1. Васько А.Т., Ковач С.К. Електрохімія тугоплавких металів. Київ: Техніка, 1983, с. 92. 2. А.с. СССР, № 1758091, МПК С 25 D 5/18, 5/56, 1992. 3. Патент RU № 2231578, МПК7 С 25 D 3/56, 2002. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601