Спосіб осадження композиційних електролітичних нікелевих покриттів

Реферат: Спосіб осадження композиційних електролітичних нікелевих покриттів, модифікованих наноалмазами, програмованим імпульсним струмом, у якому шпаруватість імпульсів струму збільшується від пачки до пачки імпульсів від 2 до 50 при незмінних значеннях частоти імпульсів і середньої густини струму. Осадження проводять із використанням лазерного випромінювання довжиною хвилі 1,06 мкм. UA 116605 U (12) UA 116605 U UA 116605 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області нанесення гальванічних покриттів, зокрема до нанесення композиційних металевих покриттів, що містять ультрадисперсні частинки наноалмазу, і може знайти застосування в машинобудуванні, приладобудуванні та інших галузях промисловості при нанесенні покриттів електролітичним способом. Відомий спосіб отримання металевих гальванічних покриттів, модифікованих наноалмазами, із використанням лазерного випромінювання довжиною хвилі λ=0,6943 мкм для цинку, λ=1,06 мкм для нікелю та міді / Патент України № 88647, МПК C25D15/00 Спосіб отримання металевих покриттів, модифікованих наноалмазами /Заблудовський В.О., Штапенко Е.П., Дудкіна В.В., Зражевський О.В.; заявник і патентовласник ДНУЗТ. - № заявки u 2013122340 від 21.10.2013; опубл. 25.03.2014, бюл. № 6 /. Даний спосіб дозволяє отримати металеві покриття з підвищеним вмістом наноалмазу в зоні опромінювання, що призводить до підвищення твердості і зносостійкості покриттів. До недоліків цього способу слід віднести, в першу чергу, використання постійного струму при електроосадженні, що негативно позначається на розподіл наноалмазів як по товщині покриття, так і по поверхні. Найбільш близьким аналогом до запропонованого способу є спосіб отримання композиційних електролітичних покриттів / Патент України № 101121 МПК C25D 15/00, В82В 1/00 Спосіб осадження композиційних електролітичних покриттів / Заблудовський В.О., Штапенко Е.П., Дудкіна В.В.; заявник і патентовласник ДНУЗТ. - № заявки u 201502454, C25D5/20 від 19.03.2015; опубл. 25.08.2015, бюл. № 16/, в якому електроосадження проводять програмованим імпульсним струмом, у якому шпаруватість імпульсів збільшується від пачки до пачки імпульсів від 2 до 50 при незмінних значеннях частоти імпульсів і середньої густини струму. Недоліком даного способу є низька концентрація співосаджених частинок наноалмазів у металевій матриці, що визначило низьку мікротвердість електроосаджених композиційних нікелевих покриттів. Технічною задачею, що вирішується корисною моделлю, є підвищення механічних характеристик електроосаджених композиційних нікелевих покриттів і зниження витрат на їх виготовлення. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб осадження композиційних електролітичних нікелевих покритів полягає в тому, що для отримання нікелевих гальванічних покриттів, модифікованих наноалмазами, програмованим імпульсним струмом, у якому шпаруватість імпульсів струму збільшується від пачки до пачки імпульсів від 2 до 50 при незмінних значеннях частоти імпульсів і середньої густини струму, згідно з корисною моделлю, осадження проводять із використанням лазерного випромінювання довжиною хвилі 1,06 мкм. Заявлений спосіб описується наведеним нижче прикладом. Для осадження композиційних нікелевих покриттів використовували програмований імпульсний струм з рівною тривалістю пачок імпульсів струму різного режиму при зовнішньому впливі випромінюванням газоразрядного СО2-лазера, що генерує в безперервному режимі на довжині хвилі рівній 10,6 мкм при потужності лазерного випромінювання 25 Вт. Частота слідування імпульсів струму (f) складала 50 Гц; при рівній тривалості пачок імпульсів струму (t=12 хв.) шпаруватість імпульсів (Q - відношення періоду до тривалості імпульсу) змінювалась від пачки до пачки наступним чином: перша пачка - 2; друга пачка -12; третя пачка - 25; четверта пачка - 38; п'ята пачка - 50; середню густину струму (jсер) залишали незмінною і рівною 2 100 А/м . Використовуваний електроліт мав наступний склад, в г/л: Ni2SO4×7H2O-300 г/л, Н3ВО330 г/л, Na2SO4×5H2O-50 г/л, рН-5. Концентрація частинок УДА у водному розчині електроліту становила 2 г/л. Концентрацію частинок наноалмазу (УДА, ат. %) в композиційних покриттях визначали мікрорентгеноспектральним аналізом за допомогою растрового електронного мікроскопа РЕММА-102-02 з роздільною здатністю 5 нм. Аналізу піддавались поверхні і торцеві шліфи композиційних нікелевих покриттів. Результати дослідження концентрації частинок наноалмазу у покритті, мікротвердості і зносостійкості композиційних нікелевих покриттів наведено на кресленні, з якого видно, що використання лазерного випромінювання у процесі електроосадження композиційних нікелевих покриттів програмованим імпульсним струмом приводить до збільшення мікротвердості і зносостійкості покриттів в порівнянні з електроосадженням без лазерного опромінювання (найближчий аналог). Використання програмованого імпульсного струму із застосуванням лазерного опромінювання у процесі електроосадження дозволяє пошарове нанесення покриття товщиною 15-20 мкм, від шару покриття нікелю з найменшою концентрацією частинок наноалмазу до наступних шарів із зростаючою концентрацією частинок наноалмазу, що дозволяє, по-перше, 1 UA 116605 U 5 10 15 зменшити концентрацію частинок ультрадисперсного алмазу у перших шарах покриття і збільшити її у наступних шарах, що покращує адгезійні властивості і підвищує зносостійкість покриття (див. креслення), по-друге, знизити витрати наноалмазу і, по-третє, локально підвищити концентрацію частинок наноалмазу в покритті. Таким чином, використання запропонованого способу дозволить отримати нікелеві покриття з підвищеним вмістом частинок наноалмазу в зоні опромінювання, що призводить до підвищення твердості і зносостійкості композиційних нікелевих покриттів, і знизити витрати на їх виготовлення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб осадження композиційних електролітичних нікелевих покриттів, модифікованих наноалмазами, програмованим імпульсним струмом, у якому шпаруватість імпульсів струму збільшується від пачки до пачки імпульсів від 2 до 50 при незмінних значеннях частоти імпульсів і середньої густини струму, який відрізняється тим, що осадження проводять із використанням лазерного випромінювання довжиною хвилі 1,06 мкм. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2