Способ нанесения покрытий на металлы и сплавы

(51) 4 С 25 Р 11/О ВСЕСОЮЗНАЯПАТЕНТИО- ТЕХНФЧЕСЩ Ег 1 БЛИО:.,.Д ЕТЕНИ ЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИК АВТОРСКОМУ СВИ(71) Институт неорганической химиСО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 926083, кл, С 25 В 9/06, 1980.1(54)(57) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙНА МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ в режиме микрдугового оксидирования в щелочном Изобретение относится к областиэлектрохимического нанесения защитныхпокрытий на металлы и сплавы,Целью изобретения является повышение износостойкости покрытий иуменьшение числа сквозных пор.Поставленная цель достигаетсятем, что процесс нанесения покрытийна металлы и сплавы ведут в режимемикродугового оксидирования в щелочном электролите, подавая на изделиекатодный ток в интервале 0,5-24 А/дманодный ток - в интервале 0,625 А/дм, а соотношение между амплитудными значениями токов поддерживаютв пределах 0,50-0,95, при этом чередуют с частотой 50 Гц положительныйимпульс напряжения с отрицательным,Если подавать подряд более одного отрицательного импульса напряжения,разряды гаснут, покрытие начинает отслаиваться. электролите при наложении положительных и отрицательных импульсов напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения износостойкости покрытия и уменьшения сквознойпористости, наложение положительныхи отрицательных импульсов напряженияосуществляют с частотой 50 Гц, а величины катодного и анодного токовподдерживают в интервалах О, 5-24 А/дми 0,6-25 А/дм 2, соответственно присоотношении амплитудных значений катодного и анодного токов в пределах0,5-0,95. Минимальная плотность катодного С тока (П) 0,5 А/дм определяется из условия коллективного горения катод- ф ных дуговых зарядов, необходимого для обеспечения равномерности нано)во симого покрытия. Минимальная плот- ЬР ность анодного тока (П ) 0,6 А/дм 2 СР определяется необходимостью выпол- ( ) нения соотношения Э:Р с 0,95, так (;Д как при увеличении Р:П до 0,97 резко снижается микротвердость по- ,а крытия и увеличивается износ при дальнейшем увеличении указанного соотношения получение прочно сцепленного с поверхностью покрытия становится невозможным. При величине 1 Ь соотношения Р:Э0,5 резко снижается износостойкость покрытия. При плотности токов В) 24 А/дм и Рс,25 А/дм 2 резк нижается прочность сцепления покрытия с основой.При реализации предлагаемого способа образуется двухслойное покрытие. Внешний поликристаллический слой, способствующий формированию монолит-. ного проплавленного внутреннего слоя,5 в процессе эксплуатации изделия сошлифовывается. Все приведенные характеристики покргптия получены для внутреннего слоя покрытия, являющего ся, по существу, рабочей поверхностью изделия.П р и м е р 1. Нанесение покрытия на образец из алюминия А-О осуществляли из ванны с электролитом сле дующего состава г/л:Едкое кали 84Жидкое стекло . 200Вода До 1 л при последовательном чередовании от рицательных и положительных импульсов напряжения. Плотность тока отрицательных импульсов 0 = 2,5 А/дм, плотность тока положительных импульсов Р = 1,25 А/дм; П :В =0,5. Про цесс .осаждения проводили при постоянных значениях П и Й до достижения амплитудного значения напряжения; для положительных импульсов - 200 В, для отрицательных 70 В, Для получен ного покрытия определяли износостойкость, наличие сквозных пор и микротвердость. Микротвердость измеряли стандартным методом на приборе ПМТЗ при нагрузке 200 Г на поперечных шпифах образцов с покрытием. На наличие сквозных пор образцы испытывали по следующей методике. Брали стандартный электролит для меднения следующего состава, г/л:40Сернокислая медь 200Серная кислота 50Вода До 1 л, заполняли электролитическую ванну и помещали испытываемый образец в ка 45 честве катода, анодом служила медная проволока. На образец подавали напряжение 2-3 В и вели процесс до появления на поверхности образца красных точек - вьппедшей по порам на50 поверхность образца меди, Затем под микроскопом считали количество пор на единицу площади, Иэностойкость покрытия оценивали при трении покрытого образца о закрепленные абразивные частицы (наждачная бумага из карбида кремния зернистостью ,150 мкм) все время по свежему месту абразивной поверхности. Износ покрытия оценивали весовым способом на весах ВЛЛ 200 М с точностью до 0,0001 г, время испытания 240 с, Удельная нагрузка ла образец 5 кГс/см . Микротвердость полученных покрытии 1200 кГ/мм . Количество пор 50-55 на 1 см . Абразивньп 1 износ 0,064 Г/см,П р и м е р 2, Нанесение покрытия на образец иэ алюминия Досуществляли из электролита, содержащего водный раствор едкого кали (3 г/л), при плотности тока катодных импульсов П= 14,3 А/дм, плотности тока анодных импульсов Лч = 20 А/дм; П =20 А/дм; 0:1) = О, 7. Процесс заканчивали при анодном напряжении 650 В и катодном 330 В.Микротвердость 2300 кГ/мм . Количество пор на см менее 1. Абразивный износ 0,033 Г/см .П р и м е р 3. Образец из стали ст. 3 помещали в электролитическую ванну с электролитом следующего состава, г/л:Жидкое стекло 1,0 Алюминат натрия 3,5 Вода До 1 л Вторым электродом служила ванна, Катодная плотность тока 14,0 А/дм, анодная плотность тока 18 А/дм. Соотношение 0:Р =0,8, Плотности тока поддерживались постоянными до конца процесса. Конечное катодное напряжение 470 В, конечное анодное напряжение 730 В. Иикротвердость полученных покрытий 1200 кГ/мм . Количество пор на см 10-15. Абразивньп износ 0,081 Г/смП р и м е р 4, Образец иэ алюминия А-О помещали в электролитическую ванну с электролитом следующего состава, г/л:Едкое кали 0,33Алюминат натрия 0,33 Вода До 1 л Вторым электродом служила ванна, Катодная плотность тока - 23,8 А/дм, анодная плотность тока 25 А/дм.Плотности тока автоматически поддерживались постоянными. Конечное катодное напряжение 610 В, конечное анодное напряжение 1000 В. Микротвердость полученных покрытий 2200 кГ/мм, количество пор на см менее 1. Абразивный износ 0,045 Г/см.П р и м е р 5. Для сравнения образцы из алюминия А-О покрывали в электролите, содержащем 350. г/л5 1200591 б 11 а 8.0 (24 обХ) по (1). Процесс му способу, по сравнению с известным вели в режиме Р= 30 А/дм, Р ,= выше в 5-7 раз; количество сквозных5 А/дм, напряжение положительных пор ниже в 30- 1000 раз; абразивный . импульсов 1000 В напряжение отрица- износ ниже в 3-8 раз.у С 5тельных импульсов 500 В. Через 50 по- Предлагаемый способ обеспечивает ,пожительных импульсов подавали 1 от- получение покрытий, обладающих высо 1рицательный, кими механическими свойствами: иэноМикротвердость полученных покры- состойкостью, антифрикционностью тий 340 кг/мм; количество сквозных 1 О высокой нагрузочной способностью пор на см- 1800; абразивный из- и может быть использован в манос 0,235 г/см 2, шиностроении, нефте- . и газодобыСравнительный анализ полученных вающей промышленности для защиТы . данных показывает, что микротвердост металлических изделий от износа и покрытий, полученных по предлагаемо коррозии.Корректор В,ГирнякРедактор А.Кузнецова Техред М.МоргенталЗаказ 1922 Тираж 605 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР11303 5, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент". г,ужгород, ул. Гагарина,101