Способ подготовки поверхностититана и его сплавов

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет С 25 0 5/42 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72 Авторы изобретения Государственный научно-исследовательский институтэксплуатации и ремонта авиационной тельники гражданской авиации и Институт физической химии АН СССР(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ Изобретение относится к электролитическому нанесению покрытий натитан и его сплавы и, в частностик подготовке поверхности перед злектролитическим хромированием, и можетбыть использовано для повышения износостойкости и восстановления изношенных деталей в различных отрасляхтехники.10Известен способ предварительнойподготовки титана или его сплавовпутем травления в смеси минеральныхкислот, например соляной и плавиковой, или азотной и плавиковой Г 13Йаиболее близким к предлагаемому является способ подготовки титанаи его сплавов перед хромированием,включающий травление в смеси азотнойи плавиковой кислот и последующуюобработку в растворе, содержащем20бихромат щелочного металла или аммония и плавиковую кислоту 2,Недостатком известных способов является сравнительно невысокая ад гезия с основой, для улучшения которой обычно проводят дополнительную термообработку хромового покрытия.Цель изобретения - повышение адгезии хромового покрытия. Указанная цель достигается тем, что в раствор для обработки титана после травления, содержащий бихромат щелочного металла или аммония, дополнительно введен силикат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:Бихромат щелочного металла или аммония 50-500 Плавиковая кислота 20-100 Силикат натрия 5-30 нри этом обработку ведут при 20-90 С в течение 1-5 мин. При концентрации НГ в укаэанном растворе меньше 20 г/л не сохраняется активная поверхность титана в растворе для образования хроматной пленки, что ухудшает сцепление хрома с основой, а при концентрации более 100 г/л на титане не образуется хроматкой пленки вследствие увеличения ее растворимости.При концентрации ИаСгзОт менее 50 и более 500 г/л и йа 503 менее 5 и более 30 г/л образуются некачественные хроматные пленки, разрушение которых при хромировании не обеспечивает прОчного сцепления хрома с поверхностью титана.Перед обработкой в раствбре для образования хроматной пленки взамен травления в смеси плавиковой иазотнбй кислот, оптимальным содержанием ксторых является 15 и 60 об. соответственно, возможно проведение гидропескоструйной или пескоструйной обработки.Режим хромирования выбирается в зависимости от назначения покрываемых иэделий. При указанном способе обработки и последующем хромировании осаждаются качественные хромовые открытия толщиной до 1000 мкм с хорошим сцеплением с основой.П р и м е р 1. Перед хромированнем проводят травление деталей иэ титанового сплава ВТв растворе сдедующего состава, об.: НГ 15; НйО 60; НО 25. Процесс ведут при комйатной температуре, продолжительность его 3 мин.Затем проводят обработку для получения хроматной пленки в растворе следующего состава, г/л; НГ 50; йаа Сгй 0 250; йа 25 ) 05 20 ф при комнатной температуре и продолжительности 3 мин.После хроматной обработки детали хромируют в стандартном электролите при 55 оС, 0=60 А/дм и коэфФициенте пульсации вйпрямленного тока 0,1. Толщина покрытия 300 мкм.Качество сцепления хрома с основой проверяют термообработкой в электропечи при 200 оС в течение 3 ч, последующим шлифованием на круглошлифовальном станке при грубых режимах (продольная подача 5 =5-10 ммР на оборот подача на глубину с= =0,1 мм/двойной ход) и алмазным выглаживанием при следующих режимах:=1-2, К =2,5 мм. Качество сцепления хрома с основой хорошее. Случаев его сколов и отслаивания не наблюдается.,По внешнему виду и характеристикам (микротвердости, микро- и макроструктуре) осажденный хром соответствует износостойкому (Нй= =920-970 кгс/мм) и пригоден для деталей, работающих на износ,при высоких удельных нагрузках, и для восстановления их при ремонте. П р и м е р 2. Травление деталей из титанового сплава ВТосуществляют в растворе следующего состава, об: НГ 20; Нй 050; НО 30, при комнатной температуре и продолжительности 3 мин.Затем проводят обработку для полу чения хроматной пленки в растворе следующего состава, г/л: НГ 100; йа Сг,О 500; йа, 5)030, при 50 ОС и продолжительности 2 мин.После хроматной обработки прово 1 дят хромирование в стандратном злект ролите при 55 фС и Ок=60 А/дм и коэфФициенте выпрямленного тока 0,03,Хром осаждают толщиной 600 мкм. Качество сцепления хрома с основой,которое проверяют как в примере 1,хорошее. Случаев его сколов и отслаивания не наблюдается. По внешнемувиду и характеристикам (микротвердости, микро- и макроструктуре) осажденный хром соответствует износостойкому (Нй=900-950 кгс/мм ),П р и м е р 3, Для нанесения покрытий на детали из титанового сплаваВТпоследние подвергают травлениюв растворе, содержащем, об,: НГ 15;НМО 60; НО 0 25, при комнатной температуре и продолжительности 2 мин.15 Затем проводят обработку для получения хроматной пленки в раствореследующего состава, г/л: НГ 50;йа Сг 07 250; йаБ)09 20, при комнатной температуре и продолжительности20 1 мин,После хроматной обработки осуществляют хромирование при 55 С, и Ок==60 А/дми коэффициенте пульсациитока 0,1, Деталь завешивают под током с первоначальным толчком его100 А/дм Хром осаждают толщиной300 мкм.Качество сцепления хрома с основой проверяют как в примере 1, Случаев скола покрытия и его отслаиванияне наблюдается, что свидетельствуето достаточно высокой прочности сцепления получаемых хромовых покрытийс титановой основой. По структуре имикротвердости хрома (Ну = 900 -950 кгс/мм ) оно соответствует требованиям,предъявляемым к нэносостойкимхромовым покрытиям.П р и м е р 4. При хромированиидеталей из титанового сплава ОТ 4-040 для травления используют раствор состава, об : НГ 15, Нй 0,360;,Н О 25;при комнатной темпЕратуре и продолжительности 1 мин. Затем наносят хромат"ную пленку в растворе состава, г/л:4 НГ 80; йаОСгО 07 450; йаБ) О 20,65 ОС и продолжительности 5 мин.После хроматной обработки проводят.хромирование при 55 оС, 0=60 А/дмкоэффициенте пульсации тока 0,1.Де таль завешивают под током с первоначальным толчком его 180 А/дм. Хромосаждают, толщиной 300 мкм.Качество, сцепления хрома с основой проверяют как в примере 1, Случаев скола покрытия и его отслаиванияне наблюдается, что свидетельствуето достаточно высокой прочности сцепления хромовых покрытий с титановойосновой. По структуре и микротвердости хрома (Н)=870-920 кгс/мм)фо полученное покрытие соответствует требованиям, предъявляемым к износостойким хромовым покрытиям.П р и м е р 5. Перед хромированием деталей из титанового сплава65 ВТпроводят травление в растворе850754 Формула изобретения Составитель Л.КазаковаТехред Ж. Кастелевнч Корректор М, Шароши Редактор Т.Мермелштайн Заказ 6259/37 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5Филиал ППП "Патент", Г.ужгород, ул.Проектная,4 состава, Об.Ъ: НГ 15; НМО 60; НО 25, при комйатной температуре и про должительности 2 мин.Затем детали обрабатывают для получения хроматной пленки.в растворе состава, г/л: НГ 80; йаСг О 450; йа 0 20, при 65 фС и продолжительности 5 мин,После хроматной обработки осуществляют хромирование при 55 ОС, Ок=60 А/дм коэффициенте пульсации тока 0;1. Деталь завешивают под током с первоначальным толчком его 100 А/дм. Хром осаждают толщиной 100 мкм.Качество сцепления хрома с основой проверяют как в примере 1. Случаев скола покрытия и его отслаивания не наблюдается, что свидетельствует о достаточно высокой прочности сцепления полученных хромовых покрытий с титановой основой.у По структуре и микротвердости хрома (Ну 840-880 гкс/м 4 оно соответствует требованиям, предъявляемым к иэносостойким хромовым покрытиям.Использование в предлагаемом способе смеси концентрированной НГ и бихромата в присутствии силиката позволяет в отличие от известного способа уже при невысокой температуре (2 ФС) и за короткое время получить хроматную пленку на свежей поверхности титана, достаточно плотную для защиты от окисления при переносе в электролит хромирования и способную разрушаться при включении тока в нем, что способствует повышению адгезии хромового покрытия с основой из любых сплавов титана, в том числе и высокопрочных.Осуществление предлагаемого способа на постоянном токе, получаемом От промышленных выпрямителей, дает положительный результат только при небольших коэффициентах пульсации тока (до 2) . В прот,вном случае адгезия хромового покрытия ухудшается.Подготовка деталей иэ титана и егосплавов обеспечивает высокую адгезию 5 хромОВых пОкрытий р чтО пОз Воляет широко использовать способ для хромирования авиационных деталей из титана и его сплавов, причем годовой зкономический эффект составляет не менее 500 тыс.р. 5 Способ подготовки поверхности титана и его сплавов перед элактролитическим хромированием на постоянномтоке, включающий травление в смесиплавиковой и азотной кислот и пос 20 ледующую обработку в растворе, содержащем бихромат щелочного металла или аммония и плавиковую кислоту, о т л и ч а ю щ и и с я тем,что, с целью повышения адгезии хромовых покрытий, раствор для последующей обработки дополнительно содержит силикат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:Бихромат щелочногометалла или аммония 50-500Плавиковая кислота 20-100Силикат натрия 5-30и обработку ведут при температуре20-90 дС в течение 1-5 мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лайнер В,И. Современная гальванотехника. М., "Металлургия", 1967,с.366-367.2. Казаков В.А. и др. Электроли 40 тические покрытия легких сплавов. М.,ГОСИНТИ, 1962, с.42-45.