Способ получения композиционных покрытий

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских .СоциалистическихРеспублик н 1960319 В.(51) М. Ктт.з с присоединением заявки Нов С 25 0 15/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(23) Приоритет Опубликовано 230982. Бюллетень Мо 35 13) УДК 621,3577 (088, 8) Дата опубликования описания 230982 нский индустриальный институт им. Ленинского комсомола 71) Заяви ОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫ 1 ИЙ:брикставкато Изобретение относится к нанесенйвэлектролитических композиционныхпокрытий и может быть использованопри изготовлении и восстановленииизношенных поверхностей деталей машин, работающих в узлах трения.Йзвестен способ получения компо"зиционных покрытий, в частностиникель - Мовй, включающий электро-,осаждение покрытия из суспензии дисульфида молибдена в электролитеникелирования 11).Недостатками способа являютсянизкая производительность процесса,связанная с невозможностью применения высоких плотностей тока, приводящих к ухудшению качества покрытия (осадок получается грубич, рыхлыа и не подходит для поверхностейтрения), невозможность получения компознциойных покрытий толщиной болеен 30 мкм с содержанием дисульфидамолибдена более 20 иэ-за изоляциикатодной поверхности,Известен способ получения компо-зиционных покрытий, включающий попеременное электрохимическое осаждение металла и нанесение дисульфида молибдена на поверхность издепия. Согласно этому способу покры" ую поверхность в процессе электического осаждения металла, тности нйкеля, натирают брике- прессованного дисульфида мона, при этом удельное давление та на поверхность изделия сояет 0,8-1 кгс/сма, а плотность ного тока при осаждении нике 0,25-0,3 А/см (2 . Недостатками этого способа являются низкая производительность процесса, обусловленная тем, что о использованием брикета не представ.ляется воэможньан вдавливать частицы дисульфида молибдена и осуществлять пластическое дефогчирование микро- неровностей, образующихся в процессе электроосаждения металлического слоями невозможность получения композиционных покрытий с высоким содер" жанием частиц дисульфида молибдена (более 12 об,Ъ) из-за малого удельного. давления бруска и высокой проч" ности связывающего материалат малая толщина покрытий, связанная с тем, что этим способом не обеспечивается сглаживание микронеровностей, образу 1 ощихся во время нанесения покрыЦелью изобретения является интенсификация процесса и увеличение толщины покрытия.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему попеременное злектрохимическое осаждение металла и нанесение дисульфида молибдена на поверхность изделия, дисульфид молибдена наносят на поверхность роликом из оуспензии при удельном давлении его на поверхность 6-12 кгс/см, а электро- химическое осаждение металйа ведут при плотностях тока 5-8 А/смф;Способ осуществляют следующим образом, .Деталь закрепляют в приспособлении таким образом, чтобы часть поверхности, на которую наносят покрытие, находилась в электролите. Около поверхности детали, находящейся эа пределами объема электролита, устанавливают ролик, смачиваемый в течение проведения процесса суспенэией дисульфида молибдена в Формидроне при концентрации .дисуль. фида молибдена 60, Для получения композиционного покрытия деталь приводят во вращение с тангенциальной скоростью движения поверхности 2,5" 5,0 м/с, При плотности тока 0,1- 0,15 А/см., напряжении 3-6 В первоначально осаждают подслой чистого металла толщиной 4-7 мкм для улучшения сцепления последующего композиционного покрытия с основой, При проведении процесса осуществляют прокачивание электролита в зоне электролиза. Далее, не прерывая процесса электрохимического осаждения металла к поверхности, находящейся в данный момент вне электролита, прижимают ролик, смоченный суспензией, с усилием 6-12 кгс/см и устанавливают плотность тока 5-8 А/см. при напряжении 6-10 В.Механизм образования композиционного покрытия заключается в следующем.При выходе поверхности детали из эоны электролиза ролик смочен-ный суспенэией, вдавливает частицы дисульфида молибдена в микроуглубления поверхности осажденного. металла. Одновременно при удельном давлении б"12 кгс/см происходит пластическая деформация микронеровностей, образующихся во время осаждения металла, и захват частиц на поверхности деформируемым металлом,Вдавливание частиц дисульфида молибдена в микроуглубления поверхности и пластическую деформацию об" разующихся микронеровностей производят непрерывно (в каждый слой металла, полученного при однократном прохождении зоны электролиза), или периодически (в каждый слой металла, образованный при многократномпрохождении эоны электролиза), Неперывное вдавливание частиц н пластическая деформация микронеровностей осуществляются при постоянноподжатом ролике к поверхности осаждения, а периодическое, когда прижим ролика производится через определенные промежутки времени,Пластическое деформирование обра"10 . зующихся микронеровностей ведет кпрекращению роста кристаллов и образованию новых центров кристаллизации. Это позволяет применять вы-сокие йлотности тока от 5 до 8 А/см15 и, таким образом, интенсифицироватьпроцесс получения покрытия.Пластическая деформация приво"дит к сглаживанию образующихсямикронеровностей, что обеспечивает2 О выравнивание. плотности тока по поверхности и тем самым увеличениетолщины покрытия.Изменение силы давления роликаот О. до 12 кгс/см дает возможностьРегулировать содержание частиц потолщине покрытия и получать какчистометаллические, так и композиционные с содержанием частиц дисульФида молибдена.до 25-30 об.Ъ.П р и м е р 1. Композиционныеэлектрохимические покрытия на основемеди и дисульфида молибдена наносятна подшипники скольжения иэ свинцовистой бронзы следующим образом.Вначале. осаждают слой чистой меди толщиной около 5 мкм из электролита, содержащего, г/лгСернокислая медь 350Серная кислота 75фенол 840 при плотности тока 0,1 А/см ийапряжении 4 В, Далее наносят ком"позиционный слой. Ролик, смоченныйсуспензией, .содержащей 60 дисульФида молибдена в формидроне,прижи 45,мают к поверхности детали с усилием10 кгс/см. Электрохимическое.осаждение металла ведут при плотностикатодного тока 8 А/см, напряжении. 8 В, величине межэлектродного зазора 0,5 мм (без учета толщиныосадка), температуре электролита35 фС, тангенциальной скорости вращения катода 3,6 м/с. В течение25 мин получаютпокрытие толщиной1,2 мм с содержанием дисульфидамолибдена 27,5 об.В.При изгибе образца на угол 90отслоение покрытия не наблюдается.Покрытия обладают свойствами самосмазывания, коэффицйент трения60 0,0235,П р и .м е р 2, Композиционноепокрытие на основе железо-цинковогосплава и дисульфида молибдена наносят на стальную поверхность като 65 да следующим образом.960319 Формула изобретения Составитель Ю, ИпатовРедактор Н, Гунько Техред М.РейвесКорректор Л. Бокшан Заказ 7159/34 Тираж 686 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Вначале осаждают слой чистого железо-цинкового сплава толщиной ."7 мкм из электролита, содержащего, г/лфСернокислый цинк 300Сернокислое железо 25Сернокислый натрий 100.Сернокислый алюминий 0 при плотности тока 0,05 А/см и напряжении 3 В.Далее наносят композиционный сло( 10 для чего ролик, смоченный суспенэией, содержащей 60 дисульфида мо-. либдена в формидроне, прижимают к поверхности детали с усилием12 кгс/см, Электрохимическое осаж дение металла ведут пуи плотности катодного тока 5 А/см , напряжении 7 В, величине межэлектродного зазора 0,6 мм (без учета толщины осадка), температуре электролита 20 ОС, 2 О тангенциальной скорости вращения. катода 4,2 м/с.В течение 40 мин получают покрытие толщиной 1 мм с содержанием дисульфида молибдена 23,4 об,. 25Сцепление осадка с подложкой хорошее. Покрытие обладает свойствами самосмазывания, коэффициент трения 0,037.. П р и м е р 3. Композиционное покрытие на основе цинк-никелевого сплава наносят на стальную поверхность катода следующим. образом.Вначале осаждают слой чистого цинк-никелевого сплава толщиной лаиб.мкм из электролита следующего состава, г/лгЦинк сернокислый 300Никель-аммоний сернокислый 50Натрий уксуснокислый 50 40 при плотности тока 0,06 А/см и напряжении 4 В.Далее ролик, смоченный суспензией, содержащей. 60.дисульФида молибдена в формидроне, прижимают к 45. поверхности детали с усилием 12 кгс/смф, Электрохимическое осаждение металла ведут при плотности. катодного тока 5 А/см, напряжении 7 В, величине межэлектродного зазора 0,5 мм (без учета толщины осадка), температуре электролита 4015 С, тангенциальной скорости вращейия катода 3,8 м/с.Получают покрытие толщиной 0,72 мм с содержанием.днсульфида молибдена 25,3 обПри изгибе образца на угол 90 отслоение покрытия не наблюдают. Покрытия обладают свойствами само- смазывания, коэффициент трения 0,03,По сравнению с известным предлагаемый способ получения композиционных покрытий обеспечивает .повышение производительности в 3-5 раз и увеличение толщины покрытия до 1,2 мм, что позволяет восстанавливать детали со значительным износом, а также изготавливать новые. Способ получения композиционныхпокрытий, включающий попеременноеэлектрохимическое осаждение металлаи нанесение дисульфида молибденана поверхность изделия, о т л ич а ю щ и йс я тем, что, с цельюинтенсификации процесса и увеличения толщины покрытия, дисульфид молибдена наносят на поверхность изделия в. виде суснензии роликом приудельном давлении его на поверхность 6-12 кгс/см а электрохимическое осаждение металла уедут приплотностях тока 5-8 А/смИсточиики инФормации,принятые во внимание прн экспертизе1. Сайфуллин Р.С. Композиционныепокрытия и материалы. М., фХимия,1977, с. 137-13 В.2. Авторское свидетельство СССР,Р 412294, кл. С 25 Р 5/22, 1972.