Способ получения композиционных хромовых покрытий

СОЮЗ СОВГТСКИХСОЦИАЛИСИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 С 25015/ ГОСУДАРСТВЕН 1 ОГ ВЕДОМСТВО СССР 1 ГОСПАТЕНТ СССР НТНОГ К АВТО ктрохимии электрохиытий не ме 1ююеВс СО повыш М 3 МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им. С.М.Кирова и Томское отделение Охтинского научно-исследовательского объединения "Пластполимер" (72) А,П,Ильин, Ю.А.Краснятов, А,В,Шифанов, В.Ю,Гриняев и А.И,Шебалин(56) Бородин И.Н. Упрочнение деталей, композиционными покрытиями, ММашиностроение, 1982, с,92-95,Авторское свидетельство СССР 1 ч. 1523598, кл, С 25 О 15/00, 1989. Изобретение относится к эл и предназначено для получения мических композиционных покр таллических иэделиях,Целью изобретения являет ние износостойкости покрытия. Указанная цель достигается тем, что в способе получения композиционных гальванических покрытий, включающем электроосаждение в электролите, содержащем ионы осаждаемого металла, кислоту и ультрадисперсный порошок и последующую термообработку в течение 2-2,5 ч, согласно изобретению в качестве порошка электролит содержит ультрадисперсный порошок алмаза в количестве 0,5 - 2,5 г/л электролита, предварительно облученный потоком электронов с поглощенной дозой не менее 7 Мрад в окислительной среде, содержащей не менее 2,5 моль окислителя на 1 моль(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ХРОМОВЫХ ПОКРЫЛ ИЙ(57) Использование: получение электрохимических композиционных покрытий на металлических изделиях, Сущность изобретения; в электролит хромирования, содержащий ионы хрома и серную кислоту, вводят ультрадисперсный порошок алмаза в количестве 0,5-2,5 г/л, Предварительно порошок облучают потоком электронов с поглощенной дозой не менее 7 Мрад в окислительной среде, содержащей не менее 2,5 моль гидроокиси аммония на 1 моль порошка, 4 табл,алмаза, а термообработку проводят при температуре 150 - 200 С,В известных технических решениях не имеется признаков, сходных с признаками, отличающими заявляемое решение от про. тотипа, За счет того, что в электролите диспергирован ультрадисперсный порошок (УДП) алмаза, частицы которого заряжены положительным зарядом при облучении потоком электронов в окислительной среде, покрытия, получаемые путем электроосаждения, имеют более высокую износостойкость, т,к, положительно заряженные частицы алмаза быстрее, равномерней и прочнее осаждаются в покрытии,Способ осуществляется следующим образом, Ультрадисперсный порошок алмаза с размером частиц менее 0,03 мкм смешивают с окислителем (гидроокисью аммония) в количестве 2,5; 3,0; 3,5 моль на 1 моль алмаза (т.е. 10,41 г; 12,5 г; 14,58 г гидроокисиаммония БНАМОН на 1 г алмаза) и подвергают облучению потоком ускоренных электронов до поглощения дозы 7; 8; 10 Мрад, После этого порошок алмаза диспергируют в количестве 0,5; 1,5; 2,5 г/л в электролите, содер жащем 200 г/л хромового ангидрида и 2 г/л серной кислоты.Изделие, выполненное из стали 20 в виде диска диаметром 30 мм и толщиной 1 мм, подвергают электроосаждению в полученном электролите при температуре 55:ф:3 С и токе с удельной величиной бО +3 А/дм, Затем изделие подвергают термической обработке при температуре 150; 175; 200"С в течение 2 ч в термопечи типа СНОЛ.1,6; 2,5, 1/11-И 2.Исследование удельной изцосостойко. сти покрытий проводилось по схеме плот ность-плотность, В качестве коцгртела использовался диск из инструментальной стали РбМ 5. Удельный износ (уменьшение веса на единицу истираемой поверхности) измерялся при относительной скорости движения 8 м/с через 500 м пути при удельном давлении 0,5 кг/см . Уменьшение весагобразцов определялось взвешиванием на аналитических весах ВЛА-М с точностью до 0,0001 г,Результаты исследований по определению оптимальных количеств УДП алмаза диспергированцого в электролите, температуры термообработки, количества окисли. тельной среды и поглощенной дозы излучения приведены соответственно в табл,1; 2; 3; 4,Из табл.1 видно, что оптимальное количество диспергированцого ультрадисперсного порошка алмаза ца 1 л электролита составляет 0,5 - 2,5 г/л. При уменьшении количества УДП алмаза (меньше 0,5 г/л) в электролите удельный изцос покрытия увеличивается, Увеличение количества УДП алмаза более 2,5 г/л на удельный износ покрытия не влияет, а стоимость электролита и следовательно покрытия значительно увеличивается,Таким образом, дальнейшее увеличение содержания УДП алмаза в электролите экономически нецелесообразно,Из табл,2 видно, что количество окислителя при облучении УДП алмаза потокомэлектронов должцо быть це менее 2,5 мольна 1 моль алмаза. При меньшем количествеокислителя износостойкость покрытия сни"жается,Из табл,3 видно, что оптимальная поглощегпая доза излучения ультрадисперснымпорошком алмаза составляет це менее 7"0 Мрад. При поглощенной дозе менее 7 Мрадудельный износ покрытия возрастает, Припоглощенной дозе даже значительно превышающей 7 Мрад удельный износ практически не изменяется,1 Из табл.4 видцо, что оптимальной температурой термообработки является 150200 С. При температуре термообработкиниже и выше указанной величины удельныйизнос покрытия возрастает, так как при низ 20 кой температуре не происходит отжиг покрытия и следоватепьцо не происходитудаления водорода из покрытия, а при температуре выше 200 С происходиг графитизация частиц алмаза. И то и другоечг2 увеличивает удельный износ покрытия.Сравнительные испытания заявляемогоспособа и прототипа показали, что удельный износ изделия покрытия, полученногозаявляемым способом, составляет 2930 мг/см, покрытия, полученного способом 2прототипом 39 мг/см, т.е. износостойкостьгзаявляемого гальванического покрытия в1,34 раза выше изцосостойкости покрытия,полученного способом-прототипом,Формула изобретенияСпособ получения композиционныххромовых покрытий, включающий электроосаждение в электролите, содержащемионы хрома, серную кислоту и ультрадис 10 персный порошок, и последующую термообработку в течении 2-2,5 ч, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения износостойкости, порошок перед злектроосаждением облучают потоком электронов споглощенной дозой не менее 7 Мрад в среде, содержащей не менее 2,5 моль гидроокиси аммония на 1 моль порошка, в качествеультрадисперсного порошка берут порошокалмаза в количестве 0,5 -2,5 г/л, а термооб 5" работку проводят при 150-200 С,1813812 Таблица 3 аблицэ Составитель А,ИльинРедактор Техред М,Моргентал Коррект еше Заказ 1814 ВНИИПИ Госу Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина из Тираж дарственного комитета по и 113035, Москва, Ж,дстленно издательский комбинаПодписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушскэя нэб 4/5