Раствор для омеднения стальной поверхности при обработке пластическим деформированием

,5-1, Остально ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Одинцов Л.Г, Финишная обработкдеталей алмазным выглаживанием ивибровыглаживанием. М.: Машиностроение, 1981, с. 154,Авторское свидетельство СССРВ 203715, кл. С 23 Г 17/00, 1967Голубчик Е.М. и Дорофеев Ю,Н.Омеднение стали в глицериновомэлектролите. - Защита металлов,1984, т.ХХ, В 1, с. 149-151.(54)(57) РАСТВОР ДЛЯ ОМЕДНЕНИЯСТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ОБРАБОТКЕПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ преимущественно алмазным выглаживаниемсодержащий хлорид меди, органичесБюл. У 8ордена Трудовогони технологический 11 С 23 С 18/38, С кую кислоту, воду и глицерин, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения микротвердости поверхности и снижения ее шероховатости, а также уменьшения износа деформирующего инструмента, он дополнительно содержит дисульфид молибдена, ацетамид, мочевину, а в качестве органической кислоты - антраниловую кислоту в сочетании со стеариновой при следующем соотношении компонентов, мас.Х:Хлорид меди 4-10Антраниловаякислота 5-10Стеариноваякислота 0,5-2Вода 2-20Дисульфидмолибдена 10Ацетамид 4-,1 0Мочевина ОГлицерин О еИзобретение отсносится к машиностроению и может быть использованопри комбинированной отделочноупрочняющей обработке пластическимдеформированием с нанесением медесодержащих покрытий на поверхностидеталей машин и приборов,Цель изобретения - повышение микротвердости поверхности и снижениеее шероховатости, а также уменьшениеизноса деформирующего инструмента.Предлагаемый раствор используютследующим образом.Раствор наносят на поверхность,подлежащую обработке, На поверхности происходит контактное высасывание меци, По истечении 20-60 спроизводят пластическое деформиро 1ванне, Входящие в состав предлагаемого раствора компоненты сами посебе являются эффективными смазочно-диспергирующими и охлажцающимивеществами, а применяемый в качестве смазочно-охлаждающей жидкости(СОЖ) раствор этих веществ, сочетаясвойства ингредиентов, уменьшаетповерхностную энергию и облегчаетпластическое деформирование обрабатываемого металла, способствуетудалению окисной пленки и десорбцииорганических соединений. При этомвоздействия выглаживающего инструмента и раствора на обрабатываемуюповерхность максималт но совмещаютсяво времени и локализуются в пространстве, Интенсивно осаждающ еся израствора па пластически деформируемую стальную поверхность медноепокрытие способно разъединять(экранировать) трущиеся тела (деформирующий инструмент и обрабатываемую деталь), предохраняя их от непосредственного контакта, при этомоно обладает малым удельным сопротив.лением сдвигу, максимально поглощает теплоту трения, ограничивая нагрев взаимодействующих поверхностейлишь допустимыми температурами, повышает виброустойчивость инструментаПри обработке способом алмазноговыглаживания разделительная пленкамеди также препятствует на рабочейповерхности выглаживателя протеканию процессов графитизации и растворения алмаза в обрабатываемом материале, которые происходят при срав-нительно небольших температурах вусловиях трения в присутствии ката 5 10 15 20 25 30 г Г 3 40 45 50 55 лизаторов типа жеЛеза и никеля. Наличие в растворе воды способствует более полной диссоциации хлорида меци и кислот, что интенсифицирует контактный обмен, Антрациловая и стеариновая кислоты способствуют растворению окисных пленок и предварительной активации стальной поверхности. Применять сильные минеральные кислоты типа соляной в данном случае нельзя, так как их введение резко говышает скорость контактного обмена, что приводит,к осаждению порошкообразного медного покрытия, Стеариновая кислота способствует образованию на контактирующих поверхностях (деформирующего инструмента и обрабатываемого металла, твердообразных органйческих пленок, обладающих противоизнасными свойства ми, Коллоицные частицы дисульфида молибдена, вынацая на поверхность обрабатываемого металла и задерживаясь в порах осаждающегося из раствора медного покрытия, попадают в зону деформации, где под действием высоких нагрузок и температур образуется модифицированный антифрикцион ный слой. Обладающие положительным электрическим потенциалом взвешенные в ррвстваре частицы дисульфида молибдена также выполняют роль центров кристаллизации и Формирования композиционного медносульфидомолибденового покрытия, Введение ацетамида способствует растворению окисных пленок на поверхности оорабатываемых деталей, что уменьшает время индукционного периода до начала осаждения медного покрытия. Добавка моче- вины способствует осаждению более компактного и гладкого медного покрытия. Кроме этого, введение в раствор ацетамида, мочевины и стеариновой кислоты способствует удержанию электролита в зоне контакта алмазного выглаживателя с поверхностью детали, образование прочных полимерных пленок на рабочей поверхности алмазного инструмента, а также обеспечивает взаимоусиление свойств этих компонентов, повышающих эффективность электролита как СОЖ.Концецтрация в растворе хлорида меди должна быть достаточной для образования на стальной поверхности защитной пленки из меди, т,е, не менее 4 Е, При достижении концентрацииз 12 соли 107 раствор при нормальных условиях становится насьпценным, растворение в нем хлорида меди прекращается. Введение в раствор хлорида меди приводит к протеканию процесса гидролиза этой соли, обеспечивающего достаточное количество ионов водорода для повышения скорости активации поверхносТи обрабатываемой стальной детали. Входящие в состав раствора ацетамид и мочевина также способствуют более быстрому растворению окисных пленок на поверхности стальных деталей. Причем скорость активации поверхности увеличивается в присутствии хлорида меди в связи с ансдной поляризацией стальной основы за счет раосты гальванической пары медь-железо, Присутствие ацетамида и мочевины в растворе способствует осаждению плотного и компактного осадка меди, Концентрация ацетамица для поддержания высокой активности раствора догина быть не менее чем 4%, мочевины 0,57, При достижении 10%-ной концентрации ацетамида раствор при нормальных условиях становится насыщенным, Для проявления мочевиной своих комплексообразующих свойств для ионов меди и свойств ингибитора коррозии достаточно 1% ее, Содержание в растворе дисульфида молибдена менее 17 не обеспечивает эффективного проявления его положительных для электролита свойств, а содержание в растворе этих частиц более 107. резко ухудшает сцепляемость покрытия с основой, делает покрытие рыхлым и непрочным к механическому воздействию алмазного выглаживателя. Введение антраниловой кислоты также способствует осаждению плотного и компактного осадка меди, так как эта кислота проявляет комплексообразующие свойства по отношению к ионам медии повьппает катодную поляризацию при их восстановлении. При содержании антраниловой кислоты ниже 57 катодная поляризация восстановления ионов меди очень мала. Верхний предел ее содержания (107) связан с получением насьпценного раствора, Стеариновая кислота повышает буферные свойства раствора, что обеспечивает достаточную активность поверхности деталей, а также способствует удержанию частиц дисульфида молибдена в зоне контакта деформирующего инструмента14783 с обрабатываемой поверхностью. Для выполнения указанных функций стеариновой кислоты должно быть не менее0,5%, Верхний предел содержания(2,07) связан с ее малой растворимостью, Избыток нерастворяющейсястеариновой кислоты также являетсяположительным качеством для электролита, так как она способна дополнительно поглощать теплоту трения засчет плавления этой кислоты. Замет 10 нсе повьппение скорости осажденияпокрытия имеет место по достижениисодержания в растворе воды 2%, Присодержании в растворе воды более207, резко ослабляется сцепляемсстьсгадка с основой ввиду Гопко возрастающей скорости контактного обмена,осаждения псрашкссбравнсй меди ирастравливания стальной основы.Предлагаемый раствор приготавливают путем растворения необходимого количества хлорида меди в соответстьующем количестве воды. Полуоченный растьор нагревают до б 0-80 Си в него вводят при перемешиваниирасчетное количества ацетамида, мочевины, глицерина, антраниловой истеариновой кислот и ксллоидныйдисульфид молибдена. Раствор сразуготов к использованию,Испытания предлагаемого способапроведены в лабсратс ных условиях,Для оценки стойкости алмазноговыглаживателя и качества обрабатываемой поверхности проводили испытания прн выглаживании шлифованнойстали 45 в закаленном состоянии(НЧ 580) алмазными наконечникамииз синтетических алмазов АРК 4 радиусом 1,5 мм. Скорость выглаживания100 м/мин, подача 0,04 мм/об, усилие 120 Н. Растворы для омеднениястали, составы которых приведены втабл.1, в зону обработки подаваликапельным способом. В ходе испытаний продолжительностью 20 ч опреде 1ляли объем И изношенной части выглаживателя,шероховатость Би микротвердость Н обработанной поверхности.50 ПарамЕтр шероховатости выглаженной поверхности Цс, находили с помощьюпрофилометрапрофилографа, а микротвердость Н измеряли на прибореПМТс нагрузкой на индикатор55 0,981 Н, время выдержки 5 с, Результаты испытаний приведены в табл.1.В табл,2 представлены данные посравнению положительного эффекта1214783 гаемый раствор, омеднения сталиобеспечивает повышение качества обработки и уменьшение износа деформирующего инструмента. Таблица Состав раствора, мас.й Время на вы- мкм Хлорид меди Антра- Стеар ниловая новая кислота кисло ер сцс 2,фнд мо Сцс 2 лнбден,0 10 0,12 6104 О, 11 6294 2,0 1,0 09 10 2,0 10 2,0 1 О 0 - 6 6099 0,09 Та бл Состав раствора, мас. Времявыде Рв Органические кислоты ас Нуд км 11 П орнд меди Сцс 2 "2 Н 0 и- Бен-. Вин ая вой- ная ино я уксус- сус- некаяная Рин я 0 нт 10 предлагаемого раствора с раствором.прототипом,Сравнение данных табл. 2 и 2позволяет сделать вывод, что предлаон- Амина. Ух- Глн- ки,0,14 6028 О, 120О, 18 5990 О, 178017 5987 0,182О, 17 5994 О, 175О, 16 6010 О, 1490,15 6008 0,1431214783 Продолжение табл.2 Состав раствора, мас,й Юф 10 ф Елорид меды 10 1 О 0 7,5 Составитель Р,Ухлиноваедактор Л.Повхан Техред С.Мигунова Корректор А,Тяск писное аказ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Органические кисло- Вин 60/40 Тираж 877 ПоВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб д. 0; 15 6005 О, 14 0,14 6016 0,13