Спосіб електролітичного осадження покриття залізо-дисульфід молібдену

 

Винахід відноситься до області електролітичного осадження твердих зносостійких покриттів, зокрема композитних залізо-дисульфід молібденових покриттів, застосовуваних для відновлення і зміцнення поверхонь деталей.

Відомий спосіб електролітичного осадження сплавів на основі заліза з хлористого електроліту, що містить 200-250 г/л хлористого заліза і 2-3 г/л соляної кислоти, легуючі елементи (Крейди М. П. Тверде осталивание автотракторних деталей. М., «Транспорт», 1971, с. 19-20). Електроліт працює при температурі 60-80°C і забезпечує отримання покриттів із значенням мікротвердості 4000-6500 МПа.

Недоліками даного способу є висока температура і отримання покриття з низькою мікротвердістю і зносостійкість поверхні.

За прототип узятий відомий спосіб електролітичного осадження покриття з електроліту, що містить: хлорид заліза 200 кг/м3, йодистий калій 20 кг/м3, сірчана кислота 0,6 кг/м3і дисульфід молібдену. Процес ведуть на постійному струмі при катодного щільності струму 10 А/дм2при кислотності електроліту pH 3,0 і температурі електроліту 40°C (Бородін І. Н. Зміцнення деталей композиційними покриттями. М., «МАШИНОБУДУВАННЯ», �ого компонента-дисульфіду молібдену 1,2-1,5%, що тягне за собою збільшення коефіцієнта тертя і, як наслідок, зменшення зносостійкості.

Технічною задачею винаходу є:

- збільшення продуктивності способу, що досягається застосуванням змінного асиметричного струму. Це дозволяє вести процес на більш високих густинах струму, що за законом Фарадея підвищує продуктивність процесу;

- підвищення зносостійкості покриття за рахунок збільшення змісту композитного компонента дисульфіду молібдену до 5%. Це пов'язано з тим, що на поверхні з'являється шар твердого мастила, що, в свою чергу, знижує коефіцієнт тертя і збільшує зносостійкість.

Технічний результат: підвищення продуктивності процесу, за рахунок використання змінного асиметричного струму; підвищення зносостійкості покриття, за рахунок збільшення композитного компонента дисульфіду молібдену в покритті до 5%.

Пропонується спосіб електролітичного осадження покриття залізо-дисульфід молібдену, який має у своєму складі до 5% дисульфіду молібдену. Одержувані покриття володіють високою міцністю зчеплення з основою, високою мікротвердістю і зносостійкістю. Осадження відбувається з електроліту, сод�="90%" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" frame="none">залізо сірчанокисле400-600соляна кислота0,5-1,5дисульфід молібдену100-200

Використання сірчанокислого заліза обумовлено більшою стабільністю електроліту при процесі осадження.

Електроосадження ведуть при температурі 20-40°C на змінному асиметричному струмі з інтервалом катодного щільності струму 20-80 А/дм2при коефіцієнті асиметрії β=1,2-6 і механічному перемішуванні електроліту. Кислотність електроліту знаходиться в межах рн 0,8-1,0.

Електроліт отримують з'єднанням водного розчину хлориду заліза і композитного порошку дисульфіду молібдену.

Дисульфід молібдену знаходиться в межах 100-200 кг/м3. Нижня межа зумовлена тим, що при вмісті менше 100 кг/м3дисульфіду молібдену не відбувається помітного зміни фізико-механічних властивостей покриття. Верхня межа обмежується вмістом дисульфіду молібдену 200 кг/м3. При вмісті композиту більше 200 кг/м3не відбувається значного підвищення його покриття, що робить його застосування економічно н�повідомляє зону мінімальної в'язкості. Верхня межа показує зону максимальної електропровідності. Концентрація сірчанокислого заліза знаходиться в межах 400-600 кг/м3. Нижня межа показує зону мінімальної в'язкості. Верхня межа показує зону максимальної змочуваності поверхні електроосадження і максимальної розчинності сірчанокислого заліза.

Вміст соляної кислоти знаходиться в межах 0,5-1,5 кг/м3. Верхня межа встановлений з економічних міркувань, електроосадження заліза на катоді відбувається з одночасним розрядом водню. З підвищенням вмісту соляної кислоти різко збільшується кількість разряжающегося водню і падає вихід за струмом. Нижня межа обраний по якісним характеристикам структур електролітичного заліза. При вмісті соляної кислоти менше 0,5 кг/м3відбувається сильне залуження прикатодного шару. Гідроокис, що утворюється в прикатодном шарі, включається до покриття і цим погіршує його структуру.

Температурний інтервал знаходиться в межах 20-40°C. Нижня межа обмежений дифузійними властивостями електроліту. Рух іонів уповільнене і швидкість осадження покриття низька. Вище 40°C використання електроліту невигідно з экономидогрев електроліту.

Катодна щільність струму знаходиться в межах 20-80 А/дм2. Нижче 20 А/дм2щільність струму використовувати не доцільно, оскільки процес електролізу має низьку швидкість осадження покриття. При катодного щільності струму вище 80 А/дм2відбувається сильне дендритообразование і різко знижується вихід за струмом.

Початок осадження покриття проходить при коефіцієнті асиметрії β=1,2, який забезпечує високу зчеплення покриття з основою, Gсц=350 МПа. Якщо коефіцієнт асиметрії нижче 1,2, осадження не відбувається. В процесі електроосадження коефіцієнт асиметрії поступово підвищують до β=6, який характеризується високою та стабільною швидкістю осадження покриття. Подальше підвищення коефіцієнта асиметрії не рекомендується, оскільки з подальшим зниженням анодної складової процес переходить на режим, близький до постійного струму, і якість покриттів погіршується. Завдяки різним значенням коефіцієнта асиметрії можна одержувати покриття з різними фізико-механічними властивостями.

Для того щоб композит постійно перебував у підвішеному стані застосовується безперервне перемішування електроліту мішалкою з нижнім розташуванням.

На основі проведених испитприведенние в прикладі:

Електроліт складається з наступних компонентів у кількості, кг/м3:

залізо сірчанокисле500
дисульфід молібдену150
соляна кислота1,0

Процес електролітичного осадження покриття ведуть при температурі 40°С і катодного щільності струму 50 А/дм2. Процес осадження починають з β=1,2 і поступово протягом 3-5 хвилин підвищують до β=6. Перемішування електроліту відбувається мішалкою з нижнім розташуванням. Покриття має Gсц=350 МПа, мікротвердість Hµ=7000 МПа, швидкість осадження 0,45 мм/год, зміст дисульфіду молібдену в покритті 5%, коефіцієнт тертя, порівняно з електролітичним залізом знизився з 0,2 до 0,14.

Пропонований спосіб має високу продуктивність за рахунок застосування змінного асиметричного струму. Він економічно ефективний, т. к. осадження покриття відбувається при високій катодного щільності струму і має високу швидкість осадження покриття. Покриття, отримані запропонованим способом, володіють високою мікротвердістю і міцністю, що п>p>Спосіб електролітичного осадження покриття залізо-дисульфід молібдену, що включає осадження з електроліту, що містить сірчанокисле залізо і соляну кислоту, відрізняється тим, що використовують електроліт, що містить додатково дисульфід молібдену, при наступному співвідношенні компонентів, кг/м3:

залізо сірчанокисле400-600
дисульфід молібдену100-200
соляна кислота0,5-1,5

на змінному асиметричному струмі з коефіцієнтом асиметрії β=1,2-6,0 і катодного щільністю 20-80 А/дм2при механічному перемішуванні електроліту з температурою 20-40°C і кислотністю рн 0,8-1,0.



 

Схожі патенти:

Спосіб нанесення гальванічних залізних покриттів в проточному електроліті з великими дисперсними частинками

Винахід відноситься до відновлення зношених деталей машин і механізмів шляхом нанесення на їх поверхню гальванічних залізних покриттів в проточному електроліті. Спосіб нанесення гальванічного залізного покриття в проточному електроліті включає приміщення відновлюваної деталі і розчинної анода в електролітичну комірку, підключення їх до джерела струму, прокачування через електролітичну комірку електроліту, що містить солі двовалентного заліза, соляну кислоту, а також великі тверді дисперсні частинки розміром 100-300 мкм, які додатково вводять до складу електроліту, при цьому електроліз ведуть при щільності катодного струму понад 1 кА/дм2 і швидкості гетерофазного потоку 9-11 м/с. Винахід дозволяє підвищити швидкість осадження і збільшити максимальну товщину гладкого покриття. 1 іл.
Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в ювелірній, часовий, медичної, радіо - та електронно-технічної промисловості, а також у виробництві сувенірів та біжутерії. Електроліт містить на 1000 мас. частин складу: дицианоаурат калію 5-22; лимоннокислий калій 30-95; блескообразующую добавку 0,5-5; ультрадисперсних алмаз 10-42; ультрадисперсних оксид кремнію 80-90; воду інше. Для приготування електроліту в половині розрахованого кількості дистильованої води розчиняють задані кількості дицианурата калію, лимоннокислого калію і блескообразующей добавки, потім до отриманого розчину додають водну суспензію ультрадисперсного алмазу, перемішують, вводять решту кількість дистильованої води, при необхідності корегують значення pH до 3,6-3,8 і потім при перемішуванні вводять ультрадисперсних оксид кремнію. Технічний результат - після закінчення п'яти років зберігання електроліту осідання компонентів не спостерігалося, а покриття після 3-5 років зберігали міцність і блиск. 2 н.п. ф-ли, 2 ін.

Електроліт для нанесення покриття композиційного матеріалу на основі сплаву олово-цинк

Винахід відноситься до галузі електрохімії і може бути використане в умовах впливу агресивних середовищ, в тому числі в умовах морського і тропічного клімату. Електроліт містить, моль/л: сульфат олова 0,08-0,09, сульфат цинку 0,065-0,085, лимонну кислоту 0,31-0,33, цитрат лужного металу 0,65-0,68, препарат ОС-20 0,70-0,80 г/л, дифеніламін 0,20-0,32 г/л, фторопластову емульсію Ф-4Д-Е 0,25-0,30 г/л. Технічний результат: підвищення корозійної стійкості, зниження екологічної небезпеки при збереженні основних фізико-механічних параметрів покриттів. 2 табл., 2 іл., 1 пр.
Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в різних галузях промисловості
Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в різних галузях промисловості

Гальванічний композиційний матеріал на основі сплаву олово-цинк

Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в машинобудуванні, автомобілебудуванні, морському транспорті та в інших галузях промисловості для збільшення корозійної стійкості покриттів на основі сплаву олово-цинк
Винахід відноситься до отримання гальванічних композиційних покриттів, зокрема на основі нікелю з дисперсною фазою у вигляді порошків наноалмазних

Спосіб отримання композитних полімер-оксидних покриттів на вентильних металах і їх сплавах

Винахід відноситься до області електрохімічної обробки поверхні виробів з вентильних металів і їх сплавів і може бути використане в машинобудуванні та інших галузях промисловості для отримання гідрофобних покриттів, що володіють високою зносостійкістю, а також антифрикційними властивостями і корозійною стійкістю
Винахід відноситься до області гальванотехніки, а саме до отримання покриттів з електролітів нікелювання з використанням в якості другої фази нанодисперсного порошку хрому диборида

Спосіб нанесення композиційних електрохімічних покриттів

Винахід відноситься до електролітичного осадження твердих зносостійких покриттів, а саме композиційних електрохімічних покриттів на основі заліза з металокерамічними частинками, які застосовуються для відновлення і зміцнення поверхонь деталей
Up!