Способ получения кадмиевого покрытия на поверхности стальных изделий Советский патент 1990 года по МПК C23C16/18 C23C16/02 

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности к подготовке поверхности стальных изделий перед нанесением кадмиевых покрытий термическим разложением паров диэтилкадмия, и может быть использовано в машиностроении при создании конструкций на основе высокопрочных сталей с водородоне- проницаемыми защитными покрытиями.

Цель изобретения - повышение механической прочности изделий за счет снижения их наводороживания.

Согласно изобретению стальную подложку после очистки (обезжиривания) помещают в камеру металлизации, ва- куумируют систему и одновременно нагревают подложку. При ее нагреве в интервале 50-100°С в камеру подают пары диэтилкадмия (ДЭК) в смеси с метаном (молярное соотношение 1:0,2- 1,0) в течение 1-2 мин при постоянно работающем вакуумном насосе. Далее температуру подложки повышают до 130- 150 С, при которой осуществляют нанесение кадмиевого покрытия требуемой

СП

«

со о ел

со

толщины в среде паров ДЭК при постоянной откачке продуктов реакции

I Технологические режимы процесса и получаемые результаты представлены в таблице, где приведены также срав- нательные примеры 5-1, в том числе пф известному способу (пример 8)„

Содержание водорода определяют в трех разных точках с помощью спектро- метра - почернение линии водорода в спектре в безразмерных единицах j l/Icx ПО2), характеризующее относительное сэдержание его в образце по отношению

i к

фоновому образцу Механическую

прочность стали определяют путем иы- держки образца с кадмиевым покрытием под нагрузкой 0,8 Gb (Gb - предел прочности при разрушении образца до i-анесения покрытия) в течение суток

1Обработка поверхности стали в ёмеси паров ДЭК с метаном в предлагаемых условиях обеспечивает адсорбцию Комплексов ДЭК и термораспад их с Образованием множества центров крис- taллизaции из металлического кадмия,

на которых в последующем основном процессе идет формирование кадмиевого покрытия. Наличие в смеси метана Снижает температуру термического раз- ложения ДЭК 100-110 до 50-100°С, при Этом в течение времени обработки 1 2мин не имеет место наводороживание стали, в то время как при увеличении продолжительности обработки (пример 7) наблюдается резкое возрастание содержания водорода в образце и снижение механической прочности.Обработка подложки в предварительной операции только паром ДЭК (пример 5) не приводит к значи- тельному увеличению содержания водорода в стали, но сопровождается непроизводительными потерями ДЭК вследствие его десорбции с поверхности при 50-100°С без разложения, что приводит к отсутствию зародышей кадмия и уменьшению адгезии Обработка только метаном (пример 6) приводит к увеличению содержания водорода в стали в виде

СНу и СНг-фрагментов и уменьшению адгезии и механической прочности

Термообработка паром ДЭК с метаном в интервале 20-50°С недостаточна для получения максимального эффекта (пример 11).

Обработка подложки парами ДЭК с метаном при температуре более 100°С , нецелесообразна, так как не приводит к качественно лучшему результату.

t

Q

5

0

5

0

5 4045 50

55

Увеличение содержания метана в газовой фазе приводит к увеличению содержания водорода из-за снижения содержания ДЭК в газовой смеси и увеличения адсорбции метана на поверхности. и возможного захвата СН-фрагментов растущей новой фазой (пример I2)0 При меньшем содержании метана в газовой смеси, х,отя и не увеличивается содержание водорода в стали, но прекращается влияние последнего на скорость разложения диэтилкадмия, что не способствует созданию слоя зародышей кадмия (пример 13)

Уменьшение температуры кадмирова- ния до 100°С (пример 10) резко снижает скорость металлизации и удлиняет время процесса, что приводит к снижению его производительности, а увеличение температуры до 180°С (пример 9) приводит к осаждению крупнокристаллических рыхлых слоев кадмия

Как видно из таблицы, исходная сталь до кадмирования (пример и термообработка ее газообразным аммиаком (пример 8) показывают максимальное содержание водорода в стали.

Предлагаемый способ обеспечивает получение блестящих белого цвета покрытий металлического кадмия, имеющих поликристаллическую структуру, микротвеодость кгс/мм2 и адгезию к поверхности стали на уровне 100 кгс/см2, при этом используемая предварительная обработка поверхности позволяет увеличить механическую прочность изделий за счет снижения их на- водороживания в 1,5-2,0 раза по сравнению с известным Это обуславливает технико-экономические преимущества предлагаемого способа по сравнению с известными

Формула изобретения

Способ получения кадмиевого покрытия на поверхности стальных изделий термическим разложением паров диэтилкадмия в вакууме при 130-150 С, вклю- i чающий предварительную обработку нагретой поверхности в среде паров активного вещества,отличающий- с я тем, что, с целью повышения механической прочности изделий за счет снижения их наводороживания, в качестве паров активного вещества используют смесь паров диэтилкадмия с

метаном в соотношении 1: (0,2-1,0), при этом нагрев обрабатываемой поверх- ii

ности ведут в неизотермическом режиме от 50 до 100 С в течение 1-2 мин.

Изобретение относится к нанесению металлических покрытий, в частности к подготовке поверхности стальных изделий перед нанесением кадмиевых покрытий термическим разложением паров диэтилкадмия. Цель предложения - повышение механической прочности изделий за счет снижения их наводороживания. Согласно изобретению стальное изделие, помещенное в вакуумную камеру, в процессе нагрева в интервале температур 50 - 100°С обрабатывают смесью паров диэтилкадмия с метаном при их соотношении 1:0,2-1,0 в течение 1 - 2 мин. Указанная обработка обеспечивает при последующем кадмировании в вакууме при 130 - 150°С снижение наводороживания изделий в 1,5 - 2,0 раза. Получаемые кадмиевые покрытия толщиной 5 - 15 мкм блестящие, белого цвета, с микротвердостью 240 кгс/мм² и адгезией к стали на уровне 100 кгс/см². 1 табл.

выдерживает, не выдерживает.