Способ получения композиционных покрытий Советский патент 1991 года по МПК C25D15/00 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к получению композиционных покрытий на основе меди.

Цель изобретения - снижение шероховатости и повышение износостойкости покрытий.

Способ включает осаждение основного металла и механическое втирание в него частиц дисульфида молибдена. При этом осаждение основного металла ведут путем пропускания постоянного электрического тока плотностью 12-21 кА/м через твердый электролит, содержащий 1 моль иодида меди, и смесь, состоящую из 1 моль хлорида рубидия, 2 моль хлорида меди, 2 моль иодида меди, при соотношении иодида меди и смеси 2:1. Процесс нанесения покрытий осуществляют при температуре, соответствующей суперионному состоянию электролита, и через обрабатываемую поверхность

дополнительно пропускают электрический ток плотностью 120 - 220 кА/м2.

Слой твердого электролита располагают между анодом и деталью, служащей в качестве катода. В процессе нанесения покрытий поддерживают суперионное состояние электролита посредством нагрева поверхности анода и детали электрическим током. Сглаживание неровностей на детали достигается за счет дополнительного пропускания через ее поверхность электрического тока.

Способ осуществляют следующим образом.

В пространство между анодной и катодной поверхностями подают порошкообразный электролит. После заполнения пространства электролитом его подогревают до перехода в суперионное состояние. Для этого пропусканием переменного тока промышленной или высокой частоты по витО

ел о VJ

00

о

кам петлеобразных индукторов нагревают наружные поверхности анода и детали. При достижении температуры электролита, соответствующей суперионному состоянию, нагрев прекращают и включают источник технологического тока.

Для устранения дендритообразования и других неровностей на детали по нагреваемой поверхности дополнительно пропускают постоянный или переменный ток. После нанесения покрытия определенной толщины в межэлектродное пространство вводят непроводящие частицы дисульфида молибдена и производят их механическое втирание в основное покрытие.

Испытания на износостойкость проводят на круглых цилиндрических образцах диаметром 60 мм и длиной 20 мм. Для испытания применяют токарный станок модели 1К62, в патроне которого устанавливают оправку для установки образца. Образец приводят во вращение с частотой 52 1/с. Поверхность образца, на которой нанесено покрытие, приводят в соприкосновение с неподвижной пластиной, установленной в резцедержателе, с усилием 12 кг. Испытания проводят в течение 1 ч. После этого проводят измерения наружного диаметра. Величину износа определяют как разность измерений наружного диаметра в начале и в конце испытания с применением формулы

И (Д0-Ди) х лДо/2,

где До - наружный диаметр образца перед испытанием;

Ди - наружный диаметр образца после испытания;

И - величина износа.

Объем изношенной части образца определяют по уравнению

VM И + Л(мм3),

где Л - длина образца, мм.

П р и м е р 1. Производят покрытие вала с наружным диаметром 60 мм и длиной 85 мм по предлагаемому способу. Материал валика - ст,40Х. Термообработка - закалка HRC 43-47.

Нанесение покрытия на основе меди и дисульфида молибдена производят при следующих парамерах: напряжение на электродах 6В; сила технологического тока 25А; плотность технологического тока 12,0 КА/м2; давление упругого ролика 0,32 МПа; угловая частота вращения детали 72 1/с; линейная скорость вращения детали 2,1 м/с; давление при прессовании порошковой массы твердого электролита 0,3 МПа;

электролит на основе 65% Cut + 35% смеси из CuCI и R8CI; температура электролита в суперионном состоянии 422°С; плотность дополнительного тока, протекающего по покрываемой поверхности детали 120 КА/м2; время нанесения покрытия 29 мин; шероховатость покрываемой поверхности 2,5 мкм; обьемное содержание дисульфида молибдена в покрытии 19,8%; скорость осаждения

0 0,41 10 2 мм/мин; толщина покрытия 0,07 м; размер частиц дисульфида молибдена 0,005 мм; износ (объемный) 0,074 мм3.

П р и м е р 2. Произвоядят нанесение композиционного покрытия на деталь, ана5 логичную примеру 1. При аналогичных параметрах давления упругого ролика, угловой частоте вращения детали, линейной скорости, давлении при прессовании состава электролита остальные параметры имеют

0 следующие значения: напряжение на электродах 9 В; сила технологического тока 38А; плотность технологического тока 17,2 КА/м ; температура электролита в суперионном состоянии 450К; плотность допол5 нительного тока 180 КА/м ; время нанесения покрытия 22 мин; шероховатость покрываемой поверхности детали 2.2 мкм; объемное содержание дисульфида молибдена в покрытии 21,2%; скорость осаждения

0 0,73 10 мм/мин, толщина покрытия 0,12 мм; износ (объемный) 0,87 мм .

П р и м е р 3. Производят нанесение композиционного покрытия на основе меди и дисульфида молибдена на деталь, анало5 гичную примеру 1. При аналогичных параметрах давления упругого ролика, угловой частоте и линейной скорости вращения детали, давления при прессовании и состава электролита остальные параметры имеют

0 следующие значения: напряжение на электродах 12 В; сила технологического тока 47А; плотность технологического тока 21,0 КА/м2; температура электролита в суперионном состоянии 459К; плотность допол5 нительного тока 220 КА/м2; время нанесения покрытий 18 мин; шероховатость покрываемой поверхности 2,0 мкм; объемное содержание частиц покрытий 22,6 %; износ (объемный) 0,068 мм3.

0 Как видно из приведенных данных, изобретение обеспечивает повышение износостойкости покрытий, что позволит использовать предлагаемый способ при восстановлении и изготовлении деталей ма5 шин.

Формула изобретения Способ получения композиционных покрытий на основе меди, включающий элект- роосаждение основного металла и механическое втирание в него частиц дисульфида молибдена, отличающийся тем, что, с целью снижения шероховатости и повышения износостойкости покрытий, электроосаждение основного металла ведут путем пропускания постоянного электрического тока плотностью 12-21 кА/м2 через твердый электролит, содержащий 1 моль иодида меди, и смесь, состоящую из 1 моль

хлорида рубидия, 2 моль хлорида меди, 2 моль иодида меди при соотношении иодида меди и смеси 2 : 1, и температуре, соответствующей суперионному состоянию электролита, с дополинительным пропусканием через обрабатываемую поверхность электрического тока плотностью 120 - 220 кА/м2.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к получению композицион- ных покрытий на основе меди. Цель изобретения - снижение шероховатости и повышение износостойкости покрытий. Способ включает осаждение основного металла и механическое втирание в него частиц дисульфида молибдена При этом осаждение основного металла ведут путем пропускания постоянного электрического тока плотностью 12-21 кА/м2 через твердый электролит, содержащий 1 мольиоди- да меди, и смесь, состоящую из 1 моль хлорида рубидия, 2 моль хлорида меди, 2 моль иодида меди, при соотношении иодида меди и смеси 2 : 1 Процесс нанесения покрытий осуществляют при температуре, соответствующей суперионному состоянию электролита, а через обрабатываемую поверхность дополнительно пропускают электрический ток плотностью 120 - 220 кА/м . Ё