Способ получения композиционных покрытий никель-бор

 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к получению покрытий никель-бор, и может быть использовано для нанесения на изделия композиционных электрохимических покрытий, применяемых для работы в условиях воздействия агрессивных сред, износа и механических нагрузок. Цель - повышение твердости и коррозионной стойкости покрытий. Способ включает электрохимическое осаждение покрытий из электролита никелирования, содержащего дисперсные частицы аморфного бора и последующую термообработку в вакууме при температуре образования боридов никеля, которую проводят в присутствии порошкообразной смеси, содержащей, мас.%: углеродистый молибден 25 - 30

гексофторсиликат никеля 3 - 5

технический углерод 0,1 - 0,3

силицид никеля - остальное. В процессе термообработки и насыщения рабочего объема парами никеля и молибдена происходит микролегирование поверхностного слоя элементами тугоплавких металлов, что способствует повышению стойкости покрытий и растрескиванию под напряжением в коррозионных средах. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s С 25 D15/00. 5/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

«!.:И8636М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4707233/27-02 (22) 21,06.89 (46) 23.07.91. Бюл. N. 27 (71) Всесоюзное научно.-производственное объединение по рациональному использованию газа в народном хозяйстве и Московский институт стали и сплавов (72) Ю.Е. Макаров, А.С. Холин и Л.В. Скрыпник (53) 621.357.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 307114, кл. С 25 D 15/00, 1969.

Р,С. Сайфуллин. Композиционные покрытия и материалы. — M. Химия, 1977, с. 142. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НИКЕЛЬ-БОР (57) Изобретение относится к гальваностегии, в частности к получению покрытий.никель-бор, и может быть использовано для нанесения на изделия композиционных

Изобретение относится к гальваностегии и может быть использовано для получения композиционных электрохимических никель-бор покрытий, применяемых для работы в условиях воздействий агрессивных сред, износа и механических нагрузок.

Цель — повышение твердости и коррозионной стойкости покрытий.

Способ включает электроосаждение покрытий никель-бора и термообработку в вакууме при температуре образования боридов никеля, При этом в рабочий объем печи помещают порошкообразную смесь следующего состава, мас.0/:. Ы 1664877 А1 электрохимических покрытий, и рименяемых для работы в условиях воздействия агрессивных сред; износа и механических нагрузок, Цель — повышение твердости и коррозионной стойкости покрытий. Способ включает электромеханическое осаждение покрытий из электролита никелирования, содержащего дисперсные частицы аморфного бора и последующую термообработку в вакууме при температуре образования боридов никеля, которую проводят в присутствии порошкообразной смеси, содержащей, мас,g: углеродистый молибден 25-30; гексофторсиликат никеля 3 — 5; технический углерод 0,1-0,3; силицид никеля — остальное, В процессе термообработки и насыщения рабочего объема парами никеля и молибдена происходит микролегирование поверхностного слоя элементами тугоплавких металлов, что способствует повышению стойкости покрытий и растрескиванию под напряжением в коррозионных средах. 1 табл.

Ос

Углеродистый молибден 25-30

Гексафторсиликат никеля 3-5 О©

Технический углерод 1-5 V

Борный ангидрид 0, -0,3

Силицид никеля Остальное

Давление насыщенных паров никеля и 1 ( молибдена, образующихся в вакууме при температуре отжига, препятствует испарению бора с поверхности покрытий, что приводит к получению в покрытиях сплава высокой микротвердости (18900 МПа). В присутствии гексафторсияиката никеля в качестве актива-ора происходит микролегирование поверхностного слоя покрытий молибденом, что повышает стойкость к рас1664877

6 10 трескиванию под напряжением в коррози- при 35-40 Па и 1273 К в течение 3,6 10 с, онной среде. По данным рентгеноструктур- При этом в рабочий обьем печи помещают ного анализа, концентрация молибдена от порошкообразную смесь. состоящую иэ угповерхности покрытий до глубины 5--10 мкм леродистого молибдена, гексафторсиликата изменяется от 1 до 0,5 мас., При превыше- 5 никеля, технического углерода (сажи), борнии концентрации гексафторсиликата нике- ного ангидрида и силицида никеля в опреля выше 5 мас. возрастает пористость деленных концентрациях, Охлаждение покрытий иэ-эа избытка фторидов, При по- после термообработки осуществляют вменижении концентрации гексафторсиликата сте с печью под вакуумом. никеля в смеси ниже 3мас.g из-за недоста- 10 Втаблице приведены свойства полученточной активации поверхности повышается ных покрытий в зависимости от концентраскорость коррозии и возникает склонность ций компонентов смеси; к аст ескиванию. При понижении концен- Кроме стали ст. 20 способ используют трации углеродистого молибдена ниже для получения композиционных по р к ытий

25 мас. стойкость покрытий к растрески- 15 на углеродистых и легированных сталях, к ванию снижается. Превышение концент- которым применимодиффуэионное борирорации углеродистого молибдена в смеси вание. Корроэионные испытания образцов вышеЗОмас.g неулучшаетсвойства покры- с покрытиями проводят в средах морской тий, приводя к повышению стоимости сме- воды и раствора уксусной кислоты и хлориси, Технический углерод в концентрации до 20 да натрия, насыщенных сероводородом по

5 мас. j присутствует в смеси для предот- методикам, изложенным в стандартах NACE вращения ее спекания. При превышении ТМ01 — 77, NACETM02 — 84.Микротвердость анной концентрации происходит науг- определяют по ГОСТ 9450 — 76 прибором кой 05 лероживание покрытий, повышающее их ПМТ-5 при увеличении 487 с нагрузкои хрупкость. Барный ангидрид в количестве 25 и 1,0 Н. Глубину слоя определяют как глудо 0,3 мас. $ повышает плотность внешнего бину зоны повышенной микротвердости, слоя покрытий, снижая количество пор. При отличающейся от микротвердости феррита превышении указанной предельной кон- основы образца на 5 . Наличие микротрецентрации борного ангидрида происходит щин определяют металлографически на не30 травленных шлифах при увеличении 200".

После термообработки покрытия струк- При этом используют металлографический турно состоят иэ боридов никеля NizB, МзВ микроскоп. Скорость коррозии определяют в поверхностном слое, переходящих в твер- гравиметрическим методом после удаления дый раствор бора в никеле, под которым продуктов коррозии по ГОСТ 9.907-83, образуется при отжиге диффузионная зона 35 Взвешивание проводят на электронных веиэ боридов железа FeB. Причем, когда коли- сах ВЛКЭ-500. чество компонентов порошкообразной смеси находится в предлагаемых пределах, Полученные результаты приведены а зона боридов никеля в покрытиях расширя- таблице. ется, а эона твердого раствора становится 40 Как видно из приведенных данных, паже, за счет чего достигается высокая мик- крытия обладают повышенной твердостью ротвердость 18900 МПа покрытий, низкая и коррозионной стойкостью и могут быть скорость коррозии 036 г/м и отсутствие использованы для защиты деталей машин. растрескивания под напряжением.

Пример. Электрохимическинаповер- 45 Формула из о 6 рете н и я хности стальных образцов наносят покрытие никель-бор. Способ получения композиционных

Покрытия осаждают в ванне объемом покрытий никель-бор, включающий элект0,02 м из электролита, содержащего, г/л: рохимическое осаждение покрытия и терСернокислый никель 230-320 50 мообработку в вакууме при температуре

Борная кислота 25-40 образования боридов никеля, о т л и ч а ю40-60 шийся тем, что, с целью повышения твер12 — 30 дости и коррозионной стойкости покрытий, Осаждение ведут при 323-328 К, при термообработку проводят в присутствии поплотности тока 5 0 — 7,5 А/дм . Электролит в 55 рошкообразной смеси, содержащей, мас,7ь, ванне перемешивают в продолжение всего Углеродистый молибден 25-30 процесса осаждения. Величину рН элек- Гексафторсиликат никеля 3 — 5 тролита корректируют в пределах 2,5 — 3,0 Технический углерод 1 — 5 серной кислотой, Полученные осадки поме- Борный ангидрид щают в вакуумную печь и термообрабатывают Силицид никеля Остальное

1Б64877

+1111++1++.0

o „

Осч а а о о

CD CD (О СО CD (Ч Сб Ф » e»

IA С ) С Ъ Сб ("Ъ ct Р (Ъ LA ("Ъ

r O O D O O O O O CV ф

CD

W t (O CD (O t (tI (D

LL»

CD(OC0(O(0(O(0t CO

3 Ca

О

0 ао х

Х С

С1 CQ

g eC

O O O O O O IA O LA с- CD CD CD CD CD W СЪ LA LA

Ф ° 1 t ° ° Ю % Q) Ф

О

Ф

:«о

ОООООООООО

СЧ С4 СЧ СЧ СЧ (Ч (Ч СЧ (Ч СЧ

1 I» I I» I» I» I I» 0 I

0000000000 ("Ъ r» СЧ С9 N С9 (Ъ Ct (Ъ

OOOOOOQOO (о

О

О

О

C о

О

О

С

Ф

Ф

Л

S с

CQ

S

CO

:«

Щ

Е

О

Ф

X о

Ф

Ф

lЛ а

Я щ Ф

Ф5 ХО> а5 О (1

Е

X

IX

О

+ CC:

S т

С 5

О. (:(2 о.

Z cf

a s о z

>5 ъс й:С

0 О

e a

Л CLI

С

CХ Л

Ф

1а. о

e- m щ Y

О 5

С

Ф

0 Ю

S S сс с

О О ау

Ф

С

Л е» ° е е с т» ч» е»

t О)(Otttt(Dt

ОЪ О IA Ф Ct (O СО Ф СЧ

cD t CD LA iA ((Ъ IA LA CD

IA - - LA МЪ LA CD LA LA

LA

СЧ

О LA - О LA О О О О

СЧ СЧ ((Ъ С Ъ (Ъ n (Ъ С Ъ ЕЪ

СЧ

)5

Z

l»

Ф

Ф

CO

Ф

Cl

CCI

Х

1»

О о

О и а

1