Электролит для получения композиционных покрытий на основе никеля или кобальта

 

Электролит для получения композиционных покрытий на основе никеля или кобальта. Сущность изобретения: электролит содержит, г/л: сульфат никеля или кобальта, 230 320; хлорид никеля или кобальта 30 60; карбид кремния или оксид алюминия 20 85; дисульфид молибдена 4 20. 1 табл.

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к нанесению композиционных покрытий на основе никеля или кобальта. Известен электролит для получения композиционных электрохимических покрытий (КЭП), содержащий сульфат и хлорид никеля, аминоуксусную кислоту и дисперсный порошок. Однако отсутствие в данном электролите частиц твердых смазок типа MоS₂ снижает износостойкость покрытия. Известен электролит для получения КЭП, содержащий сульфат и хлорид никеля, борную кислоту, метилцеллюлозу и неметаллический порошок. Известное решение обеспечивает высокую твердость и пластичность покрытия. Однако из-за отсутствия в составе электролита твердосмазочных частиц, играющих существенную роль в упрочнении поверхности изделий, не может быть достигнута высокая износостойкость изделий. Цель изобретения повышение износостойкости покрытий. Электролит содержит сульфаты никеля или кобальта, хлориды никеля или кобальта, карбид кремния (карборунд) или оксид алюминия (электрокорунд), дисульфид молибдена. Процесс нанесения покрытий ведут при катодной плотности тока 5-20 А/дм², температуре электролита 45-55^оС, рН электролита 3-4. Электролит готовят путем растворения каждого компонента в дистиллированной воде или конденсате. Затем растворы солей фильтруют и переливают из ванн подготовки электролита в бак-накопитель, в который добавляют требуемое количество высокодисперсных твердых порошков карбида кремния или оксида алюминия и дисульфида молибдена с фракционным составом от 1 до 10 мкм. Для надежности адгезии КЭП к подложке изделия гальваническим путем осаждается подслой чистого никеля или кобальта, на который наносится композиционное покрытие толщиной 50-100 мкм, состоящее из высокодисперсных порошков типа карбида кремния или оксида алюминия и частиц твердой смазки типа дисульфида молибдена. Конкретные примеры, иллюстрирующие использование изобретения, представлены в таблице. Из таблицы видно, что нижний и верхний пределы общей концентрации высокодисперсных включений в электролите (20-85 г/л) определяют область максимальной износостойкости композиционного покрытия. (Оценку износостойкости получаемых покрытий проводили методом абразивного истирания по ГОСТ 6140-70). Однако, как более высокая, так и более низкая концентрация высокодисперсных неметаллических порошков одинаково способствуют снижению износостойкости покрытия, в первом случае за счет увеличения внутренних напряжений в нем (они могут привести к растрескиванию КЭП), в другом за счет низкого содержания твердых частиц в покрытии. Экспериментальные данные показали, что одновременное присутствие в составе КЭП высокодисперсных неметаллических порошков и твердосмазывающих частиц способствует повышению износостойкости композиционного защитного покрытия в жестких условиях эксплуатации изделий, то есть введение в состав КЭП дополнительно твердых смазок снижает трение при непосредственном контакте покрытия с другим материалом, особенно при вытягивании металлической заготовки из гильзы кристаллизатора. Как следует из таблицы, содержание смазывающих частиц выше оптимальных значений (4-20 г/л) приводит к снижению износостойкости покрытия вследствие ухудшения эффекта смазки контактирующих поверхностей стенки гильзы и металлической заготовки. Концентрация высокотвердых неметаллических порошков в электролите и в покрытиях должна превышать содержание смазывающих порошков в 4-6 раз. При этом превышение концентрации карбида кремния или оксида алюминия более чем в 6 раз или уменьшения ее менее чем в 4 раза по сравнению с содержанием дисульфида молибдена способствует снижению упрочняемости поверхности изделий за счет нарушения оптимального баланса микротвердых частиц в покрытии. Таким образом, предлагаемый электролит позволяет получать качественные защитные покрытия, приводит к повышению износостойкости изделий в 1,5-2,0 раза, работающих в жестких условиях эксплуатации: высокое трение, повышенные циклические перепады температур (50-1700^оС). Предлагаемый электролит может найти применение в различных отраслях промышленности для поверхностного упрочнения деталей машин и изделий.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ ИЛИ КОБАЛЬТА, содержащий сульфаты и хлориды никеля или кобальта, карбид кремния или оксид алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости покрытий, он дополнительно содержит дисульфид молибдена, взятый в соотношении 1 (4 6) с карбидом кремния или оксидом алюминия, при следующем содержании компонентов, г/л: Сульфат никеля или кобальта 230 320 Хлорид никеля или кобальта 30 60 Карбид кремния или оксид алюминия 20 85 Дисульфид молибдена 4 20

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2