Способ нанесения покрытий на металлы и сплавы

 

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛЫ И СЕПАВЫ в режиме микродугового оксидирования в щелочном электролите при наложении положительных и отрицательных импульсов напряжения , отличающийся тем, что, с целью повьшгения износостойкости покрытия и уменьшения сквозной пористости, наложение положительных и отрицательных импульсов напряжения осуществляют с частотой 50 Гц, а величины катодного и анодного токов . :поддерживают в интервалах 0,5-24 А/дм и 0,6-25 А/дм, соответственно при соотношении амплитудных значений катодного и анодного токов в пределах 0,5-0,95.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SD 4 С 25 Р 11/02

ВьЕСЯОЗщ

МАНТИЮ вЂ” ТЕЩЦЩЦ11

Е БД14(1 1ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

hQ

CO

Оч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3465629/22-02 (22) 07;07.82 (46) 07.04.89. Бюл. Р 13 (71) Институт неорганической химии

СО АН СССР (72) Г.А.Марков, Е.К.Шулепко и О.П, Терлеева (53) 621 ° 357.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 926083, кл. С 25 D 9/06, 1980.

1 (54) (57) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

НА МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ в режиме микродугового оксидирования в щелочном

Изобретение относится к области электрохимического нанесения защитных покрытий на металлы и сплавы, Целью изобретения является повышение износостойкости покрытий и уменьшение числа сквозных пор.

Поставленная цель достигается тем, что процесс нанесения покрытий на металлы и сплавы ведут в режиме микродугового оксидирования в щелочном электролите, подавая на изделие катодный ток в интервале 0,5-24 А/дм анодный ток — в интервале 0,625 А/дм, а соотношение между амплитудными значениями токов поддерживают в пределах 0,50-0,95, при этом чередуют с частотой 50 Гц положительный импульс напряжения с отрицательным.

Если подавать подряд более одного отрицательного импульса напряжения, разряды гаснут, покрытие начинает отслаиваться.

„„SU„„1200591 д электролите при наложении положительных и отрицательных импульсов напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости покрытия и уменьшения сквозной пористости, наложение положительных и отрицательных импульсов напряжения осуществляют с частотой 50 Гц, а величины катодного и анодного токов

: поддерживают в интервалах О, 5-24 А/дм и 0,6-25 А/дм2, соответственно при соотношении амплитудных значений катодного и анодного токов в пределах

0,5-0,95.

Минимальная плотность катодного тока (D„) 0,5 А/дм определяется из условия коллективного горения катодных дуговых зарядов, необходимого для обеспечения равномерности наносимого покрытия. Минимальная плотность анодного тока (D ) 0,6 А/дм2 определяется необходимостью выполнения соотношения D„:D 0,95, так как при увеличении D„:D до 0,97 резко снижается микротвердость покрытия и увеличивается износ> при дальнейшем увеличении указанного соотношения получение прочно сцепленного с поверхностью покрытия становится невозможным. При величине соотношения D„:D 0,5 резко снижается износостойкость покрытия.

При плотности токов D „ ) 24 А/дм и

D o 25 А/дм2 резк нижается прочность сцепления покрытия с основой.

1200591

При реализации предлага tH I о способа образуется двухслойное покрытие.

Внешний поликристаллический слой, способствующий формированию монолит-.

5 ного проплавленного внутреннего слоя, в процессе эксплуатации изделия сошлифовывается. Все приведенные характеристики покрытия получены для внутреннего слоя покрытия, являющего- 10 ся, по существу, рабочей поверхностью изделия.

Пример 1. Нанесение покрытия на образец из алюминия А-О осуществляли из ванны с электролитом сле- 15 дующего состава„ г/л:

Едкое кали 84 Иидкое стекло- 200

Вода До 1л при последовательном чередовании от- 20 рицательных и положительных импульсов напряжения. Плотность тока отрицательных импульсов D„ = 2,5 А/дм, плотность тока положительных импульсов Р = 1,25 А/дм ; П :1? =0,5. Про- 25 цесс .осаждения проводили при постоянHbIx значениях D» H П ро достижения амплитудного значения напряжения; для положительных импульсов — 200 В, для отрицательных 70 В. Для получен- 30 ного покрытия определяли износостойкость, наличие сквозных пор и микротвердость. Микротвердость измеряли стандартным методом на приборе ПМТЗ при нагрузке 200 Г на поперечных шпифах образцов с покрытием. На наличие сквозных пор образцы испытывали по следующей методике ° Брали стандартный электролит для меднения следующего состава, г/л:

Сернокислая медь 200

Серная кислота 50

Вода До 1л, заполняли электролитическую ванну и помещали испытываемый образец в ка4э честве катода, анодом служила медная проволока. На образец подавали напряжение 2-3 В и вели процесс до появления на поверхности образца красных точек — вышедшей по порам на поверхность образца меди. Затем под микроскопом считали количество пор на единицу площади, Иэностойкость покрытия оценивали при трении покрытого образца о закрепленные абразивные частицы (наждачная бумага

55 из карбида кремния зернистостью ,150 мкм) все время по свежему месту

1 абразивной поверхности. Износ покрытия оценивали весовым способом на весах ВЛЛ 200 М с точностью до

0,0001 r, время испытания 240 с.

Удельная нагрузка ла образец 5 кГс/см .

Микротвердость полученных покрытий

1200 кГ/мм . Количество пор 50-55 на

1 см . Абразивный износ 0,064 Г/см .

Пример 2. Нанесение покрытия на образец из алюминия Д-16 осуществляли из электролита, сбдержащего водный раствор едкого кали (3 г/л), при плотности тока катодных импульсов

D „ = 14,3 А/дм, плотности тока анодных импульсов Лц =- 20 А/дм ; D< =

20 А/дм ; D„:D = 0,7. Процесс заканчивали при анодном напряжении

650 В и катодном 330 В.

Микротвердость 2300 кГ/мм . Количество пор на см менее 1. Абразивный износ 0,033 Г/см °

Пример 3. Образец из стали ст. 3 помещали в электролитическую ванну с электролитом следующего состава, г/л:

Жидкое стекло 1,0

Алюминат натрия 3 5

Вода До1л

Вторым электродом служила ванна.

Катодная плотность тока 14,0 А/дм, анодная плотность тока 18 А/дм . Соотношение D„:Р =0,8. Плотности тока поддерживались постоянными до конца процесса. Конечное катодное напряжение 470 В, конечное анодное напряжение 730 В. Микротвердость полученных покрытий 1200 кГ/мм . Количество пор на см 10-15. Абразивный износ

0,081 Г/см .

Пример 4. Образец иэ алюминия А-0 помещали в электролитическую ванну с электролитом следующего состава, г/л:

Едкое кали 0,33

Алюминат натрия 0,33

Вода До1л

Вторым электродом служила ванна.

Катодная плотность тока — 23,8 А/дм, анодная плотность тока 25 А/дм .

Плотности тока автоматически поддерживались постоянными. Конечное катодное напряжение 610 В, конечное анодное напряжение 1000 В. Микротвердость полученных покрытий 2200 кГ/мм, количество пор на см менее 1. Абразивный износ 0,045 Г/см .

Пример 5. Для сравнения образцы из алюминия А-О покрывали в электролите, содержащем 350. г/л

5 1?00591 6

Иа 8 .0 (24 об „Х) по (1) . Процесс му способу, по сравнению с известным вели в режиме Р„ „ „= 30 A/ëì, 0 „„,= вьш1е в 5-7 раз; количество сквозных

5 А/дм, напряжение положительных пор ниже в 30- 1000 раз, абразивный . импульсов 1000 В напряжение отрица- износ ниже в 3-8 раз. у С 5 тельных импульсов 500 В. Через 50 по- Предлагаемый способ обеспечивает пожительных импульсов подавали 1 от- полУчение покРытий, обладающих высоI рицательный, кими механическими свойствами: иэноМикротвердость полученных покры- состойкостью, антифрикционностью тий 340 кг/мм ; количество сквозных 1п высокой нагрузочной способностью пор на см -1200- 1800; абразивный из- и может быть использован в манос 0,235 г/см2 . шиностроении, нефте- . и газодобыСравнительный анализ полученных вающей промышленности для защиТы . данных показывает, что микротвердост» металлических изделий от износа и покрытий, полученных по предлагаемо- 15 коррозии.

Корректор В.Гирняк

Редактор А.Кузнецова Техред М.Моргентал

Заказ 1922 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,101