Способ получения композиционных покрытий

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз CoaetcMNx .

Социалистических

Республик (il> 960319 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 130481 (21) 3278575/22-02 (%1) м. Nn. з с присоединением заявки H9—

С 25 D 15/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет Опубликовано 230982. Бюллетень Мо 35 (33) УДК 621.357. . 7 (088. 8) Дата опубликования описания 2309,82

Тюменский индустриальный институт им. ЛенинсКого комсомола (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЙ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится х нанесению электролиткческих композиционных покрытий и может быть использовано прк изготовлении и восстановлении изношенных поверхностей деталей машин, работающих в узлах трения.

Йзвестен способ получения композиционных покрытий, в частности никель — Мо8й, включающий электро-, осаждение покрытия из суспензии дисульфида молибдена в электролите никелирования 11). Недостатками способа являются низкая производительность процесса, связанная с невозможностью применения высоких плотностей тока, при.водящих к ухудшению качества покрытия (осадок получается грубая, рыхльвд и не подходит для поверхностей трения), невозможность получения компознциойных покрытий толщиной более л 30 мкм с содержанием дисульфида молибдена более 20% кэ-за изоляции катодной поверхности.

Известен способ получения компо- зиционных покрытий, включающий попеременное электрохимическое осамденке металла и нанесение дисульфкда молибдена на поверхность кздепия. Согласно этому способу покры- З0 ваемую поверхность в процессе электрохимического осаждения металла, в частности нИкеля, натирают брикетом спрессованного дисульфида молибдена, при этом удельное давление брикета на поверхность изделия составляет 0,8-1 кгс/сма, а плотность катодного тока при осаждении никеля - 0,25-0,3 А/см 12).

Недостатками этого способа являются низкая произвОдительность процесса, обусловленная тем, что о использованием брикета не представляется воэможнын вдавливать частицы дисульфкда молибдена и осуществлять пластическое дефог ированке микронеровностей, образующихся в процессе электроосаждения металлического. слоя; невозможность получения композиционных покрытий с высоким содержанием частиц дксульфида молибдена (более 12 об.Ъ) из-за малого удельного. давления бруска и высокой проч ности связывающего материалат малая толщина покрытий, связанная с тем, что этим способом не обеспечивается сглаживание микронеровностей, образувзщкхся во время нанесения покрытия.

960319

Целью изобретения является интенсификация процесса и увеличение толщины покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему попеременное злектрохимическое осаждение металла и нанесение дисульфида молибдена на поверхность изделия, дисульфид молибдена наносят на поверхность роликом из оуспензии при удельном давлении его на поверхность 6-12 кгс/см, а электрохимическое осаждение металйа ведут при плотностях тока 5-8 A/ñì -.

Способ осуществляют следующим образом..

Деталь закрепляют в приспособ-. лении таким образом, чтобы часть поверхности, на которую наносят покрытие, находилась в электролите.

Около поверхности детали, находящейся эа пределами объема электролита, устанавливают ролик, смачиваемый в течение проведения процесса суспенэией дисульфида молибдена в формидроне при концентрации .дисуль. фида молибдена 60%. Для получения композиционного покрытия деталь приводят во вращение с тангенциальной скоростью движения поверхности 2,55 0 м/с. При плотности тока 0,10,15 А/см ., напряжении 3-6В первоначально осаждают подслой чистого металла толщиной 4-7 мкм для улучшения сцепления последующего композиционного покрытия с основой. При проведении процесса осуществляют прокачивание электролита в зоне электролиза. Далее, не прерывая процесса электрохимического осаждения металла к поверхности, находящейся в данный момент вне электролита, прижимают ролик, смоченный суспензией, с усилием 6-12 кгс/см и устанавливают плотность тока 5 8 A/ñì при напряжении 6-10 В.

Механизм образования композиционного покрытия заключается B следующем.

При выходе поверхности детали из эоны электролиза ролик смочен- ный суспенэией, вдавливает частицы дисульфида молибдена в микроуглубления поверхности осажденного. металла. Одновременно при удельном давлении 6-12 кгс/см происходит пластическая деформация микронеровностей, образующихся во время осаждения металла, и захват частиц на поверхности деформируемым металлом.

Вдавливание частиц дисульфида молибдена в микроуглубления поверхности и пластическую деформацию образующихся микронеровностей производят непрерывно {в каждый слой металла, полученного при однократном прохождении зоны электролиза), или периодически (в каждый слой металла, образованный при многократном прохождении эоны электролиза}. Неперывное вдавливание частиц н пластическая деформация -микронеровностей осуществляются при постоянно поджатом ролике к поверхности осаждения, а периодическое, когда прижим ролика производится через определенные промежутки времени.

Пластическое деформирование обра10 . зующихся микронеровностей ведет к прекращению роста кристаллов и образованию новых центров кристаллизации. Это позволяет применять вы- g сокие йлотности тока от 5 до 8 А/см

15 и, таким образом, интенсифицировать процесс получения покрытия.

Пластическая деформация приводит к сглаживанию образующихся микронеровностей, что обеспечивает щ выравнивание. плотности тока по поверхности H тем самым увеличение толщины покрытия.

Изменение силы давления ролика от О. до -12 кгс/см дает возможность регулировать содержание частиц по толщине покрытия и получать как чистометаллические, так и композиционные с содержанием частиц дисульфида молибдена.до 25-30 об.%..

Пример 1. Композиционные электрохимические покрытия на основе меди и дисульфида молибдена наносят на подшипники скольжения иэ свинцовистой бронзы следующим образом.

Вначале. осаждают слой чистой меди толщиной около 5 мкм из электролита, содержащего, г/лг

Сернокислая медь 350

Серная кислота 75

Фенол 8

40. при плотности тока 0,1 A/cM u йапряжении 4 В, Далее наносят композиционный слой. Ролик, смоченный суспензией, .содержащей 60% дисульФида молибдена в формидроне,прижи45,мают к -поверхности детали с усилием

10 кгс/см . Электрохимическое.осаждение металла ведут при плотности катодного тока 8 A/ñì, напряжении . 8 В, величине межэлектродного эа0 зора 0,5 мм (без учета толщины осадка), температуре электролита

35 С, тангенциальной скорости вращения катода 3,6 м/с. В течение

25 мин получают- покрытие толщиной

1,2 мм с содержанием дисульфида молибдена 27,5 об.%.

При изгибе образца на угол 90 отслоение покрытия не наблюдается.

Покрытия обладают свойствами самосмазывания, коэффицйент трения

60 0,0235.

П р и .м е р 2, Композиционное покрытие на основе железо-цинкового сплава и дисульфида молибдена наносят на стальную поверхность като65 да следующим образом.

960 319

Формула изобретения

Составитель Ю, -Ипатов

Редактор Н. Гунько Техред M.påmâåñ Корректор Л. Бокшан

Заказ 7159/34 Тирах 686 . Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Вначале осаждают слой чистого железо-цинкового сплава толщиной ."7 мкм иэ электролита, содержащего, г/лг

Сернокислый цинк 300

Сернокислое железо 25 5

Сернокислый натрий 100 .

Сернокислый алюминий 40 при плотности тока 0,05 A/см и напряжении 3 В.

Далее наносят композиционный сло(1ц для чего ролик, смоченный суспенэией, содержащей 60% дисульфида мо-. либдена в формидроне, прижимают к поверхности детали с усилием

12 кгс/см . Электрохимическое осаж- !5 дение металла ведут npm плотности катодного тока 5 A/ñì, напряжении

7 В, величине межэлектродного зазора 0,6 мм (без учета толщины осадка), температуре электролита 20 С 7О тангенциальной скорости вращения. катода 4,2 м/с.

В течение 40 мин получают покрытие толщиной 1 мм с содержанием дисульфида молибдена 23,4 об.%. 25

Сцепление осадка с подложкой хорошее. Покрытие обладает свойствами самосмазывания, коэффициент трения

0,037. . Пример 3. Композиционное покрытие на основе цинк-никелевого сплава наносят на стальную поверхность катода следующим. образом.

Вначале осаждают слой чистого цинк-никелевого сплава толщиной л 6. мкм из электролита следующего состава, г/л:

Цинк сернокислый 300

Никель-аммоний сернокислый 50

Натрий уксуснокислый 50 при плотности тока 0,06 А/см и напряжении 4 В.

Далее ролик, смоченный суспензией, содержащей. 60%.дисуль|ида молибдена s формидроне, прижимают к 45. поверхности детали с усилием

12 кгс/см . Электрохимическое осажцение металла ведут при плотности. катодного тока 5 A/ñì, напряжении

7 В, величине межэлектродного зазора 0,5 мм (без учета толщины осадка), температуре электролита 40 5 С, тангенциальной скорости вращейия катода 3,8 м/с.

Получают покрытие толщиной

0,72 мм с содержанием.днсульфида молибдена 25,3 об.Ъ.

При изгибе образца на угол 90 отслоение покрытия не наблюдают.

Покрытия обладают свойствами самосмазывания, коэффициент трения 0,03.

По сравнению с известным предлагаемый способ получения композиционных покрытий обеспечивает .повышение производительности в 3-5 раз и увеличение толщины покрытия до 1,2 мм, что позволяет восстанавливать детали co значительным износом, а также изготавливать новые.

Способ получения композиционных покрытий, включающий попеременное электрохимическое осаждение металла и нанесение дисульфида молибдена на поверхность изделия, о т л ич а ю щ и и сятем,,что, с целью интенсификации процесса и увеличения толщины покрытия, дисульфид молибдена наносят на поверхность изделия В виде суснензии роликом при удельном давлении его на поверхность 6-12 кгс/см а электрохимическое осаждение металла ведут при плотностях тока 5-8 A/ñì

Источиики информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Сайфуллин Р.C. Композиционные покрытия и материалы. М., Химия, 1977, с. 137-138.

2. Авторское свидетельство СССР, Р 412294, кл. С 25 D 5/22, 1972 °