Разработка технологии получения износостойкого, коррозионностойкого покрытия сплавом никель-хром

• Автор: Метальникова, Ольга Константиновна
• Шифр специальности: 05.02.01, 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОГО, КОРРОЗИОННОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ СПЛАВОМ НИКЕЛЬХРОМ

1.1 Физикомеханические свойства и области применения

покрытий сплавом никельхром

1.2 Характеристика электролитов для осаждения сплавов.

1.2.1 Электролиты никелирования.

1.2.2 Электролиты хромирования.

1.2.3 Зависимость состава сплава от состава электролита и

режима получения.

1.3 Комплексообразование ионов никеля и хрома в водных растворах

1.4 Закономерности совместного разряда ионов металлов при электроосаждеиии сплавов.
1.4.1 Влияние термодинамических факторов на электроосаждение сплава.
1.4.2 Кинетика электроосаждения сплава.
1.4.3 Механизм осаждения металлов и сплавов из комплексных электролитов.
1.4.4 Электрокристализация сплавов.
1.5 Анализ литературных данных и выбор направления исследования
ГЛАВА П МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1 Объект исследования
2.2 Анализ электролитов и сплавов на содержание никеля и хрома
2.3Методы исследования влияния технологических факторов при электроосаждеиии сплавов.
2.4 Методы исследования кинетических закономерностей.
2.5 Методы изучения комплексообразования.
2.6 Методы изучения структурных, физикомеханических свойств и
коррозионной стойкости покрытий.
ГЛАВА III ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ СПЛАВА НИКЕЛЬХРОМ ИЗ ЭЛЕКТРОЛИТОВ НА ОСНОВЕ ХРОМА III.
3.1 Стабилизация электро.1гита для осаждения сплава никельхром.
3.2 Исследование влияния полупроницаемой перегородки между катодным и анодным пространствами на стабильность электролита.
3.3 Зависимость состава сплава, выхода по току и внешнего вида
покрытий от состава электролита и режима осаждения
ГЛАВА IV ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ СПЛАВА НИКЕЛЬХРОМ.
4.1 Исследование кинетики осаждения сплава никельхром
4.2 Исследование поляризации осаждения сплава никельхром.
ГЛАВА V ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРНЫХ, ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И КОРРОЗИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПОКРЫТИЯ .
5.1 Исследование структуры покрытий сплавом иикельхром
5.2 Исследование внутренних напряжений в покрытиях
сплавом никельхром.
5.3 Исследование микротвердости и износостойкости покрытий
сплавом никельхром.
5.4 Исследование коррозионной устойчивости покрытий
сплавом никель хром
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Высокая твердость и износостойкость никелевых покрытий используются в полиграфической промышлешюсти для клише и стереотипов, для мерительного инструмента, в машиностроении и приборостроении для деталей, эксплуатируемых в условиях сухого трения. Гальванические покрытия хромом обладают высокой твердостью, термостойкостью и химической устойчивостью. Хром обладает' большой' стойкостью против воздействия многих кислот и щелочей: он не растворим в растворах азотной и серной кислот; в соляной кислоте и горячей серной хром легко растворяется. На воздухе и под действием окислителей хром пассивируется и на его поверхности образуется тонкая оксидная пленка. Вследствие наличия на поверхности оксидной пленки, электродный потенциал хрома сдвигается в положительную сторону и поэтому по отношению к стали, хромовое покрытие является катодным покрытием. При наличии пор в покрытии хромовое покрытие не обеспечивает надежной защиты стальных деталей от коррозии. Физические свойства хрома следующие: температура плавления °С, удельное электрическое сопротивление 0,9 Ом-мм^м, удельная теплоемкость 0,0 ккал/г°С, теплопроводность 0, Дж/(ч*°С) твердость (НВ) кг/мм2. Физические свойсгва гальванических покрытий хромом значительно отличаются от металлургического. Хромовые покрытия широко применяются в различных отраслях промышленности [3-5]. Для защитно-декоративных целей. Для увеличения отражательной способности. Для увеличения износоустойчивости. В этом случае хромовое покрытие не только обеспечивает износостойкость, но также исключает налипание прессуемых материалов к поверхности матриц. Большие перспективы имеют гальванические покрытия сплавами никеля и хрома: никель-олово[6-], никель-ванадий[], никель-вольфрам [,], никель-цинк [-], никель-кобальт [-], но наибольшее применение как износостойкое, коррозионностойкое, жаростойкое, с декоративным внешним видом могут найти применения покрытия сплавом никель-хром [-]. Характеристика элеотролитов для осаждепил сплавов никель-хром. Электролиты никелирования подразделяются на кислые и щелочные. К кислым электролитам относятся сернокислые, хлористые, сульфаминовокислые, кремнефтористоводородные, борфтористоводородные и др. К щелочным электролитам относятся шпратпые, этилендиамшювые, тартратные и др. Электроосаждение никеля всегда сопровождается значительной катодной и анодной поляризацией, поэтому гальванические покрытия, как правило, получаются мелкокристаллические, полублестящие, а при введении специальных добавок - блестящие. В процессе электролиза никелевые аноды пассивируются, что приводит к уменьшению концентрации ионов никеля в электролите и к снижению выхода по току. Введение ионов хлора в электролит снижает анодную поляризацию вследствие растворения пассивной пленки. Ионы хлора вводятся в виде хлорида натрия или калия и хлорида никеля. При электроосаждетш никеля из кислых растворов наряду с никелем на катоде выделяется и водород, что приводит к снижению выхода по току и при этом pH прикатодного пространства повышается. Повышение pH прикатодного пространства может привести к образованию хрупких и шероховатых покрытий, что связано с соосаждением основных солей никеля. Выделешю водорода па катоде приводит к образованию шггппгга. В качестве буферных соединений, создающих устойчивость pH раствора, ггрименяют борную кислоту или уксуснокислый нагрий. Сернокислые электролиты. Такие электролиты имеют разнообразный состав и широко применяются в различных отраслях промышленности. Эти электролиты весьма чувствительны к наличию посторонних примесей. Качество получаемых осадков ухудшается с накоплением в электролите таких примесей, как железо, цинк, медь и органические соединения. В таблице 1. Сульфаминовые электролиты. Гальванические покрытия, полученные из такого электролита, отличаются пластичностью без внутренних напряжений с хорошим сцеплением со стальной основой. Состав сульфаминового электролита следующий (г/л): сульфамат никеля -0-0; борная кислота- -; хлорид натрия - -; моющее средство «Прогресс» - 2-3; паратолуол сульфамид - 1,5-2. Осаждение ведут при плотности тока 5 А/дм2, температуре -°С, pH 4-4,5. Борфтористоводородиые электролиты. Такой электролит применяется для скоростного никелирования. Таблица 1.