Повышение эксплуатационных характеристик железных электролитических покрытий нитроцементацией

• Автор: Чернявский, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ

ЖЕЛЕЗНЕНИЕМ. ПРИМЕНЕНИЕ ХИМИКОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ПОКРЫТИЙ

1.1. Технология восстановления деталей машин гальваническим железом

1.2. Перспективы использования нитроцементации для повышения эксплуатационных свойств железных покрытий
1.3 Перспективы использования нитроцементации для повышения эксплуатационных свойств железных покрытий

1.4. Выводы. Направление исследования

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Оборудование и технология получения железных осадков из хлористых электролитов на переменном токе
2.2. Нитроцементация электролитических покрытий
2.3. Методика определения состава, структуры и свойств нитроцементованных слоев
2.4. Математическое планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ЖЕЛЕЗА ИЗ ХЛОРИСТЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АСИММЕТРИЧНОГО ТОКА
3.1. Влияние режимов электролиза на скорость осаждения и качество железных покрытий
3.2. Микроструктура железных покрытий и прочность сцепления с основным металлом
3.3 Исследование свойств железных электролитических покрытий
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ
НА СТРУКТУРУ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗНЫХ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ
4.1 Пастообразный карбюризатор для нитроцементации электроосаждеиного железа
4.2 Влияние режимов нитроцементации на глубину, структуру и фазовый состав диффузионных слоев на железных гальванических осадках
4.3 Физикомеханические свойства нитроцементованных электролитических железных покрытий
4.4 Влияние нитроцементации на износостойкость и усталостную прочность деталей, восстановленных электролитическим железнением
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Введение этих добавок позволяет несколько понизить рабочую температуру процесса электроосаждения, однако получить качественные осадки (плотные, вязкие и достаточно твердые) при комнатной температуре, как из сернокислых электролитов, с помощью предлагаемых мер не удалось. Известно [, , ], что использование для электролиза токов сложной формы ведет к повышению производительности процесса электроосаждения и к повышению качества покрытия. Это связано с особенностями электрохимических процессов в прикатодном пространстве электролизной ванны. При осаждении металла, в частности железа, на постоянном токе повышение плотности катодного тока выше некоторого оптимального значения приводит к уменьшению количества катионов железа за счет их интенсивного разряда на катоде. При этом подвод новых катионов железа из раствора из-за рассеяния тока в электролите не восполняет их убыли из-за усиленного разряда. Чем больше плотность катодного тока, тем быстрее разряжаются катионы и тем меньше их остается в прилегающем к поверхности катода слое электролита. Если на непродолжительное время прекратить катодное осаждение и заменить его анодным растворением (поменять полярность тока в электролизной ванне), приэлектродный слой электролита обогатится катионами металла. Очевидно, что при этих условиях электролиза катодная плотность тока может быть выбрана значительно более высокой, чем при стационарном ведении процесса на постоянном токе. Из различных токов сложной формы для получения гальванических осадков наиболее приемлемым является асимметричный переменный ток промышленной частоты, для получения которого требуется простое электротехническое оборудование. Авторами работ установлено, что применение асимметричного тока дает возможность получать качественные покрытия из сплавов на основе железа с достаточной прочностью сцепления с основным металлом из холодных хлоридных электролитов, при этом скорость осаждения остается такой же высокой, как и в горячих электролитах [,,]. Установлено, что при высоких показателях асимметрии проявляется предельная плотность тока, после которой выход по току и производительность процесса снижается. По графику (рис. Плотность катодного тока Рис. В таблице 1. Как видно из приведенных данных, периодическое изменение направления тока допускает значительное увеличение плотности катодного тока, что способствует росту толщины покрытия при хорошем качестве. Так, если при обычном процессе (на постоянном токе) максимально возможная толщина покрытия за мин может быть достигнута до 0, мм, то при асимметричном токе толщина покрытия при тех же условиях электролиза может достигать 0,5 мм и более. Таблица 1. То же. При увеличении длительности процесса на периодическом токе можно получить качественные покрытия весьма значительной толщины. Зависимость толщины электроосажденного металла от длительности электролиза при р = 6 представлена на рис. Как видно из приведенного рисунка, с увеличением продолжительности процесса интенсивность роста толщины покрытия постепенно снижается. Это объясняется, по-видимому, тем, что с ростом толщины покрытия снижается истинная плотность тока fia катоде. Происходит экранирование катода на выступах покрытия, дендритах и т. Рис. Интенсивность роста покрытия в значительной мере зависит от размеров покрываемой детали: чем больше диаметр и масса детали, тем выше допустимая толщина покрытия. Например, при использовании периодического тока покрытие толщиной 3 мм может быть получено на детали диаметром мм. Нарастить такую толщину покрытия на деталях (образцах) меньшего диаметра не удается из-за трещин, возникающих в покрытии в результате возникновения значительных растягивающих напряжений. С другой стороны, такие толщины на постоянном токе не удается получить на деталях даже больших размеров, поэтому наращивание поверхностных слоев деталей с большими износами возможно только с применением тока переменной полярности. Изменение показателя асимметрии тока оказывает влияние на структуру покрытий, их микротвердость и выход по току (рис.