Повышение износостойкости композиционных электрохимических хромовых покрытий за счет использования дисперсных порошков твердых сплавов, полученных электроэрозионным диспергированием

• Автор: Звонарев, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Глава 1. Глава И. Метод испытания образцов на износостойкость Глава III. Глава IV. Получение покрытий из электролитовсуспензий, приготовленных с применением порошков ЭЭД. Структура и свойства полученных покрытий. Технология нанесения КГП. Износостойкость покрытий. Результаты исследований , , показывают, что физикомеханические свойства покрытий существенно зависят от параметров режима электроосаждения, если в матрицу внедряются частицы размером несколько микрометров. Такой же вывод можно сделать на основании изучения моделей двухфазных систем, когда упрочнение происходит при наличии в матрице крупных частиц. Исходя из этого, при постоянной интенсивности движения Э С можно оптимизировать режим электроосаждения и концентрацию частиц в ванне, например, методом математического планирования эксперимента. Внедрение технологических процессов упрочнения и восстановления деталей композиционными покрытиями связано с технологической подготовкой цехов. Основные нормы проектирования гальванических цехов и участков, разработки технологических процессов по подготовке деталей к нанесению покрытий, а также выбор соответствующих оборудования, приспособлений, средств автоматизации и контроля пригодны и для подготовки производства осаждения КГП.

КГП, создать физикоматематические модели процесса. Только

в конце х гг. Оказались возможным приближенное определение состава КГП по заданным параметрам процесса и, наоборот, подбор технологического режима по заданному составу. Сущность процесса нанесения композиционных электрохимических покрытий. При пропускании через суспензию электрического тока на детали образуется покрытие. Технология электроосаждения позволяет получать покрытия толщиной 0 мкм и более, а также изменять физикомеханические свойства КГП. Процесс хорошо поддается регулированию и автоматизации, часто не требуется дополнительная механическая обработка покрытия, но, главное, низкотемпературный процесс осаждения частиц и ионов металла практически не изменяет структуру материала детали. Включение дисперсных материалов в металлическую матрицу значительно изменяет свойства покрытий, а главное повышает их износостойкость, антифрикционные характеристики, термическую и коррозионную стойкость, что создает предпосылки для широкого применения покрытий в самых разнообразных устройствах. Практические примеры реализации технологии осаждения КГП показали, что гальванические покрытия с дисперсной фазой обладают уникальными свойствами и могут быть использованы для решения разнообразных задач. Однако внедрение КГП в практику машиностроения и ремонтного производства сдерживается изза ограниченности сведений по технологии нанесения, физикомеханическим свойствам, структуре и износостойкости покрытий и др. Механические и эксплуатационные свойства КГП зависят от структуры матрицы, концентрации и свойств дисперсной фазы. Например, прочность, пределы текучести и выносливости, напряжения в покрытии определяются макроструктурой. Микротвердость, микропластичность, микронапряжения локализуются в объеме зерна. Границы зерен, неметаллические включения, дефекты, связанные с субструктурными несовершенствами, определяют теплофизические, электрофизические и другие свойства композиционных покрытий. Структура КГП формируется в условиях сложного влияния различных факторов. Это обуславливает разнообразие структурных форм покрытий, а, следовательно, и качество КГП, их физикомеханические свойства. Теоретические модели образования КГП являются основой для решения задачи получения КГП с постоянной или переменной долей частиц в покрытиях. Согласно количественным оценкам механизмов переноса на катод частиц размером менее 2 мкм частицы таких размеров попадают в покрытия по механизму конвективной диффузии. Состав покрытия в этом случае зависит от ионного состава электролитасуспензии ЭС, концентрации частиц в ванне, коэффициента диффузии, плотности тока и свойств материала матрицы. Интенсивность движения суспензии существенно не влияет на состав КГП и может быть выбрана в широких пределах, поэтому для осаждения КГП можно использовать самые разнообразные способы транспортирования частиц к катоду рис. Как показывает термодинамическая модель ЭС и физикоматематическая модель КГП , состав покрытия значительно зависит от плотности тока, и температуры, а свойства покрытия в большой мере определяются наличием в матрице мелких частиц. Несколько иначе образуются КГП и изменяются их свойства при осаждении с металлом частиц размером более 2 мкм. Количественные оценки и модель КГП показывают, что частицы достигают катода главным образом по конвективномиграционному механизму. Для прогнозирования состава КГП необходимо определить интенсивность движения суспензии, скорость относительного переноса и концентрацию частиц в ванне при других известных параметрах процесса. Д
Рис. Схемы транспортирования частиц в зону катода, а покачиванием анодных штанг б осаждение в поле сил тяжести в барботированием суспензии сжатым воздухом или газом г вращением детали д механическим перемешиванием мешалками е в центробежном поле ж непрерывной седиментацией з ультразвуковыми или акустическими колебаниями 1 ванна 2 электролит 3 анод 4 деталь 5 вращающее устройство 6 корзина 7 вентиль 8 компрессор 9 воздушный фильтр привод мешалки насос фильтр крупных частиц источник колебаний.