Влияние термической обработки на прочность сцепления электроосажденных покрытий с металлической основой

• Автор: Плеханов, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 128 с. : ил

1. ХАРАКТЕРИСТИКА И ПОЛУЧЕНИЕ ИССЛЕДУЕМЫХ ПОКРЫТИЙ.

1.1. Хромистые покрытия

1.2. Никелевые покрытия

1.3. Железные покрытия.

1.4. Медные покрытия.

1.5. Получение покрытий

1.6. Факторы, влияющие на прочность сцепления покрытия с основой .

1.7. Постановка задач исследования.

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ.

2.1. Испытания покрытий на прочность сцепления с основой.

2.1.1. Качественные методы определения прочности сцепления.

2.1.2. Количественные методы определения прочности сцепления .
2.1.3. Модернизация методов определения прочности сцепления
2.2. Определение твердости покрытий
2.3. Структурные методы исследования.
3. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ.
3.1. Дефектность кристаллической структуры гальванических покрытий
3.1.1. Точечные дефекты
3.1.2. Линейные дефекты
3.1.3. Поверхностные дефекты.
3.2. Макроскопические дефекты
3.3. Влияние условий электрокристаллизации на структуру
покрытия.
Выводы по главе
4. ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ НА ФОРМИРОВАНИЕ ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ И НА ПРОЧНОСТЬ СЦЕПЛЕНИЯ ПОКРЫТИЯ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОСНОВОЙ.
4.1. Модельный эксперимент в системе ЫнВ1
4.2. Исследования прочности сцепления никелевых и хромистых покрытий после низкотемпературного отжига.
4.3. Механизм повышения прочности сцепления покрытий.
4.3.1. Роль равновесных вакансий в диффузии атомов кристаллов .
4.3.2. Схема диффузионных потоков на границе раздела основной металл покрытие.
4.3.3. Влияние сверхравновесных вакансий на диффузионный
процесс
4.3.4. Расчет коэффициентов диффузии при низкотемпературном отжиге покрытий.
Выводы по главе
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМООБРАБОТКИ,
ПОВЫШАЮЩЕЙ ПРОЧНОСТЬ СЦЕПЛЕНИЯ ПОКРЫТИЯ С ОСНОВОЙ
5.1. Влияние режимов электрокристаллизации и термообработки на прочность сцепления промышленных покрытий
5.1.1. Плотность тока при электрокристаллизации
5.1.2. Температура и продолжительность отжига.
5.1.3. Температура закалки металлической основы.
5.2. Технология термической обработки для получения
прочносцепленных гальванических покрытий и ее
промышленная апробация.
Выводы по главе.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ


Первые предназначены для защиты изделий от коррозии в различных средах эксплуатации. Декоративные обеспечивают привлекательный внешний вид изделий. Защитнодекоративные, в основном, придают изделиям эстетичный внешний вид, попутно предохраняя их от непосредственного контакта с неблагоприятной внешней средой. Функциональные покрытия обеспечивают поверхности изделий износо и жаростойкость, отражательную способность, паяемость, электрические и магнитные свойства и т. Некоторые покрытия могут относиться одновременно к нескольким классификационным типам. В работе исследовали прочность сцепления никелевых, хромистых, железных и медных покрытий. Кратко охарактеризуем их свойства и опишем наиболее распространенные технологии нанесения. Электролитический хром получил широкое распространение в качестве износостойкого, защитнодекоративного и функционального покрытия. Основными физикомеханическими свойствами осадков хрома являются высокие микротвердость 0 НУ и износостойкость покрытий, что обусловило их использование для упрочнения рабочих поверхностей деталей машин. Хром также имеет высокую коррозионную стойкость, его осадки толщиной в десятые и даже сотые доли микрометра практически сплошные. С. Отражательная способность хромистых покрытий достигает аналогичной величины серебряных, причем с течением времени она практически не меняется, в то время как у серебряных покрытий снижается изза взаимодействия с сероводородом. Наряду с перечисленными свойствами электролитическим осадкам хрома присущи большие напряжения растяжения, относительно малые коэффициенты трения и линейного расширения, высокая теплопроводность и низкая смачиваемость жидкостями. Параметры осаждения, получившие широкое промышленное внедрение, приведены в табл. Таблица 1. Но при этом для достижения наиболее высокого выхода по току оптимальное массовое соотношение хромового ангидрида и серной кислоты должно быть . При недостатке ионов трехвалентного хрома или полном их отсутствии, что характерно для вновь приготовленных электролитов, невозможно получить качественные осадки хрома. Для увеличения концентрации Сг3 через электролит пропускают ток при плотности Адм2 и катодной площади, в раза превышающей анодную. Для осаждения износостойких покрытий повышенной твердости используют электролит с низкой гл концентрацией хромового ангидрида. В разбавленных растворах несколько выше рассеивающая способность, выход металла по току составляет , снижаются непроизводительные потери хромового ангидрида, уносимого вентиляцией и выгружаемыми из ванны деталями. Растворы с повышенной концентрацией хромового ангидрида до гл в основном применяют для осаждения защитнодекоративных хромовых покрытий. Хотя осадки имеют сравнительно невысокую твердость, значительно расширяется рабочий интервал условий электролиза. При этом выход по току меньше, чем в стандартном электролите, рассеивающая способность наиболее низкая и значительно возрастают потери хромового ангидрида. В зависимости от параметров электролиза получают хромовые покрытия трех типов 1, 2 серые, обладающие низкими физикохимическими свойствами и не имеющие практического применения блестящие, отличающиеся высокими твердостью и износостойкостью молочные, наименее пористые и наиболее пластичные табл. Различные виды хромовых покрытий имеют следующие значения твердости, МПа блестящие 0 молочные серые отожженный хром . Таблица 1. Коэффициент трения определялся по схеме, имитирующей работу вала в подшипнике. Коэффициент трения хрома по чугуну, бронзе и баббиту в дватри раза ниже, чем у закаленной стали. В условиях ограниченной подачи смазки коэффициент трения пористого хрома по чугуну в 1,6 раза меньше, чем для гладкого хрома. Хромистые покрытия с успехом применяют для исключения задиров при трении склонных к схватыванию материалов коррозионностойких сталей, титановых сплавов и др. Износостойкость стальных деталей после хромирования возрастает в три пять раз. Износостойкость и твердость хромистого покрытия связаны сложной зависимостью с плотностью тока осаждения рис.