RU2375494C2 - Method of production of metal-diamond chemical coating - Google Patents

Method of production of metal-diamond chemical coating Download PDF

Info

Publication number
RU2375494C2
RU2375494C2 RU2007129597/02A RU2007129597A RU2375494C2 RU 2375494 C2 RU2375494 C2 RU 2375494C2 RU 2007129597/02 A RU2007129597/02 A RU 2007129597/02A RU 2007129597 A RU2007129597 A RU 2007129597A RU 2375494 C2 RU2375494 C2 RU 2375494C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
coating
nanodiamonds
chemical
coatings
Prior art date
Application number
RU2007129597/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007129597A (en
Inventor
Ирина Семеновна Ларионова (RU)
Ирина Семеновна Ларионова
Вячеслав Николаевич Беляев (RU)
Вячеслав Николаевич Беляев
Александр Валериевич Фролов (RU)
Александр Валериевич Фролов
Константин Федорович Ильиных (RU)
Константин Федорович Ильиных
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Федеральный научно-производственный центр "Алтай"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Федеральный научно-производственный центр "Алтай" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Федеральный научно-производственный центр "Алтай"
Priority to RU2007129597/02A priority Critical patent/RU2375494C2/en
Publication of RU2007129597A publication Critical patent/RU2007129597A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2375494C2 publication Critical patent/RU2375494C2/en

Links

Landscapes

  • Chemically Coating (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention refers to machine building and can be used for production of chemical coating on parts out of materials operating under excessive wear, high pressure and at presence of aggressive mediums. With successive solving of components a solution is prepared; further surfaces are chemically or electric-chemically treated; then there is performed chemical application of coating from solution. This is followed with cold and hot water washing and drying. Nano diamonds with dimension of diamond aggregates in the range of 0.004-0.1 mcm at amount of 2-20 g/l are introduced into solution for chemical application of coating. In specific cases of the invention nano diamonds are introduced into solution in form of hydrosol or powder, or suspension.
EFFECT: upgraded physic-chemical properties of coating.
2 cl, 8 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для получения химических покрытий на деталях из различных материалов (металлы, керамика, полимеры), которые работают в условиях повышенного износа, высоких давлений, температур, в присутствии агрессивных сред.The invention relates to mechanical engineering and can be used to obtain chemical coatings on parts from various materials (metals, ceramics, polymers) that work under conditions of increased wear, high pressures, temperatures, in the presence of aggressive environments.

Отличительной особенностью химических покрытий является высокая равномерность их осаждения по поверхности изделий. Благодаря низкой пористости такие покрытия обладают сочетанием уникальных качеств: повышенными микротвердостью, износостойкостью и стойкостью в агрессивных средах, что имеет большое значение при их эксплуатации в промышленности. Преимуществом получения покрытия химическим методом по сравнению с электрохимическим способом является возможность осаждения металлов на поверхности разного профиля из различных материалов, в том числе и на пластмассах, неорганических, керамических материалах и др. Химические покрытия можно наносить на любые участки поверхности, а также на внутренних поверхностях, к которым затруднен подвод электрического тока. Покрытия получаются равномерными на всех участках поверхности любых сложнопрофильных изделий.A distinctive feature of chemical coatings is the high uniformity of their deposition on the surface of the products. Due to the low porosity, such coatings possess a combination of unique qualities: increased microhardness, wear resistance and resistance in aggressive environments, which is of great importance during their operation in industry. The advantage of obtaining a coating by the chemical method compared to the electrochemical method is the possibility of deposition of metals on surfaces of different profiles from various materials, including plastics, inorganic, ceramic materials, etc. Chemical coatings can be applied to any surface area, as well as on internal surfaces to which the supply of electric current is difficult. Coatings are uniform over all surface areas of any complex products.

Для улучшения микроструктуры и эксплуатационных свойств покрытий в состав электролитов металлизации вводятся различного рода инертные частицы: корунд, карбид кремния, двуокись титана, дисульфид молибдена (Сайфулин Р.С. Композиционные покрытия и материалы. - М., 1977 г., С.238-241) и синтетические алмазы (Синтетические сверхтвердые материалы. Киев. Наукова думка, 1986 г., Том 2, с.7-32). Ранее опубликованные результаты показывают, что добавки наноалмазов в процессы осаждения металлов улучшают твердость электрохимических покрытий (Burkat G.K., Fujimura Т., Dilator V.Y., Rollover E.A. Veretennikova М.V., "Preparation of composite electrochemical nickel - diamond and iron-diamond coatings in the presence of detonation synthesis nanodiamonds," Diamond and Related Materials (14) 1761-1764, 2005). Вместе с тем, эмпирически установлено, что наноразмерные алмазы, добавленные в электролизер, могут улучшать триботехнические свойства электрохимических покрытий (A.Gurga, V.Mohalin D.Рере, С.Picardi, Y.Gogotsi "Nanoindidentation Study of the Effect of Nanodiamond Additives on Electroless Deposition Nickel - Boride Coatings").To improve the microstructure and performance properties of coatings, various inert particles are introduced into the metallization electrolytes: corundum, silicon carbide, titanium dioxide, molybdenum disulfide (Sayfulin RS Composite coatings and materials. - M., 1977, p. 238- 241) and synthetic diamonds (Synthetic superhard materials. Kiev. Naukova Dumka, 1986, Volume 2, pp. 7-32). Previously published results show that the addition of nanodiamonds to metal deposition processes improves the hardness of electrochemical coatings (Burkat GK, Fujimura T., Dilator VY, Rollover EA Veretennikova M.V., "Preparation of composite electrochemical nickel - diamond and iron-diamond coatings in the presence of detonation synthesis nanodiamonds, "Diamond and Related Materials (14) 1761-1764, 2005). At the same time, it has been empirically established that nanoscale diamonds added to the electrolyzer can improve the tribotechnical properties of electrochemical coatings (A. Gurga, V. Mohalin D. Rere, C. Picardi, Y. Gogotsi "Nanoindidentation Study of the Effect of Nanodiamond Additives on Electroless Deposition Nickel - Boride Coatings ").

Известен способ получения композиционного покрытия с повышенными антикоррозийными свойствами за счет использования в электролите в качестве твердых частиц - ультрадисперсных алмазов (наноалмазов) размером 0,001-0,120 мкм, патент РФ №2169798 (опубл. БИ №18, 2001 г., стр.289). Однако при электрохимическом способе, которым наносится описанное выше покрытие, возникают трудности при нанесении качественных покрытий на внутренние и сложнопрофильные поверхности, к которым затруднен подвод электрического тока.A known method for producing a composite coating with enhanced anti-corrosion properties due to the use of ultrafine diamonds (nanodiamonds) of 0.001-0.120 microns in size in the electrolyte as solid particles, RF patent No. 2169798 (publ. BI No. 18, 2001, p. 289). However, with the electrochemical method by which the coating described above is applied, difficulties arise when applying high-quality coatings to internal and complex surfaces, to which the supply of electric current is difficult.

Из уровня техники известен способ химического никелирования стальных деталей (прототип) патент РФ №2091502 (опубл. БИ №27, 1997 г., стр.323), включающий приготовление раствора для нанесения покрытия последовательным растворением компонентов, подготовку поверхностей путем химической и (или) электрохимической обработки, нанесение покрытия из раствора, промывку горячей и холодной водой и сушку покрытий.The prior art method for chemical nickel plating of steel parts (prototype) RF patent No. 2091502 (publ. BI No. 27, 1997, p. 323), including the preparation of a solution for coating by sequential dissolution of the components, surface preparation by chemical and (or) electrochemical treatment, coating from a solution, washing with hot and cold water and drying coatings.

Недостатком описанного выше способа является то, что способ не обеспечивает требуемых высоких физико-механических характеристик и коррозионную стойкость покрытий.The disadvantage of the above method is that the method does not provide the required high physical and mechanical characteristics and corrosion resistance of the coatings.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, позволяющего повысить качество химических покрытий.The objective of the invention is the creation of a method that improves the quality of chemical coatings.

Поставленная задача решается предлагаемым способом получения металлоалмазных покрытий химическим нанесением, который включает в себя приготовление раствора последовательным растворением компонентов, подготовку поверхности путем химической и (или) электрохимической обработки, химическое нанесение покрытия из раствора, промывку холодной и горячей водой, сушку, при этом в раствор для химического нанесения покрытий вводят наноалмазы с размером алмазных агрегатов 0,004…0,100 мкм в количестве 2-20 г/л.The problem is solved by the proposed method for producing metal-diamond coatings by chemical deposition, which includes preparing the solution by sequential dissolution of the components, preparing the surface by chemical and (or) electrochemical treatment, chemical coating of the solution, washing with cold and hot water, drying, while in the solution for chemical coating, nanodiamonds are introduced with a diamond aggregate size of 0.004 ... 0.100 microns in an amount of 2-20 g / l.

В частных случаях наноалмаз вводится в раствор в виде гидрозоля, или порошка, или суспензии.In special cases, the nanodiamond is introduced into the solution in the form of a hydrosol, or powder, or suspension.

Предлагаемое решение отличается от прототипа введением в раствор для химических покрытий наноалмазов с размером агрегатов 0,004…0,100 мкм в количестве 2-20 г/л.The proposed solution differs from the prototype by introducing nanodiamonds with an aggregate size of 0.004 ... 0.100 microns in an amount of 2-20 g / l into a solution for chemical coatings.

Наноалмазы могут вводиться в раствор в виде гидрозоля, или порошка, или суспензии.Nanodiamonds can be introduced into the solution in the form of a hydrosol, or powder, or suspension.

Решение поставленной задачи, а именно увеличение микротвердости, износостойкости и коррозионной устойчивости, происходит за счет совершенствования микроструктуры металлоалмазного покрытия. При введении наноалмаза в состав раствора для осаждения металлоалмазного покрытия наблюдается формирование упорядоченной субмикрокристаллической структуры. Чем меньше размер агрегатов алмаза, тем совершеннее структура и выше анизатропия свойств осадка, которые определяют рост эксплуатационных характеристик покрытия - микротвердости, износостойкости и коррозионной стойкости.The solution of this problem, namely the increase in microhardness, wear resistance and corrosion resistance, occurs due to the improvement of the microstructure of the metal-diamond coating. When a nanodiamond is introduced into the composition of a solution for the deposition of a metal-diamond coating, the formation of an ordered submicrocrystalline structure is observed. The smaller the size of the diamond aggregates, the more perfect the structure and the higher the anisatropy of the properties of the precipitate, which determine the increase in the operational characteristics of the coating - microhardness, wear resistance and corrosion resistance.

Содержание наноалмаза в растворе (электролите) составляет 2-20 г/л, повышение наноалмаза выше указанной границы приведет к загущению раствора, что немедленно скажется на однородности наносимого покрытия, при уменьшении содержания наноалмаза ниже указанного предела его влияние качественно малозаметно (табл.2, 3, 6).The content of the nanodiamond in the solution (electrolyte) is 2-20 g / l, an increase in the nanodiamond above the specified boundary will lead to a thickening of the solution, which will immediately affect the uniformity of the applied coating, with a decrease in the nanodiamond content below the specified limit, its effect is hardly noticeable (Tables 2, 3 , 6).

Выбор размеров наноалмазов обусловлен тем, что выход за указанные пределы приведет к тому, что при увеличении размеров агрегатов снижается удельная площадь поверхности наночастиц и влияние ультрадисперсных алмазов на свойства покрытий. Наноалмазы размером менее 0,004 мкм получить практически невозможно и это связано со значительными экономическими затратами.The choice of sizes of nanodiamonds is due to the fact that going beyond these limits will lead to the fact that with an increase in the size of aggregates, the specific surface area of nanoparticles and the effect of ultrafine diamonds on the properties of coatings decrease. Nanodiamonds with a size of less than 0.004 microns are almost impossible to obtain and this is associated with significant economic costs.

Влияние размерности агрегатов наноалмазов на свойства покрытий представлены в табл.7, 8.The influence of the dimension of nanodiamond aggregates on the properties of coatings is presented in Tables 7, 8.

Наиболее простой способ составления раствора для химического нанесения покрытия предусматривает использование алмазного гидрозоля с концентрацией дисперсной фазы 50 г/дм3 и размером алмазных агрегатов 0,004-0,100 мкм. При использовании наноалмазов в виде суспензии или порошка, где размер алмазных агрегатов может составлять до 2,5 мкм и более, составленный раствор необходимо проработать любым из методов дезагрегации, который обеспечит уменьшение агрегатов до нужного размера (например, ультразвуковая обработка, обработка на дезинтеграторе, обработка на дисмембраторе или роторно-пульсационном аппарате и др.).The simplest method for preparing a solution for chemical coating involves the use of a diamond hydrosol with a concentration of a dispersed phase of 50 g / dm 3 and a diamond aggregate size of 0.004-0.100 microns. When using nanodiamonds in the form of a suspension or powder, where the size of diamond aggregates can be up to 2.5 μm or more, the prepared solution must be worked out using any of the disaggregation methods, which will reduce the aggregates to the desired size (for example, ultrasonic treatment, processing on a disintegrator, processing on a dismembrator or rotary pulsation apparatus, etc.).

Заявляемый способ иллюстрируется приведенными ниже примерами, температуру раствора и его состав поддерживают в принятых для конкретного химического процесса пределах.The inventive method is illustrated by the following examples, the temperature of the solution and its composition is maintained within the limits accepted for a particular chemical process.

Пример 1.Example 1

Для нанесения химического никелевого покрытия с наноалмазами на стальные и чугунные поверхности матрицы использовался раствор следующего состава, г/л:To apply a chemical nickel coating with nanodiamonds to steel and cast iron surfaces of the matrix, a solution of the following composition was used, g / l:

Сернокислый никельNickel sulfate 2222 Гипофосфит натрияSodium Hypophosphite 2323 Хлористый аммонийAmmonium chloride 30thirty АммиакAmmonia 4545 Уксуснокислый натрийSodium Acetate 4545 НаноалмазыNanodiamonds 2-202-20

Процесс проводят при рН 8,0-9,0 и температуре 84-89°С. Приготовление раствора для никелирования проводится следующим образом: все сыпучие компоненты состава растворяют в небольшом количестве обессоленной воды. После чего в раствор сернокислого никеля при механическом перемешивании последовательно вводят растворы хлористого аммония и уксуснокислого натрия. Полученный состав отстаивают и фильтруют. Затем в этот состав вводят наноалмазы, раствор гипофосфита натрия и доводят его до расчетного объема прибавлением обессоленной воды. После этого проверяют значение рН раствора и вводят аммиак в количестве, достаточном для достижения значений рН из диапазона 8,0-9,0.The process is carried out at a pH of 8.0-9.0 and a temperature of 84-89 ° C. The preparation of a solution for nickel plating is carried out as follows: all bulk components of the composition are dissolved in a small amount of demineralized water. Then, solutions of ammonium chloride and sodium acetate are successively introduced into the solution of nickel sulfate with mechanical stirring. The resulting composition is defended and filtered. Then, nanodiamonds, a solution of sodium hypophosphite are introduced into this composition and adjusted to the calculated volume by adding demineralized water. After that, check the pH of the solution and inject ammonia in an amount sufficient to achieve pH values from the range of 8.0-9.0.

Обработку поверхностей металлов проводят стандартными методами: стальные и чугунные матрицы обрабатывают в универсальном щелочном растворе в течение 2-5 минут при температуре 60-70°С, состав которого приведен в таблице 1.The surface treatment of metals is carried out by standard methods: steel and cast iron matrices are treated in a universal alkaline solution for 2-5 minutes at a temperature of 60-70 ° C, the composition of which is shown in table 1.

Таблица 1Table 1 Компонент составаComposition component Концентрация, г/дм3 Concentration, g / dm 3 NaOHNaOH 10-1510-15 Na2 СО3 Na 2 CO 3 20-2520-25 Na3 PO4 Na 3 PO 4 20-2520-25 Na2SiO3 Na 2 SiO 3 15-2015-20

Готовый раствор никелирования прогревают до рабочего значения температуры при постоянном перемешивании. Металлическую матрицу погружают в приготовленный раствор и выдерживают там заданное время. Готовое покрытие промывают вначале холодной, затем горячей обессоленной водой при температуре 70-90°С. Сушка покрытия проводится на воздухе. Сравнительные характеристики никелевых покрытий, полученных из растворов с наноалмазами и без наноалмазов, на стали приведены в табл.2, в табл.3 на чугуне.The finished nickel-plating solution is heated to the operating temperature with constant stirring. The metal matrix is immersed in the prepared solution and maintained there for a predetermined time. The finished coating is washed first with cold, then with hot demineralized water at a temperature of 70-90 ° C. The coating is dried in air. Comparative characteristics of nickel coatings obtained from solutions with and without nanodiamonds on steel are given in Table 2, in Table 3 on cast iron.

Таблица 2table 2 Объект/предметObject / subject Заявленное техническое решениеThe claimed technical solution 1one 22 33 4four 55 Состав раствораSolution composition Сернокислый никельNickel sulfate 2222 2222 2222 2222 2222 Гипофосфит натрияSodium Hypophosphite 2323 2323 2323 2323 2323 Хлористый аммонийAmmonium chloride 30thirty 30thirty 30thirty 30thirty 30thirty Уксуснокислый натрийSodium Acetate 4545 4545 4545 4545 4545 АммиакAmmonia 50fifty 50fifty 50fifty 50fifty 50fifty НаноалмазыNanodiamonds 1one 22 1010 20twenty 2222 Дисперсная фазаDispersed phase Размер наноалмазов, мкмThe size of nanodiamonds, microns 0,0740,074 Режим нагреваHeating mode Температура, °СTemperature ° C 8585 Кислотность составаThe acidity of the composition рНpH 8,58.5 Характеристики покрытий без наноалмазовCharacteristics of coatings without nanodiamonds Микротвердость, кгс/мм2 Microhardness, kgf / mm 2 432432 Характеристики покрытий с наноалмазамиCharacteristics of coatings with nanodiamonds Микротвердость, кгс/мм2 Microhardness, kgf / mm 2 460460 792792 782782 789789 779779 Увеличение износостойкостиIncrease wear resistance 1,11,1 1,81.8 2,62.6 3,23.2 2,52.5 Увеличение коррозионной стойкостиIncreased corrosion resistance 1,01,0 3,83.8 3,43.4 2,32,3 3,13,1

Таблица 3Table 3 ОбъектAn object Заявленное техническое решениеThe claimed technical solution ВариантOption 1one 22 33 4four 55 Состав раствораSolution composition Сернокислый никельNickel sulfate 2222 2222 2222 2222 2222 Гипофосфит натрияSodium Hypophosphite 2323 2323 2323 2323 2323 Хлористый аммонийAmmonium chloride 30thirty 30thirty 30thirty 30thirty 30thirty Натрий лимоннокислыйSodium Citrate 4545 4545 4545 4545 4545 АммиакAmmonia 50fifty 50fifty 50fifty 50fifty 50fifty НаноалмазыNanodiamonds 1one 22 1010 20twenty 2222 Дисперсная фазаDispersed phase Размер наноалмазов, мкмThe size of nanodiamonds, microns 0,0740,074 Режим нагреваHeating mode Температура, °СTemperature ° C 8585 Кислотность составаThe acidity of the composition рНpH 8,78.7 Характеристики покрытий без наноалмазовCharacteristics of coatings without nanodiamonds Микротвердость, кгс/мм2 Microhardness, kgf / mm 2 510510 ХарактеристикиCharacteristics Микротвердость, кгс/мм2 Microhardness, kgf / mm 2 665665 816816 828828 839839 812812 покрытий сcoatings with Увеличение износостойкостиIncrease wear resistance 1,11,1 2,72.7 2,92.9 2,92.9 2,12.1 наноалмазамиnanodiamonds Увеличение коррозионной стойкостиIncreased corrosion resistance 0,90.9 1,31.3 2,22.2 2,52.5 2,42,4

Пример 2.Example 2

Для нанесения химического никелевого покрытия с наноалмазами на поверхности алюминиевых, керамических и полимерных матриц, использовался состав, приведенный в примере 1, последовательность операций и режимы нанесения покрытий, исключая операцию подготовки поверхности для покрытия, также приведены в примере 1.For applying a chemical nickel coating with nanodiamonds on the surface of aluminum, ceramic and polymer matrices, we used the composition shown in example 1, the sequence of operations and coating conditions, excluding the operation of preparing the surface for coating, are also shown in example 1.

Подготовку поверхности алюминиевых, керамических и полимерных матриц проводят в 5% растворе едкого натра при температуре 60-70°С в течение 15-20 секунд. Подготовку поверхности заканчивают промывкой матриц обессоленной водой.The surface preparation of aluminum, ceramic and polymer matrices is carried out in a 5% sodium hydroxide solution at a temperature of 60-70 ° C for 15-20 seconds. Surface preparation is completed by washing the matrices with demineralized water.

Пример 3.Example 3

Для нанесения химического медного покрытия с наноалмазами на стальные и чугунные матрицы в качестве раствора меднения использовался следующий состав, г/л:To apply a chemical copper coating with nanodiamonds to steel and cast iron matrices, the following composition was used as a copper plating solution, g / l:

CuSO4·5H2OCuSO 4 · 5H 2 O 100one hundred NaOHNaOH 100one hundred глицеринglycerol 100one hundred формалин (33%)formalin (33%) 20twenty Температура, °СTemperature ° C 15-2515-25 НаноалмазыNanodiamonds 2-202-20

Перед нанесением медных покрытий поверхности матриц из стали и чугуна подвергают следующим подготовительным операциям: обезжиривание, травление, активирование.Before applying copper coatings, the surfaces of the matrices of steel and cast iron are subjected to the following preparatory operations: degreasing, etching, activation.

В таблице 4 приведен состав электролита для электрохимической обработки стали и чугуна.Table 4 shows the composition of the electrolyte for the electrochemical treatment of steel and cast iron.

Таблица 4Table 4 Наименование материалаName of material Концентрация, г/дм3 Concentration, g / dm 3 NaOHNaOH 10÷2010 ÷ 20 Na2CO3 Na 2 CO 3 20÷4020 ÷ 40

Na3PO4 Na 3 PO 4 20÷4020 ÷ 40 Жидкое стеклоLiquid glass 3÷53 ÷ 5

Температура, °СTemperature ° C 50-8050-80 Плотность тока, А/дм2 The current density, A / DM 2 2-102-10 Продолжительность, минDuration min 2-10 (на катоде)2-10 (at the cathode)   1-5 (на аноде)1-5 (at the anode)

Травление деталей производится в кислом электролите (таблица 5)Etching of parts is carried out in acidic electrolyte (table 5)

Таблица 5Table 5 Наименование материалаName of material Концентрация, г/дм3 Concentration, g / dm 3 НСlHcl 150÷350150 ÷ 350 УротропинUrotropin 40÷5040 ÷ 50

Температура, °СTemperature ° C 20-3020-30 Продолжительность, минDuration min 0,1-0,30.1-0.3

Активирование деталей из стали чугуна проводят обработкой в соляной кислоте плотностью 1,19 г/см3 (концентрация 50-100 г/дм3).Activation of cast iron steel parts is carried out by treatment in hydrochloric acid with a density of 1.19 g / cm 3 (concentration of 50-100 g / dm 3 ).

После каждой из подготовительных операций детали тщательно промывают в холодной водопроводной, а затем в дистиллированной воде.After each of the preparatory operations, the parts are thoroughly washed in cold tap water and then in distilled water.

Сравнительные характеристики медных покрытий, полученных из растворов с наноалмазами и без наноалмазов, на стали приведены в табл.6.Comparative characteristics of copper coatings obtained from solutions with and without nanodiamonds on steel are given in Table 6.

Таблица 6Table 6 ОбъектAn object Заявленное техническое решениеThe claimed technical solution ВариантOption 1one 22 33 4four 55 Состав раствораSolution composition Медный купоросBlue vitriol 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred Едкий натрSodium hydroxide 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred ГлицеринGlycerol 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred Формалин (33%)Formalin (33%) 20twenty 20twenty 20twenty 20twenty 20twenty НаноалмазыNanodiamonds 1one 22 1010 20twenty 2222 Дисперсная фазаDispersed phase Размер наноалмазов, мкмThe size of nanodiamonds, microns 0,0740,074 Режим нагреваHeating mode Температура, °СTemperature ° C 2222 Кислотность составаThe acidity of the composition рНpH 11,511.5 Характеристики покрытий из электролитов без наноалмазовCharacteristics of electrolyte coatings without nanodiamonds Микротвердость, кгс/мм2 Microhardness, kgf / mm 2 132132 ХарактеристикиCharacteristics Микротвердость, кгс/мм2 Microhardness, kgf / mm 2 138138 147147 157157 168168 164164 покрытий сcoatings with Увеличение износостойкостиIncrease wear resistance 1,21,2 1,71.7 2,42,4 2,62.6 2,22.2 наноалмазамиnanodiamonds Увеличение коррозионной стойкостиIncreased corrosion resistance 0,80.8 1,11,1 1,91.9 3,03.0 2,22.2

Пример 4Example 4

Для нанесения медного химического покрытия с наноалмазами на поверхности алюминиевых, керамических и полимерных матриц использовался состав, приведенный в примере 3.For applying a copper chemical coating with nanodiamonds on the surface of aluminum, ceramic and polymer matrices, the composition shown in Example 3 was used.

Подготовку поверхностей алюминиевых, керамических и полимерных матриц проводят в 5% растворе едкого натра при температуре 60-70°С в течение 15-20 секунд. Подготовка поверхностей заканчивается промывкой матриц обессоленной водой. Далее процесс получения покрытий ведется как в примере 3.The surface preparation of aluminum, ceramic and polymer matrices is carried out in a 5% sodium hydroxide solution at a temperature of 60-70 ° C for 15-20 seconds. Surface preparation ends with washing the matrices with demineralized water. Further, the process of obtaining coatings is carried out as in example 3.

Таким образом, применение в качестве наполнителя электролитов наноалмазов позволяет значительно повысить качественные показатели химических покрытий, тем самым существенно повысить срок эксплуатации изделий, на поверхность которых нанесены данные металлоалмазные покрытия. Применение данного способа в машино-, приборостроении и других областях является эффективным, обеспечивая повышение физико-механических характеристик химических покрытий.Thus, the use of nanodiamonds as an electrolyte filler can significantly improve the quality indicators of chemical coatings, thereby significantly increasing the life of the products on the surface of which these metal-diamond coatings are applied. The application of this method in machine, instrument making and other fields is effective, providing an increase in the physicomechanical characteristics of chemical coatings.

Таблица 7Table 7 Объект/предметObject / subject Заявленное техническое решениеThe claimed technical solution 1one 22 33 4four 55 Состав раствораSolution composition Сернокислый никельNickel sulfate 2222 2222 2222 2222 2222 Гипофосфит натрияSodium Hypophosphite 2323 2323 2323 2323 2323 Хлористый аммонийAmmonium chloride 30thirty 30thirty 30thirty 30thirty 30thirty Уксуснокислый натрийSodium Acetate 4545 4545 4545 4545 4545 АммиакAmmonia 50fifty 50fifty 50fifty 50fifty 50fifty НаноалмазыNanodiamonds 55 55 55 55 55 Дисперсная фазаDispersed phase Размер наноалмазов, мкмThe size of nanodiamonds, microns 0,0040.004 0,0180.018 0,0520,052 0,0740,074 0,1200,120 Режим нагреваHeating mode Температура, °СTemperature ° C 8484 Кислотность составаThe acidity of the composition рНpH 8,38.3 Характеристики покрытий без наноалмазовCharacteristics of coatings without nanodiamonds Микротвердость, кгс/мм2 Microhardness, kgf / mm 2 510510 ХарактеристикиCharacteristics Микротвердость, кгс/мм2 Microhardness, kgf / mm 2 802802 794794 788788 784784 761761 покрытий сcoatings with Увеличение износостойкостиIncrease wear resistance 3,23.2 2,62.6 2,52.5 1,81.8 1,11,1 наноалмазамиnanodiamonds Увеличение коррозионной стойкостиIncreased corrosion resistance 3,83.8 3,43.4 3,13,1 2,32,3 1,01,0

Таблица 8Table 8 ОбъектAn object Заявленное техническое решениеThe claimed technical solution ВариантOption 1one 22 33 4four 55 Состав раствораSolution composition Медный купорос, г/лCopper sulfate, g / l 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred Едкий натр, г/лCaustic soda, g / l 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred Глицерин, г/лGlycerin, g / l 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred Формалин (33%), г/лFormalin (33%), g / l 20twenty 20twenty 20twenty 20twenty 20twenty Наноалмазы, г/лNanodiamonds, g / l 55 55 55 55 55 Дисперсная фазаDispersed phase Размер наноалмазов, мкмThe size of nanodiamonds, microns 0,0040.004 0,0120.012 0,0520,052 0,0740,074 0,1200,120 Режим нагреваHeating mode Температура, °СTemperature ° C 2222 Кислотность составаThe acidity of the composition рНpH 11,511.5 Характеристики покрытий без наноалмазовCharacteristics of coatings without nanodiamonds Микротвердость, кгс/мм2 Microhardness, kgf / mm 2 132132 ХарактеристикиCharacteristics Микротвердость, кгс/мм2 Microhardness, kgf / mm 2 188188 179179 175175 171171 161161 покрытий сcoatings with Увеличение износостойкостиIncrease wear resistance 2,92.9 2,72.7 2,22.2 2,12.1 1,41.4 наноалмазамиnanodiamonds Увеличение коррозионной стойкостиIncreased corrosion resistance 2,52.5 2,32,3 1,91.9 1,81.8 1,51,5

Claims (2)

1. Способ получения металлоалмазных покрытий химическим нанесением, включающий приготовление раствора последовательным растворением компонентов, подготовку поверхностей путем химической или электрохимической обработки, химическое нанесение покрытия из раствора, промывку холодной и горячей водой, сушку, отличающийся тем, что в раствор для химического нанесения покрытий вводят наноалмазы с размером алмазных агрегатов в диапазоне 0,004-0,1 мкм в количестве 2-20 г/л.1. A method of producing metal-diamond coatings by chemical deposition, including preparing a solution by successive dissolution of the components, preparing surfaces by chemical or electrochemical treatment, chemical coating from a solution, washing with cold and hot water, drying, characterized in that nanodiamonds are introduced into the solution for chemical coating with the size of diamond aggregates in the range of 0.004-0.1 microns in an amount of 2-20 g / l. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наноалмаз вводят в раствор в виде гидрозоля или порошка, или суспензии. 2. The method according to claim 1, characterized in that the nanodiamond is introduced into the solution in the form of a hydrosol or powder, or suspension.
RU2007129597/02A 2007-08-01 2007-08-01 Method of production of metal-diamond chemical coating RU2375494C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007129597/02A RU2375494C2 (en) 2007-08-01 2007-08-01 Method of production of metal-diamond chemical coating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007129597/02A RU2375494C2 (en) 2007-08-01 2007-08-01 Method of production of metal-diamond chemical coating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007129597A RU2007129597A (en) 2009-02-10
RU2375494C2 true RU2375494C2 (en) 2009-12-10

Family

ID=40546390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007129597/02A RU2375494C2 (en) 2007-08-01 2007-08-01 Method of production of metal-diamond chemical coating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2375494C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451113C1 (en) * 2011-05-16 2012-05-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" Solution for chemical deposition of composite coating
RU2465374C1 (en) * 2011-03-25 2012-10-27 Валентин Владимирович Сафонов Solution used for chemical deposition of composite nickel coatings
RU2491370C1 (en) * 2012-05-22 2013-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" Solution to produce composite coating
RU2509176C1 (en) * 2012-12-21 2014-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" Solution for chemical deposition of composite coating
RU2638480C2 (en) * 2016-06-06 2017-12-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Composite coating based on nickel with ultra-dispersed diamonds
RU2639411C2 (en) * 2016-06-06 2017-12-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method for producing nickel-diamond coating

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465374C1 (en) * 2011-03-25 2012-10-27 Валентин Владимирович Сафонов Solution used for chemical deposition of composite nickel coatings
RU2451113C1 (en) * 2011-05-16 2012-05-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" Solution for chemical deposition of composite coating
RU2491370C1 (en) * 2012-05-22 2013-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" Solution to produce composite coating
RU2509176C1 (en) * 2012-12-21 2014-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" Solution for chemical deposition of composite coating
RU2638480C2 (en) * 2016-06-06 2017-12-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Composite coating based on nickel with ultra-dispersed diamonds
RU2639411C2 (en) * 2016-06-06 2017-12-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method for producing nickel-diamond coating

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007129597A (en) 2009-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2375494C2 (en) Method of production of metal-diamond chemical coating
US20070190348A1 (en) Composite metal article and production method thereof
CN102146573B (en) Method for preparing nano composite material by supercritical fluid electroforming
CN106830043A (en) A kind of method of surface modified nano calcium carbonate
RU2357002C1 (en) Method of receiving of nickel-adamantine chemical coatings
CN103435356B (en) Method for preparing silicon nitride artificial ceramic joint by gelatin injection molding and non-pressure sintering
CN108326259A (en) A method of improving steel-copper solid-liquid composite casting interface bond strength
CN108950538B (en) Preparation method of nickel-coated titanium carbide induction cladding layer
US6355154B1 (en) Article plated with boron carbide in a nickel-phosphorus matrix, and process and bath for its preparation
CN106835089A (en) Ni W P Nano-meter SiO_2s2The preparation method of chemical composite plating
CN101258627B (en) Porous non-asbestos separator and method of making same
Sataev et al. A galvanic-chemical method for preparing diamond containing coatings
CN111005045A (en) Preparation method of titanium and titanium alloy surface coating
JPH02217497A (en) Nickel-tungsten-silicon carbide composite plating method
RU2437967C1 (en) Procedure for sedimentation of composite coating nickel-vanadium-phosphorus-boron nitride
RU2639411C2 (en) Method for producing nickel-diamond coating
RU2318083C1 (en) Method for depositing chrome-base composition electrochemical coatings
Martínez-Hernández et al. Electrodeposition of Ni-P/SiC composite films with high hardness
CN114318213A (en) Solid diffusion method for high-low temperature combined carbon steel clamping and pressing pipe fitting
CN103966579A (en) Process for preparing nano diamond composite nickel-phosphorus coating on surface of metal
RU2416679C2 (en) Method of forming wear resistant galvanic metal coatings
RU2593063C1 (en) Composition for cathodic electrodeposition of nano structured nickel-polymer coatings
TWI243856B (en) Method for reducing internal stress of electroplated layer made of nickel-based alloy material
RU2676544C1 (en) Method of obtaining electrochemical composite nickel-diamond coating
RU2503751C2 (en) Method of iron coat electroplating in flowing electrolyte with coarse disperse particles

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20090413

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20090615

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20110530

PD4A Correction of name of patent owner