RU2424382C1 - Electrolyte-suspension on base of iron for production of wear resistant coating on parts of machines including nano powder on base of tungsten carbide - Google Patents

Electrolyte-suspension on base of iron for production of wear resistant coating on parts of machines including nano powder on base of tungsten carbide Download PDF

Info

Publication number
RU2424382C1
RU2424382C1 RU2009138955/02A RU2009138955A RU2424382C1 RU 2424382 C1 RU2424382 C1 RU 2424382C1 RU 2009138955/02 A RU2009138955/02 A RU 2009138955/02A RU 2009138955 A RU2009138955 A RU 2009138955A RU 2424382 C1 RU2424382 C1 RU 2424382C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
base
electrolyte
tungsten carbide
suspension
iron
Prior art date
Application number
RU2009138955/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009138955A (en
Inventor
Евгений Викторович Агеев (RU)
Евгений Викторович Агеев
Борис Анатольевич Семенихин (RU)
Борис Анатольевич Семенихин
Рашит Абдулхакович Латыпов (RU)
Рашит Абдулхакович Латыпов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ)
Priority to RU2009138955/02A priority Critical patent/RU2424382C1/en
Publication of RU2009138955A publication Critical patent/RU2009138955A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2424382C1 publication Critical patent/RU2424382C1/en

Links

Landscapes

  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: electrolyte-suspension contains nano-powder on base of tungsten carbide containing particles of spherical shape of dimension 0.1 mcm and less.
EFFECT: increased stability for process of application coating, raised wear resistance and upgraded physical-mechanical properties.
1 ex, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области порошковой гальванотехники, а именно к материалам для получения композиционных гальванических покрытий, может быть использовано для создания износостойких покрытий в условиях единичного, серийного и массового производства.The present invention relates to the field of powder electroplating, and in particular to materials for the production of composite galvanic coatings, can be used to create wear-resistant coatings in conditions of a single, serial and mass production.

Известен электролит железнения для получения покрытий на детали машин, состоящий из хлористого железа, воды и соляной кислоты [1, с.23].Known ironing electrolyte to obtain coatings on machine parts, consisting of ferric chloride, water and hydrochloric acid [1, p.23].

Недостатком электролита для получения покрытий на детали машин является то, что износостойкость покрытий относительно невысока.The disadvantage of electrolyte for producing coatings on machine parts is that the wear resistance of the coatings is relatively low.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является электролит-суспензия на основе железа для получения износостойких покрытий на детали машин, включающий порошок карбида вольфрама с размерами частиц 1-10 мкм.The closest technical solution, selected as a prototype, is an electrolyte suspension based on iron to obtain wear-resistant coatings on machine parts, including tungsten carbide powder with particle sizes of 1-10 microns.

Недостатком применения известного электролита-суспензии является необходимость в постоянном направленном перемещении частиц дисперсной фазы к катоду, а также невысокая износостойкость и физико-механические свойства полученных покрытий [2, с.45, 193].The disadvantage of using the known electrolyte suspension is the need for constant directional movement of the particles of the dispersed phase to the cathode, as well as the low wear resistance and physical and mechanical properties of the obtained coatings [2, p. 45, 193].

Задача предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы повысить устойчивость процесса нанесения покрытий, износостойкости и физико-механические свойства покрытий.The task of the invention is to increase the stability of the coating process, wear resistance and physico-mechanical properties of the coatings.

Поставленная задача решается тем, что в качестве дисперсной фазы применяются нанопорошки на основе карбида вольфрама с размером частиц 0,1 мкм и менее.The problem is solved in that as a dispersed phase, nanopowders based on tungsten carbide with a particle size of 0.1 μm or less are used.

Указанные нанопорошки получают из отходов твердого сплава марки ВК8, содержащего 8% кобальта и 92% карбида вольфрама, методом электроэрозионного диспергирования. Экспериментально установлено, что химический состав нанопорошка, полученного из указанной марки твердого сплава, незначительно отличается от исходного.These nanopowders are obtained from wastes of a VK8 grade alloy containing 8% cobalt and 92% tungsten carbide by electroerosive dispersion. It was experimentally established that the chemical composition of the nanopowder obtained from the indicated grade of hard alloy slightly differs from the initial one.

Технологическая установка для получения нанопорошков из отходов твердых сплавов состоит из источника питания искровыми разрядами, реактора и системы управления. В реакторе между электродами находятся гранулы - куски сплава произвольной формы и размеров. Электроды изготавливаются из диспергируемого материала. Межэлектродный промежуток заполняется дистиллированной водой так, что слой гранул погружен в эту жидкость.A technological installation for obtaining nanopowders from solid alloy waste consists of a spark source power supply, a reactor, and a control system. In the reactor between the electrodes are granules - pieces of an alloy of arbitrary shape and size. The electrodes are made of dispersible material. The interelectrode gap is filled with distilled water so that the granule layer is immersed in this liquid.

Соприкасаясь, гранулы образуют множество электрических контактов, соединенных в межэлектродном промежутке последовательно-параллельно. Один разрядный импульс между электродами вызывает в слое гранул, погруженных в рабочую жидкость, искрение во многих местах. В местах контакта материал гранул может быть не только расплавлен, но и доведен до более высоких температур, при которых возможно испарение и взрывное удаление материала. При этом частицы вещества отрываются от поверхности гранул и мгновенно охлаждаются жидкостью. В результате электрической эрозии возникают частицы преимущественно сферической формы.In contact, the granules form many electrical contacts connected in series in parallel between the electrode gap. One discharge pulse between the electrodes in the layer of granules immersed in the working fluid sparks in many places. At the points of contact, the material of the granules can be not only melted, but also brought to higher temperatures at which evaporation and explosive removal of the material is possible. In this case, the particles of the substance come off the surface of the granules and are instantly cooled by a liquid. As a result of electrical erosion, particles of a predominantly spherical shape arise.

ПримерExample

Технология приготовления электролита-суспензииElectrolyte suspension technology

1. Простой хлористый электролит железнения (FeCl2·4H2O - 300 г/л, НСl - 0,8-1,5 г/л) приготавливается по стандартной методике [1, с.23].1. Simple ferrous chloride electrolyte (FeCl 2 · 4H 2 O - 300 g / l, НСl - 0.8-1.5 g / l) is prepared according to the standard method [1, p.23].

2. Электролит-суспезию с добавлением нанопорошков на основе карбида вольфрама получают следующим образом:2. The electrolyte suspension with the addition of nanopowders based on tungsten carbide is obtained as follows:

Для получения максимальной износостойкости в приготовленный электролит железнения вводят небольшими порциями нанопорошок на основе карбида вольфрама в концентрации 100 г/л и тщательно перемешивают. Ввиду того что размер частиц порошка в суспензии до 1 мкм, достаточно предварительного перемешивания суспензии перед осаждением покрытия и отсутствует необходимость в постоянном направленном перемещении частиц к катоду.To obtain maximum wear resistance, nanopowders based on tungsten carbide at a concentration of 100 g / l are introduced into small amounts in the prepared ironization electrolyte and mixed thoroughly. Due to the fact that the particle size of the powder in the suspension is up to 1 μm, preliminary mixing of the suspension before deposition of the coating is sufficient and there is no need for a constant directional movement of particles to the cathode.

Режимы железнения: плотность катодного тока - 40-60 А/дм2, температура электролита - 60-80°С. Материал анода - Сталь 10 ГОСТ 1050-88, катод - палец поршневой двигателя СМД-14/18/20 (площадь поверхности - 1,3 дм2), время нанесения покрытия - 40-60 мин (до толщины слоя - 0,5 мм на сторону).Ironing modes: cathodic current density - 40-60 A / dm 2 , electrolyte temperature - 60-80 ° С. The anode material is Steel 10 GOST 1050-88, the cathode is the finger of the piston engine SMD-14/18/20 (surface area - 1.3 dm 2 ), the coating time is 40-60 minutes (up to a layer thickness of 0.5 mm to the side).

Электролит-суспензия с частицами размером до 1,0 мкм кинетически устойчив и из технологических соображений наиболее пригоден для получения композиционных гальванических покрытий. В процессе электроосаждения электролит в перемешивании не нуждается. Под действием частиц порошка на основе карбида вольфрама размером до 0,1 мкм происходит искажение кристаллической решетки металла. Наибольшую твердость имеют покрытия с явно выраженными дефектами кристаллической решетки. Электролит-суспензия на основе карбида вольфрама с размером частиц до 0,1 мкм способствует увеличению микротвердости и износостойкости покрытий деталей машин.The electrolyte suspension with particles up to 1.0 μm in size is kinetically stable and, for technological reasons, is most suitable for producing composite galvanic coatings. In the process of electrodeposition, the electrolyte does not need mixing. Under the action of powder particles based on tungsten carbide up to 0.1 μm in size, the crystal lattice is distorted. Coatings with pronounced defects in the crystal lattice have the greatest hardness. An electrolyte suspension based on tungsten carbide with a particle size of up to 0.1 μm helps to increase the microhardness and wear resistance of coatings of machine parts.

Применение в качестве дисперсной фазы нанопорошков на основе карбида вольфрама с размером частиц 0,1 мкм и менее вместо порошка карбида вольфрама с размерами частиц 1-10 мкм позволяет повысить устойчивость процесса (отсутствует необходимость перемешивания электролита в течение всего времени нанесения покрытия), относительную износостойкость (ГОСТ 23.208-79 Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытания материалов на износостойкость при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы) покрытий деталей машин в среднем на 20%, а вместе с тем увеличить их ресурс. Увеличение ресурса деталей машин позволит снизить затраты на их восстановление и ремонт.The use of tungsten carbide nanopowders with a particle size of 0.1 μm or less instead of tungsten carbide powder with a particle size of 1-10 microns as a dispersed phase can increase the stability of the process (there is no need to mix the electrolyte during the entire coating time), relative wear resistance ( GOST 23.208-79 Ensuring wear resistance of products — Method for testing materials for wear resistance by friction against non-rigidly fixed abrasive particles) of machine parts coatings by an average of 20%, and together in order to increase their resource. Increasing the resource of machine parts will reduce the cost of their restoration and repair.

Концентрация нанопорошка на основе карбида вольфрама в электролите, г/лThe concentration of nanopowder based on tungsten carbide in the electrolyte, g / l Относительная износостойкостьRelative wear resistance 00 1one 50fifty 1,111,11 100one hundred 1,271.27 150150 1,281.28

Источники информацииInformation sources

1. Мелков М.П. Электролитическое наращивание деталей машин твердым железом. Саратов: Приволжское книжное издательство, 1964. - 204 с.1. Melkov M.P. Electrolytic build-up of machine parts with solid iron. Saratov: Volga Book Publishing House, 1964. - 204 p.

2. Бородин И.Н. Порошковая гальванотехника. - М.: Машиностроение, 1990. - 240 с.2. Borodin I.N. Powder electroplating. - M.: Mechanical Engineering, 1990. - 240 p.

Claims (1)

Электролит-суспензия на основе железа для получения износостойких покрытий на детали машин, включающий нанопорошок, отличающийся тем, что электролит-суспензия содержит нанопорошок на основе карбида вольфрама, содержащий частицы сферической формы размером 0,1 мкм и менее. An electrolyte suspension based on iron to obtain wear-resistant coatings on machine parts, including nanopowder, characterized in that the electrolyte suspension contains a nanopowder based on tungsten carbide containing spherical particles with a size of 0.1 μm or less.
RU2009138955/02A 2009-10-21 2009-10-21 Electrolyte-suspension on base of iron for production of wear resistant coating on parts of machines including nano powder on base of tungsten carbide RU2424382C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009138955/02A RU2424382C1 (en) 2009-10-21 2009-10-21 Electrolyte-suspension on base of iron for production of wear resistant coating on parts of machines including nano powder on base of tungsten carbide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009138955/02A RU2424382C1 (en) 2009-10-21 2009-10-21 Electrolyte-suspension on base of iron for production of wear resistant coating on parts of machines including nano powder on base of tungsten carbide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009138955A RU2009138955A (en) 2011-04-27
RU2424382C1 true RU2424382C1 (en) 2011-07-20

Family

ID=44731293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009138955/02A RU2424382C1 (en) 2009-10-21 2009-10-21 Electrolyte-suspension on base of iron for production of wear resistant coating on parts of machines including nano powder on base of tungsten carbide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2424382C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610381C2 (en) * 2015-07-13 2017-02-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова" Iron based electrolytic suspension for wear resistant coatings
RU2816237C1 (en) * 2023-04-04 2024-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова" Electrolytic deposition method of iron coating

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610381C2 (en) * 2015-07-13 2017-02-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова" Iron based electrolytic suspension for wear resistant coatings
RU2816237C1 (en) * 2023-04-04 2024-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова" Electrolytic deposition method of iron coating

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009138955A (en) 2011-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Beltowska-Lehman et al. Optimisation of the electrodeposition process of Ni-W/ZrO2 nanocomposites
Kumar et al. Surface modification of die steel materials by EDM method using tungsten powder-mixed dielectric
Rudnik et al. Electrodeposition of nickel/SiC composites in the presence of cetyltrimethylammonium bromide
Mohajeri et al. Electrodeposition of Ni/WC nano composite in sulfate solution
JP5442757B2 (en) Suitable electrode for hydrogen generation cathode
Li et al. Structural and corrosion behavior of Ni-Cu and Ni-Cu/ZrO2 composite coating electrodeposited from sulphate-citrate bath at low Cu concentration with additives
Li et al. Preparation and characterization of PbO 2 electrodes modified with polyvinyl alcohol (PVA)
Kullaiah et al. Effect of TiO 2 nanoparticles on hydrogen evolution reaction activity of Ni coatings
Lu et al. Electrochemical decrease of sulfide in sewage by pulsed power supply
KR20200005828A (en) Porous Ni-Al-Mo Cathod for Alkaline Water Electrolysis, Preparation Method thereof and Ni-Al-Mo Coating Material for Thermal Spray
Hapon et al. Co-Mo-W galvanochemical alloy application as cathode material in the industrial wastewater treatment processes
Zeng et al. Preparation and characterization of electrodeposited Ni-CeO2 nanocomposite coatings with high current density
Ved et al. Electroplating and functional properties of Fe-Mo and Fe-Mo-W coatings
RU2424382C1 (en) Electrolyte-suspension on base of iron for production of wear resistant coating on parts of machines including nano powder on base of tungsten carbide
Cai et al. Assessment of cathode materials for Ni (ii) reduction in microbial electrolysis cells
CN101333673A (en) Electrolytic solution for preparing nano ceramic coatings by micro-arc oxidation
MD3488G2 (en) Process for hydrogen electrolytic obtaining
Xu et al. Current efficiency of recycling aluminum from aluminum scraps by electrolysis
CN100445430C (en) Anti-chlorine ion corrosion Ni-Cr nano composite coating and preparing method and use
RU2469111C1 (en) Method of producing copper powder from copper-containing ammoniate wastes
Belevskii et al. Anodic dissolution of surface layers as a means of increasing the microhardness of alloy coatings of iron group metals with tungsten prepared by induced codeposition
Nozdrin et al. Features of electrodeposition of “nickel-chromium diboride nanopowder” composite coatings
Rudnik et al. The effect of Cs+ ions on codeposition of SiC particles with nickel
RU2558327C2 (en) Method of production of zinc based composite coatings
Zhang et al. Effects of graphene oxide and current density on structure and corrosion properties of nanocrystalline nickel coating fabricated by electrodeposition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111022