RU2476629C1 - Electrolytic coating application method - Google Patents

Electrolytic coating application method Download PDF

Info

Publication number
RU2476629C1
RU2476629C1 RU2011145844/02A RU2011145844A RU2476629C1 RU 2476629 C1 RU2476629 C1 RU 2476629C1 RU 2011145844/02 A RU2011145844/02 A RU 2011145844/02A RU 2011145844 A RU2011145844 A RU 2011145844A RU 2476629 C1 RU2476629 C1 RU 2476629C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
inclusions
coatings
electrolytic
hardening additives
Prior art date
Application number
RU2011145844/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Рудиковна Асланян
Лева Шмульевич Шустер
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
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 бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
Priority to RU2011145844/02A priority Critical patent/RU2476629C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2476629C1 publication Critical patent/RU2476629C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method involves deposition of the coating from electrolyte containing deposited metal ions and hardening additives in a suspended state; hardening additives are added in the quantity that is determined as per the following equation:
Figure 00000005
where z - quantity of hard inclusions in the coating, %, f1 - coating friction coefficient without inclusions, f2 - coating friction coefficient with inclusions, λ1 - heat conductivity of the coating without inclusions, W/m·K, λ2 - heat conductivity of the coating with inclusions, W/m·K.
EFFECT: increasing wear resistance of electrolytic coatings and reducing labour intensity for obtaining coatings owing to reducing the number of investigations.
2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу нанесения электролитических покрытий с включенными в них частицами, и может быть использовано при разработке и изготовлении износостойких покрытий.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to a method for applying electrolytic coatings with particles included in them, and can be used in the development and manufacture of wear-resistant coatings.

Известен способ [Справочник по конструкционным материалам. / Под ред. Б.Н.Арзамасова; Т.В.Соловьевой. - М: Изд-во МГТУ, 2005, с.160-162] получения электролитических покрытий, заключающийся в введении в состав покрытий порошков карбидов, боридов, оксидов, алмаза, корунда и т.п., что позволяет существенно повысить износостойкость покрытий.The known method [Reference construction materials. / Ed. B.N. Arzamasova; T.V. Solovieva. - M: MSTU Publishing House, 2005, p.160-162] for producing electrolytic coatings, which consists in introducing carbides, borides, oxides, diamond, corundum, etc. into the coating composition, which can significantly increase the wear resistance of coatings.

Известен электролитический способ [патент РФ 2224055 C1, кл. C25D 11/02, 20.02.2004] нанесения анодных покрытий, заключающийся в обработке поверхности изделия в струе электролита, создании от внешнего источника тока разности потенциалов 100-1000 B между участком обрабатываемой поверхности изделия, являющимся анодом и вторым электродом противоположного знака с инициированием микроискровых и микроплазменных разрядов, введении в электролит 3-20 вес.% мелкодисперсного порошка карбида, нитрида, окисла металлов или металлоидов, не растворимых в электролите, при этом в струю электролита дополнительно вводят мелкодисперсный порошок титана, и/или углерода, и/или гидрида титана и/или углеводородных соединений в качестве добавки с экзотермическим эффектом окисления, с дисперсностью смеси порошков 1-5 мкм, но не более половины толщины слоя наносимого покрытия, при этом порошки вводят в струю электролита одновременно при равном их соотношении, а сумма обоих порошков в электролите составляет 3-20 вес.%.Known electrolytic method [RF patent 2224055 C1, class. C25D 11/02, 02.20.2004] applying anode coatings, which consists in treating the surface of the product in an electrolyte stream, creating from the external current source a potential difference of 100-1000 B between the part of the treated surface of the product, which is the anode and the second electrode of the opposite sign, with the initiation of microspark and microplasma discharges, the introduction of 3-20 wt.% fine powder of carbide, nitride, metal oxide or metalloid insoluble in the electrolyte into the electrolyte, while fine a powder of titanium and / or carbon and / or hydride of titanium and / or hydrocarbon compounds as an additive with an exothermic oxidation effect, with a dispersion of a mixture of powders of 1-5 μm, but not more than half the thickness of the coating layer, while the powders are introduced into a stream of electrolyte at the same time with their equal ratio, and the sum of both powders in the electrolyte is 3-20 wt.%.

Такие способы требуют проведения дополнительных испытаний по определению оптимального количества упрочняющих добавок в электролитических покрытиях для обеспечения их лучшей износостойкости.Such methods require additional tests to determine the optimal amount of reinforcing additives in electrolytic coatings to ensure their best wear resistance.

Известен способ [патент РФ 95102405 A1, кл. C25D 11/02, 20.11.1996] электролитического микродугового нанесения покрытия на изделия из углеродистой стали, заключающийся в нанесении на изделие из углеродистой стали композиции (алюмопудра ПАП-1 или ПАП-2 25-35 мас.%, Al2O3 (порошок) 25-35 мас.%, [CrAl3(H3PO4)8,8-9,6] до 100 мас.%), предварительно разведенной в воде в соотношении 3:1, и последующей электролитической микродуговой обработке в щелочном электролите при плотности тока 5-25 А/дм2.The known method [RF patent 95102405 A1, class. C25D 11/02, 11/20/1996] electrolytic microarc coating on carbon steel products, which consists in applying a composition to carbon steel products (aluminum powder PAP-1 or PAP-2 25-35 wt.%, Al 2 O 3 (powder ) 25-35 wt.%, [CrAl 3 (H 3 PO 4 ) 8.8-9.6 ] up to 100 wt.%), Previously diluted in water in a ratio of 3: 1, and subsequent electrolytic microarc treatment in an alkaline electrolyte at a current density of 5-25 A / dm 2 .

Недостатком известного способа является широкий интервал определения оптимального количества входящих компонентов для обеспечения максимальной прочности и износостойкости покрытия, что требует проведения дополнительных испытаний.The disadvantage of this method is the wide range of determining the optimal number of incoming components to ensure maximum strength and wear resistance of the coating, which requires additional tests.

Наиболее близким к предлагаемому является электролитический способ [патент РФ 2109855 C1, кл. C25D 15/00, C25D 5/20, 27.04.1998] получения композиционных покрытий, заключающийся в проведении процесса осаждения из электролита, содержащего ионы осаждаемого металла и нерастворимые частицы во взвешенном состоянии при наложении на ванну ультразвуковых колебаний, направленных параллельно и перпендикулярно катодной поверхности.Closest to the proposed is the electrolytic method [RF patent 2109855 C1, cl. C25D 15/00, C25D 5/20, 04/27/1998] the preparation of composite coatings, which consists in carrying out the deposition process from an electrolyte containing ions of the deposited metal and insoluble particles in suspension when superimposed on the bath of ultrasonic vibrations directed parallel and perpendicular to the cathode surface.

Недостатком известного способа является проведение дополнительных испытаний по определению оптимального количества упрочняющих добавок (мелкодисперсного порошка карбида, нитрида, окисла металлов или металлоидов), обеспечивающих максимальную износостойкость покрытий.The disadvantage of this method is to conduct additional tests to determine the optimal amount of hardening additives (fine powder of carbide, nitride, metal oxide or metalloid), providing maximum wear resistance of the coatings.

Задача изобретения - повышение износостойкости электролитических покрытий за счет оптимизации количества упрочняющих добавок, а также сокращение трудоемкости получения покрытий за счет снижения количества испытаний.The objective of the invention is to increase the wear resistance of electrolytic coatings by optimizing the number of hardening additives, as well as reducing the complexity of obtaining coatings by reducing the number of tests.

Задача решается тем, что в способе нанесения электролитических покрытий с включенными в них частицами, по которому проводят процесс осаждения из электролита, содержащего ионы осаждаемого металла и упрочняющие добавки во взвешенном состоянии, согласно изобретению количество упрочняющих добавок определяют по уравнению:The problem is solved in that in the method of applying electrolytic coatings with particles included in them, according to which the process of deposition from an electrolyte containing ions of the deposited metal and hardening additives in suspension is carried out, according to the invention, the number of hardening additives is determined by the equation:

где z - количество твердых включений в покрытии, %,where z is the amount of solids in the coating,%,

f1 - коэффициент трения покрытия без включений,f 1 - coefficient of friction of the coating without inclusions,

f2 - коэффициент трения покрытия с включениями,f 2 - coefficient of friction of the coating with inclusions,

λ1 - теплопроводность покрытия без включений,λ 1 - thermal conductivity of the coating without inclusions,

λ2 - теплопроводность покрытия с включениями.λ 2 - thermal conductivity of the coating with inclusions.

В качестве упрочняющих добавок используют порошки карбидов, боридов, оксидов, алмаза, корунда и т.п.Powders of carbides, borides, oxides, diamond, corundum, etc. are used as hardening additives.

В результате использования предлагаемого способа обеспечивается максимальная износостойкость электролитических покрытий с упрочняющими добавками, сокращение числа исследований при разработке и изготовлении покрытий.As a result of using the proposed method, the maximum wear resistance of electrolytic coatings with hardening additives is provided, reducing the number of studies in the development and manufacture of coatings.

Пример конкретной реализации способаAn example of a specific implementation of the method

Для получения износостойких никель-фосфорных покрытий с добавками карбидов кремния проводят электролитическое осаждение покрытий на вертикальных электродах с магнитным перемешиванием электролита. Состав электролита и параметры электролитического осаждения представлены в таблице 1.To obtain wear-resistant nickel-phosphorus coatings with the addition of silicon carbides, electrolytic deposition of coatings is carried out on vertical electrodes with magnetic stirring of the electrolyte. The electrolyte composition and electrolytic deposition parameters are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 Состав электролита и параметры процессаElectrolyte Composition and Process Parameters Состав электролитаElectrolyte composition Параметры электролитического осажденияElectrolytic deposition parameters NiSO4 6H2O 300 г/л,NiSO 4 6H 2 O 300 g / l, pH 3,8pH 3.8 NiCl2 6H2O 45 г/л,NiCl 2 6H 2 O 45 g / l, температура 50°Ctemperature 50 ° C Н3ВО3 40 г/л,H 3 BO 3 40 g / l плотность тока 2 А/дм2 current density 2 A / dm 2 Н3РО3 20 г/л,H 3 PO 3 20 g / l, время 75 минtime 75 min суспензия карбидов кремния 0,80 и 200 г/лsilicon carbide suspension 0.80 and 200 g / l Анод-никельNickel anode

Коэффициенты трения покрытий, коэффициенты теплопроводности покрытий и результаты триботехнических испытаний электролитических NiP покрытий с различным содержанием карбидов кремния в суспензии при осаждении представлены в таблице 2.Coefficients of friction of coatings, coefficients of thermal conductivity of coatings and the results of tribotechnical testing of electrolytic NiP coatings with different contents of silicon carbides in suspension during deposition are presented in table 2.

Таблица 2table 2 Результаты триботехнических испытанийTribological test results № п/пNo. p / p ПокрытиеCoating Количество добавок в матрице, %The number of additives in the matrix,% Коэффициент трения, fCoefficient of friction, f Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м·К)Thermal conductivity coefficient λ, W / (m · K) Величина износа, 106 мкм3 The amount of wear, 10 6 μm 3 1.one. NiPNip 00 0,730.73 90,990.9 5,375.37 2.2. NiP-SiC, 80 г/лNiP-SiC, 80 g / l 2626 0,650.65 120120 5,155.15 3.3. NiP-SiC, 200 г/лNiP-SiC, 200 g / l 6565 0,630.63 140140 5,865.86

Для определения оптимального количества упрочняющих добавок карбидов кремния SiC, обеспечивающих максимальную износостойкость электролитических NiP покрытий, проводят расчет по уравнению:To determine the optimal amount of reinforcing additives of silicon carbides SiC, providing maximum wear resistance of electrolytic NiP coatings, the calculation is carried out according to the equation:

Figure 00000002
Figure 00000002

Согласно проведенным расчетам, при содержании карбидов кремния в матрице в количестве около 30% износ покрытий должен быть минимальным. Как видно из таблицы, наименьшее изнашивание обеспечивает электролитическое NiP покрытие с содержанием карбидов кремния в 26%.According to the calculations, when the content of silicon carbides in the matrix is about 30%, the wear of the coatings should be minimal. As can be seen from the table, the least wear is provided by the electrolytic NiP coating with a silicon carbide content of 26%.

В результате использования предлагаемого способа обеспечивается сокращение числа исследований для определения оптимального количества упрочняющих добавок в электролитических покрытиях, обеспечивающих их максимальную износостойкость.As a result of using the proposed method, a reduction in the number of studies to determine the optimal number of hardening additives in electrolytic coatings, ensuring their maximum wear resistance, is provided.

Итак, заявляемый способ позволяет определить оптимальное количество упрочняющих добавок в электролитических покрытиях с максимальной износостойкостью, сократить трудоемкость исследования покрытий.So, the claimed method allows to determine the optimal number of hardening additives in electrolytic coatings with maximum wear resistance, reduce the complexity of the study of coatings.

Claims (1)

Способ нанесения электролитических покрытий с включенными в них частицами, при котором проводят процесс осаждения из электролита, содержащего ионы осаждаемого металла и упрочняющие добавки во взвешенном состоянии, отличающийся тем, что упрочняющие добавки вводят в количестве, которое определяют по уравнению:
Figure 00000003

где z - количество твердых включений в покрытии, %,
f1 - коэффициент трения покрытия без включений,
f2 - коэффициент трения покрытия с включениями,
λ1 - теплопроводность покрытия без включений, Вт/м·К,
λ2 - теплопроводность покрытия с включениями, Вт/м·К.
A method of applying electrolytic coatings with particles included in them, in which a deposition process is carried out from an electrolyte containing precipitated metal ions and hardening additives in suspension, characterized in that the hardening additives are introduced in an amount that is determined by the equation:
Figure 00000003

where z is the amount of solids in the coating,%,
f 1 - coefficient of friction of the coating without inclusions,
f 2 - coefficient of friction of the coating with inclusions,
λ 1 - thermal conductivity of the coating without inclusions, W / m · K,
λ 2 - thermal conductivity of the coating with inclusions, W / m · K.
RU2011145844/02A 2011-11-10 2011-11-10 Electrolytic coating application method RU2476629C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011145844/02A RU2476629C1 (en) 2011-11-10 2011-11-10 Electrolytic coating application method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011145844/02A RU2476629C1 (en) 2011-11-10 2011-11-10 Electrolytic coating application method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2476629C1 true RU2476629C1 (en) 2013-02-27

Family

ID=49121501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011145844/02A RU2476629C1 (en) 2011-11-10 2011-11-10 Electrolytic coating application method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2476629C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2109855C1 (en) * 1991-07-08 1998-04-27 Шариф Ханафиевич Яр-Мухамедов Method for electrodeposition of composite coatings and plant for its embodiment
EP1288162A2 (en) * 2001-08-30 2003-03-05 Fujimura, Tadamasa Stable aqueous suspension liquid of finely divided diamond particles metallic film containing diamond particles and method of producing the same
RU2226574C1 (en) * 2002-07-29 2004-04-10 Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярёва" A method of deposition of composite electrochemical plating on internal surfaces of components of machines and a device for its realization
RU2282683C1 (en) * 2004-12-20 2006-08-27 Александр Александрович Ромашов Method for electrolytically applying coating onto inner surface of hollow article

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2109855C1 (en) * 1991-07-08 1998-04-27 Шариф Ханафиевич Яр-Мухамедов Method for electrodeposition of composite coatings and plant for its embodiment
EP1288162A2 (en) * 2001-08-30 2003-03-05 Fujimura, Tadamasa Stable aqueous suspension liquid of finely divided diamond particles metallic film containing diamond particles and method of producing the same
RU2226574C1 (en) * 2002-07-29 2004-04-10 Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярёва" A method of deposition of composite electrochemical plating on internal surfaces of components of machines and a device for its realization
RU2282683C1 (en) * 2004-12-20 2006-08-27 Александр Александрович Ромашов Method for electrolytically applying coating onto inner surface of hollow article

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Influence of nano-SiC on microstructure and property of MAO coating formed on AZ91D magnesium alloy
Ogihara et al. Electrodeposition of Ni–B/SiC composite films with high hardness and wear resistance
Medelien The influence of B4C and SiC additions on the morphological, physical, chemical and corrosion properties of Ni coatings
Jin et al. Structure and mechanical properties of magnesium alloy treated by micro-arc discharge oxidation using direct current and high-frequency bipolar pulsing modes
Ataie et al. Improving tribological properties of (Zn–Ni)/nano Al2O3 composite coatings produced by ultrasonic assisted pulse plating
Góral et al. Influence of current density on microstructure and properties of electrodeposited nickel-alumina composite coatings
Wang et al. The effect of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of electrodeposited nanocrystalline Ni–W/diamond composite coatings
Pushpavanam et al. Preparation and characterization of nickel–cobalt-diamond electro-composites by sediment co-deposition
Ogihara et al. Effect of electrodeposition conditions on hardness of Ni–B/diamond composite films
Xu et al. Electrical contact strengthening of induction-clad Ni–40% WC composite coatings on 40Cr substrates
Offoiach et al. Production and microstructural characterization of Ni matrix composite electrodeposits containing either micro-or nano-particles of Al
Wang et al. Ceramic coatings by microarc oxidation of Ti and Al alloys
RU2368709C2 (en) Method of receiving of electroplates, modified by nanodiamonds
Qin et al. The high concentration and uniform distribution of diamond particles in Ni‐diamond composite coatings by sediment co‐deposition
RU2476629C1 (en) Electrolytic coating application method
Chang et al. Microstructure and characterization of Ni-Co/Al2O3 composite coatings by pulse reversal electrodeposit
Karabulut et al. Effect of H₃BO₃ on the Corrosion Properties of Ni-B Based Electroplating Coatings
Amadeh et al. Corrosion behavior of pulse electrodeposited nanostructure Ni–SiC composite coatings
Wu et al. Effect of cobalt content on microstructure and property of electroplated nickel‐cobalt alloy coatings
Zhang et al. Impact of SiC particle size upon the microstructure and characteristics of Ni-SiC nanocomposites
Burkov et al. Electrospark deposition of tungsten carbide powder on titanium alloy Ti6Al4V
RU2354760C2 (en) Electrolyte for composition nickel colloid graphite coating sedimentation
Indyka et al. Microstructure and deposition relations in alumina particle strengthened Ni-W matrix composites
Fan et al. Influence of pH on Electroless Ni-P-γAl2O3 Composite Plating on AZ91D Magnesium Alloy by Ultrasonic Wave
YANG et al. Beneficial effects of Co2+ on co-electrodeposited Ni-SiC nanocomposite coating

Legal Events

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

Effective date: 20151111