RU2484185C1 - Способ получения износостойких покрытий - Google Patents
Способ получения износостойких покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484185C1 RU2484185C1 RU2012100102/02A RU2012100102A RU2484185C1 RU 2484185 C1 RU2484185 C1 RU 2484185C1 RU 2012100102/02 A RU2012100102/02 A RU 2012100102/02A RU 2012100102 A RU2012100102 A RU 2012100102A RU 2484185 C1 RU2484185 C1 RU 2484185C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wear
- component part
- iron
- coating
- oxidation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/026—Anodisation with spark discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
- C25D11/08—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing inorganic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/34—Anodisation of metals or alloys not provided for in groups C25D11/04 - C25D11/32
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гальванотехники. Способ включает микродуговое оксидирование электроосажденного слоя железоалюминиевого покрытия стальной детали в течение 60-90 минут при плотности электрического тока 20-40 А/дм2 с подачей на поверхность детали под давлением через распылитель, контактирующий с катодом, кислорода при температуре 5-15°С с расходом 0,1-1,0 м3/мин на один квадратный метр в электролите следующего состава, кг/м3: едкое кали 6-8, борная кислота 40-50, причем детали сообщают поступательные и вращательные движения. Технический результат - повышение микротвердости и износостойкости стальных деталей, увеличение толщины оксидируемого слоя до 300-500 мкм, упрощение способа получения износостойких покрытий. 1 пр.
Description
Изобретение относится к области получения износостойких покрытий на восстановленных поверхностях стальных деталей.
Известен способ электролитического осаждения сплава железо-алюминий из электролита, содержащего хлористый алюминий, железо хлористое, хлористый калий (натрий), соляную кислоту. Процесс ведут на переменном асимметричном токе с интервалом катодных плотностей тока 30-70 А/дм2 и коэффициентом асимметрии β=1,2-6. (Патент №2263727, МПК С25D 3/56. Способ электролитического осаждения сплава железо-алюминий). Недостатком данного способа является низкая микротвердость и износостойкость покрытия.
Повышение микротвердости и износостойкости покрытий может быть достигнуто путем образования в покрытии корундовых включений оксида алюминия (α- и γ-Аl2О3).
За прототип взят способ получения покрытий на деталях из алюминия и его сплавов, включающий оксидирование продолжительностью 40-90 мин при плотности электрического тока 25-35 А/дм2 в комбинированном электролите на основе едкого кали и борной кислоты при содержании едкого кали 3-5 г/л и борной кислоты 20-40 г/л, в процессе которого на поверхность детали под давлением через распылитель, контактирующий с катодом, подают кислород, а детали, контактирующей с анодом, сообщают поступательные и вращательные движения. Для увеличения микротвердости и износостойкости в электролит вводят корунд α-Аl2О3 (30-70 г/л) в виде мелкодисперсных частиц размером 5-7 мкм и оксид хрома Сr2О3 (1-2 г/л), а после оксидирования производят импульсный нагрев, состоящий из 5-10 циклов, каждый из которых включает выдержку в течение 15-20 с при температуре 750-800°С и последующее охлаждение до температуры не выше 300°С. (Патент №2395633, МПК C25D 11/08, C25D 15/00. Способ получения покрытий).
Недостатком данного способа является сложность процесса, низкая микротвердость и износостойкость, небольшая толщина оксидируемого слоя.
Технической задачей изобретения является повышение микротвердости и износостойкости покрытия, увеличение толщины оксидирумого слоя покрытия при несложной технологии получения износостойких покрытий.
Предлагается способ получения износостойких покрытий, который включает электролитическое осаждение сплава железо-алюминий и последующее микродуговое оксидирование. Получаемые покрытия обладают высокой микротвердостью и износостойкостью, толщина оксидируемого слоя достигает 300-500 мкм.
Для получения повышенной износостойкости восстановленных поверхностей стальных деталей предлагается обработка электролитического железоалюминиевого покрытия микродуговым оксидированием.
Новым являемся то, что микродуговому оксидированию подвергается электроосажденный слой железоалюминиевого покрытия. Оксидирование проходит в водном растворе электролита на основе едкого кали (6-8 кг/м3) и борной кислоты (40-50 кг/м3) в течение 60-90 мин при плотности электрического тока 20-40 А/дм2, в процессе которого на поверхность детали под давлением через распылитель, контактирующий с катодом, подается кислород с температурой 5-15°С и расходом 0,1-1,0 м3/мин на один квадратный метр оксидируемой поверхности, а деталь, контактирующая с анодом, совершает поступательное и вращательное движения, так чтобы оксидируемая поверхность находилась на расстоянии 10-30 мм от распылителя, причем перед оксидированием раствор электролита нагревают до 70-80°С. Сочетание концентраций едкого кали (6-8 кг/м3) и борной кислоты (40-50 кг/м3) является наиболее рациональным, так как при этом обеспечивается хорошая проводимость раствора и относительно пассивное состояние оксидируемой поверхности, поэтому оксидирование требует невысокой мощности и позволяет получать покрытия с высокими физико-механическими свойствами. При уменьшении концентрации едкого кали снижается проводимость раствора, повышается мощность, затрачиваемая на оксидирование. При увеличении концентрации едкого кали свыше 8 кг/м3 повышается интенсивность растворяющего действия раствора на покрытие, поэтому снижаются его физико-механические свойства. При введении в электролит концентрации борной кислоты менее 40 кг/м3, ухудшается пассивация поверхности, микродуговые разряды возникают при низких напряжениях пробоя, и физико-механические свойства снижаются. При увеличении концентрации борной кислоты свыше 50 кг/м3 она растворяется во время нагрева, но во время охлаждения выпадает в осадок и может включаться в покрытие, нарушая его фазовый состав и снижая физико-механические свойства. Плотность тока ограничена интервалом 20-40 A/дм2. Пpи плотности тока свыше 40 А/дм2 формируемые покрытия отличаются наличием большого числа глубоких пор на месте электрических пробоев, а при дальнейшем увеличении напряжения микродуговой процесс может смениться постоянно горящими дугами, что приводит к разрушению сформированного оксидного слоя и материала оксидируемого изделия. При плотности тока меньше 20 А/дм2 на поверхности покрытия наблюдаются единичные микродуговые разряды либо полное их отсутствие, т.е. процесс оксидирования становится неэффективным. Образуются слишком тонкие и некачественные покрытия с преобладанием аморфной фазы, которые не обладают износостойкими свойствами. Время оксидирования при этом значительно возрастает, что ведет к излишним затратам электроэнергии. Получаемое покрытие имеет микротвердость до 15000 МПа, а износостойкость выше в 3-4 раза износостойкости электроосажденного железоалюминиевого покрытия при толщине покрытия в 300-500 мкм.
Данный способ включает в себя следующие операции: для оксидирования готовится электролит следующего состава, кг/м3: едкое кали - 6-8; борная кислота - 40-50. Электролит нагревается до 70-80°С и тщательно перемешивается до полного растворения борной кислоты. Далее температура электролита снижается до 15-20°С. Детали, восстановленные электролитическим железоалюминиевым покрытием, погружаются в электролит, имеющий температуру 15-20°С. Оксидирование протекает при плотности электрического тока 20-40 А/дм2, при этом на поверхность детали, контактирующей с катодом, подают через распылитель из нержавеющей стали кислород с температурой 5-15°С и расходом 0,1-1,0 м3/мин на один квадратный метр оксидируемой поверхности, а детали при этом сообщают поступательные и вращательные движения. Дополнительная подача кислорода при разности потенциалов между распылителем и деталью обеспечивает перемешивание, насыщение кислородом, снижение температуры электролита вблизи оксидируемой поверхности. При этом одновременно повышается интенсивность образования нового оксида, снижается растворяющее действие электролита на покрытие, и толщина оксидированного покрытия ускоренно увеличивается.
На основании проведенных исследований оптимальными условиями являются следующие: известное электроосаждение железоалюминиевого покрытия на переменном асимметричном токе, микродуговое оксидирование в электролите следующего состава кг/м3: едкое кали 7, борная кислота 45. Оксидирование протекает при температуре 20°С и плотности тока 30 А/дм2. Время процесса длится 90 минут. Толщина оксидированного слоя достигает толщины электроосажденного покрытия 400 мкм, а микротвердость 15000 МПа.
Предлагаемый способ экономически эффективен. Покрытия обладают высокой износостойкостью, превышающей показатели электролитического сплава железо-алюминий в 3…4 раза, что позволяет их использовать в народном хозяйстве для восстановления и упрочнения поверхностей деталей машин.
Claims (1)
- Способ получения износостойких покрытий, отличающийся тем, что в течение 60-90 мин при плотности электрического тока 20-40 А/дм2 микродуговому оксидированию подвергают электроосажденный слой железоалюминиевого покрытия стальной детали с подачей на ее поверхность под давлением через распылитель, контактирующий с катодом, кислорода при температуре 5-15°С с расходом 0,1-1,0 м3/мин на один квадратный метр, причем используют электролит следующего состава, кг/м3: едкое кали 6-8, борная кислота 40-50, а детали сообщают поступательные и вращательные движения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012100102/02A RU2484185C1 (ru) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Способ получения износостойких покрытий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012100102/02A RU2484185C1 (ru) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Способ получения износостойких покрытий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2484185C1 true RU2484185C1 (ru) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012100102/02A RU2484185C1 (ru) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Способ получения износостойких покрытий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2484185C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2622073C1 (ru) * | 2016-01-11 | 2017-06-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Способ получения керамических покрытий на деталях из сталей |
CN112853247A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-05-28 | 四川添腾科技有限公司 | 一种防腐蚀紧固件的表面处理工艺 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10237692A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-08 | Hitachi Ltd | Al又はAl合金製真空チャンバ部材の表面処理方法 |
RU2218454C2 (ru) * | 2001-06-18 | 2003-12-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" | Способ формирования износостойких покрытий |
RU2263727C2 (ru) * | 2003-10-27 | 2005-11-10 | Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова | Способ электролитического осаждения сплава железо - алюминий |
RU2395633C1 (ru) * | 2009-09-14 | 2010-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования РФ Пензенская Государственная Технологическая Академия | Способ получения покрытий |
-
2012
- 2012-01-10 RU RU2012100102/02A patent/RU2484185C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10237692A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-08 | Hitachi Ltd | Al又はAl合金製真空チャンバ部材の表面処理方法 |
RU2218454C2 (ru) * | 2001-06-18 | 2003-12-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" | Способ формирования износостойких покрытий |
RU2263727C2 (ru) * | 2003-10-27 | 2005-11-10 | Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова | Способ электролитического осаждения сплава железо - алюминий |
RU2395633C1 (ru) * | 2009-09-14 | 2010-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования РФ Пензенская Государственная Технологическая Академия | Способ получения покрытий |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2622073C1 (ru) * | 2016-01-11 | 2017-06-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Способ получения керамических покрытий на деталях из сталей |
CN112853247A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-05-28 | 四川添腾科技有限公司 | 一种防腐蚀紧固件的表面处理工艺 |
CN112853247B (zh) * | 2020-12-26 | 2022-12-23 | 四川添腾科技有限公司 | 一种防腐蚀紧固件的表面处理工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9677187B2 (en) | Non-metallic coating and method of its production | |
AU747068B2 (en) | Method for producing hard protection coatings on articles made of aluminium alloys | |
CN104947106A (zh) | 具有二氧化钛涂层的不锈钢电解电极的制造方法 | |
US10662540B2 (en) | Electrolyte for electroplating | |
JP5688161B2 (ja) | クロム電極からのクロムの電解溶解 | |
RU2484185C1 (ru) | Способ получения износостойких покрытий | |
CN102747406A (zh) | 镁合金阳极氧化电解液及对镁合金表面处理的方法 | |
CN109183115A (zh) | 一种表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金的制备方法 | |
RU2395633C1 (ru) | Способ получения покрытий | |
CN103266343A (zh) | 金属材料的表面糙化方法 | |
RU2353716C1 (ru) | Способ получения защитных покрытий на стали | |
CN108441912B (zh) | 铝合金表面Al3C4-Al2O3-ZrO2耐磨复合涂层的制备方法 | |
RU2541246C1 (ru) | Способ получения толстослойных износостойких покрытий методом микродугового оксидирования | |
CN108018583B (zh) | 一种电解阳极板及其制备方法与应用 | |
RU2483144C1 (ru) | Способ получения композитных полимер-оксидных покрытий на вентильных металлах и их сплавах | |
RU2471021C1 (ru) | Способ получения нанокомпозитных покрытий | |
RU2537346C1 (ru) | Способ электролитно-плазменной обработки поверхности металлов | |
RU2263164C1 (ru) | Способ нанесения защитных покрытий на алюминий и его сплавы | |
RU2393274C1 (ru) | Способ получения покрытий | |
RU2392359C1 (ru) | Способ получения покрытий | |
CN102864478B (zh) | 一种铝制品表面处理工艺 | |
RU2622073C1 (ru) | Способ получения керамических покрытий на деталях из сталей | |
JP6539200B2 (ja) | アルミニウム系部材の陽極酸化方法 | |
RU2416679C2 (ru) | Способ формирования износостойких гальванических железных покрытий | |
CN108468077B (zh) | 一种镁合金自封闭阳极氧化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140111 |