RU2781400C1 - Method for galvanic restoration of a worn steel part in a flow electrolyte with disperse particles - Google Patents
Method for galvanic restoration of a worn steel part in a flow electrolyte with disperse particles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781400C1 RU2781400C1 RU2021117278A RU2021117278A RU2781400C1 RU 2781400 C1 RU2781400 C1 RU 2781400C1 RU 2021117278 A RU2021117278 A RU 2021117278A RU 2021117278 A RU2021117278 A RU 2021117278A RU 2781400 C1 RU2781400 C1 RU 2781400C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- iron
- galvanic
- current density
- adhesion
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M Potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical class Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N fe2+ Chemical class [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 235000011167 hydrochloric acid Nutrition 0.000 claims abstract 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-OUBTZVSYSA-N potassium-40 Chemical compound [40K] ZLMJMSJWJFRBEC-OUBTZVSYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 235000007715 potassium iodide Nutrition 0.000 abstract 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 13
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 9
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 4
- 230000003334 potential Effects 0.000 description 4
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010409 ironing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H Aluminium sulfate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000001787 Dendrites Anatomy 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N N#B Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M Silver chloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UPIXZLGONUBZLK-UHFFFAOYSA-N [Pt].[Pt] Chemical compound [Pt].[Pt] UPIXZLGONUBZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M potassium chloride Chemical class [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к гальваническому восстановлению изношенных стальных деталей машин и механизмов в проточном электролите.The invention relates to the galvanic recovery of worn steel parts of machines and mechanisms in a flowing electrolyte.
Известен способ нанесения гальванических железных покрытий на поверхность изношенных стальных деталей в проточном электролите, в состав которого включены твердые дисперсные частицы размером 1-10 мкм с целью повышения твердости и износостойкости покрытий. В процессе электролиза частицы такого размера включаются в состав покрытия. При этом восстанавливаемая деталь и растворимый анод помещаются в специальную электролитическую ячейку, через которую прокачивается электролит с твердыми дисперсными частицами [1].A known method of applying galvanic iron coatings on the surface of worn steel parts in a flowing electrolyte, which includes solid dispersed particles of 1-10 microns in size in order to increase the hardness and wear resistance of the coatings. During the electrolysis process, particles of this size are included in the composition of the coating. In this case, the part to be restored and the soluble anode are placed in a special electrolytic cell, through which the electrolyte with solid dispersed particles is pumped [1].
Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:
- низкая скорость осаждения покрытия из-за невысокой предельно допустимой плотности катодного тока;- low rate of deposition of the coating due to the low maximum allowable density of the cathode current;
- небольшая толщина гладких покрытий вследствие интенсивного протекания процесса образования дендритов при использовании электролита с дисперсными частицами;- a small thickness of smooth coatings due to the intensive flow of the process of formation of dendrites when using an electrolyte with dispersed particles;
- низкий выход железа по току.- low current output of iron.
Наиболее близким к предлагаемому способу нанесения гальванических покрытий является способ железнения в проточном электролите, в состав которого дополнительно включены крупные твердые дисперсные частицы (например электрокорунда, нитрида бора и др.) размером 100-300 мкм, а нанесение покрытия осуществляют при плотности катодного тока более 1 кА/дм2 [1].The closest to the proposed method of electroplating is the method of ironing in a flowing electrolyte, which additionally includes large solid dispersed particles (for example, electrocorundum, boron nitride, etc.) with a size of 100-300 microns, and the coating is carried out at a cathode current density of more than 1 kA/dm 2 [1].
Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:
- низкое значение величины адгезии покрытий из-за необходимости проведения финишной анодной обработки поверхности деталей в специальном электролите для анодной обработки;- low value of adhesion of coatings due to the need for finishing anodic treatment of the surface of parts in a special electrolyte for anodic treatment;
- необходимость осуществления технологических операций промывки деталей холодной и горячей водой и смены электролита, прокачиваемого через электролитическую ячейку.- the need to carry out technological operations for washing parts with cold and hot water and changing the electrolyte pumped through the electrolytic cell.
Задача изобретения - обеспечение активации поверхности за счет ее механической обработки в процессе финишной анодной подготовки деталей в электролите железнения и повышение производительности процесса за счет исключения технологических операций промывки деталей холодной и горячей водой, а также замены специального электролита для анодной обработки на электролит железнения.The objective of the invention is to provide activation of the surface due to its mechanical treatment in the process of finishing anode preparation of parts in an iron-plating electrolyte and to increase the productivity of the process by eliminating technological operations for washing parts with cold and hot water, as well as replacing a special electrolyte for anode treatment with iron-plating electrolyte.
Цель изобретения - повышение адгезии покрытий и производительности процесса восстановления деталей.The purpose of the invention is to increase the adhesion of coatings and the performance of the process of restoring parts.
Цель изобретения достигается тем, что финишную анодную обработку деталей проводят в электролите железнения при плотности анодного тока 15-25 кА/м2, скорости гетерофазного потока 1,5-2,5 м/с и концентрации частиц электрокорунда размером 100-300 мкм 40-80 г/л.The purpose of the invention is achieved by the fact that the finishing anodic treatment of parts is carried out in an iron plating electrolyte at an anode current density of 15-25 kA / m 2 , a heterophase flow rate of 1.5-2.5 m / s and a concentration of electrocorundum particles with a size of 100-300 μm 40- 80 g/l.
Ниже приведены результаты электрохимических исследований состояния поверхности углеродистых сталей перед нанесением гальванических железных покрытий с целью определения оптимальных режимов анодной обработки, позволяющих обеспечить максимально возможную величину адгезии. Приведены также результаты определения величины адгезии гальванических железных покрытий на поверхности образцов стали 45 при анодной обработке в проточном алюмосульфатном и хлористом электролите с дисперсными частицами электрокорунда.Below are the results of electrochemical studies of the state of the surface of carbon steels before the application of electroplated iron coatings in order to determine the optimal modes of anodic treatment, which make it possible to ensure the maximum possible adhesion value. The results of determination of the value of adhesion of galvanic iron coatings on the surface of samples of
Для проведения исследований использовались образцы углеродистых сталей: сталь 3, 20, 35, 40, 45, 40Х, ХВГ, ХГТ. Из сталей указанных марок на токарном станке изготавливались по 3-5 образцов каждой марки в форме цилиндров диаметром 2,00±0,01 мм длиной приблизительно 20 мм. К одному из торцов каждого образца припаивался гибкий провод с клеммой для подключения к потенциостату. Другой торец служил анодом в процессе измерений. Предварительно образцы заливались эпоксидной смолой в стеклянных трубках с внутренним диаметром 3 мм. Торец трубки с образцом перед каждым измерением шлифовался вначале на наждачном круге, а затем тонкой наждачной бумагой и обезжиривался 96% спиртом. Катодом служил электрод, изготовленный из платинированной платины с видимой площадью поверхности 2 см2, электродом сравнения - хлорид-серебряный электрод в насыщенном растворе KCl (Е0=0,2048 В по стандартному водородному электроду), относительно которого в дальнейшем приведены все потенциалы. Электрохимическая ячейка заполнялась одним из электролитов следующего состава:For research, samples of carbon steels were used:
и соединялась с электродом сравнения солевым мостиком. Поляризационные кривые регистрировались потенциостатом «IPC - compact» и отображались на экране ноутбука, сопряженного с потенциостатом. Исследования проводились при температурах от 20 до 50°С путем анализа экспериментальной зависимости плотности анодного тока от потенциала образца в интервале -0,5± +2 В в режиме линейной развертки со скоростью 10 мВ/с. Поляризационные кривые считались достоверными при кратности их воспроизведения для каждого образца 3-5 раз с точностью 5-10%. Применявшиеся в работе реактивы имели квалификацию «х.ч.», растворы готовились на дистиллированной воде. Основные параметры процесса анодной обработки стали и использовавшиеся термины поясняются рисунком 1. Измерения величины адгезии железных покрытий проводились на двух сериях образцов, изготовленных из стали 45. Заготовки в количестве по 10 штук для каждой серии диаметром 12 мм и длиной 60 мм подвергались анодной обработке в электролитах I и II при плотности анодного тока 5-50 кА/м2 и последующему железнению в электролите II при плотности катодного тока 25 кА/м2. Концентрацию частиц электрокорунда F-100 диаметром 100 мкм меняли в пределах 0-100 г/л. Скорость протока электролита составляла 0-3 м/с. Толщина слоя покрытия составляла 2-2,5 мм на диаметр. После завершения процесса нанесения покрытия образцы нейтрализовались в 2% растворе едкого натра в течение 15 минут и подвергались механической обработке на шлифовальном станке. Абразивным диском толщиной 1 мм на поверхности образца нарезались кольцевые канавки таким образом, чтобы закругленная часть диска прорезала металл основы. Покрытия подготовленных таким образом образцов испытывались на сдвиг с помощью разрывной машины УММ 5.and connected to the reference electrode with a salt bridge. The polarization curves were recorded by the IPC-compact potentiostat and displayed on the screen of a laptop connected to the potentiostat. The studies were carried out at temperatures from 20 to 50°C by analyzing the experimental dependence of the anode current density on the sample potential in the range of -0.5 ± +2 V in the linear sweep mode at a rate of 10 mV/s. Polarization curves were considered reliable if they were reproduced 3–5 times for each sample with an accuracy of 5–10%. The reagents used in the work were chemically pure, and the solutions were prepared in distilled water. The main parameters of the process of anodic treatment of steel and the terms used are explained in Figure 1. Measurements of the adhesion of iron coatings were carried out on two series of samples made of
Для достижения максимальных значений величины адгезии ГЖП необходимо проводить анодную обработку поверхности в области потенциалов пассивации (Δϕп, рис. 1).In order to achieve the maximum values of the HFL adhesion, it is necessary to carry out anodic surface treatment in the region of passivation potentials (Δϕ p , Fig. 1).
Практически же после изучения поляризационных кривых процесс анодной обработки контролируется по величине плотности тока в пассивной области (Jп, рис. 1). Ниже приведены результаты электрохимических исследований состояния поверхности углеродистых сталей с целью определения области потенциалов пассивации и соответствующей плотности анодного тока при широко применяющихся в гальванотехнике температурах электролита от 20 до 50°С.In practice, after studying the polarization curves, the anodic treatment process is controlled by the value of the current density in the passive region (J p , Fig. 1). Below are the results of electrochemical studies of the state of the surface of carbon steels in order to determine the range of passivation potentials and the corresponding anode current density at electrolyte temperatures widely used in electroplating from 20 to 50°C.
Типичные вольтамперные характеристики, полученные при анодной обработке углеродистых сталей в алюмо-сульфатном и хлористом электролитах при температурах 20 и 40°С, приведены на рисунке 2.Typical current-voltage characteristics obtained during anodic treatment of carbon steels in aluminosulfate and chloride electrolytes at temperatures of 20 and 40°C are shown in Figure 2.
В области потенциалов от -0,44 В (стационарный потенциал стали) до (-0,2)÷ (+0,2) В наблюдается резкое возрастание тока, соответствующее стадии активного травления металла. При обработке в алюмо-сульфатном электролите в области потенциалов от (-0,2)÷(0) до (+0,2)÷(+0,5) В скорость травления уменьшается в 1,25-4 раза, однако остается достаточно высокой. Эта стадия анодной обработки в алюмо-сульфатном электролите четко выражена для всех углеродистых сталей (рис. 2 а, б). При травлении в хлористом электролите эта стадия отсутствует (рис. 2 в, г). В этом электролите после окончания стадии активного травления в области потенциалов (+0,15)÷(+0,20) В и следующего за ней резкого уменьшения анодного тока следует стадия возрастания анодного тока до значений, практически соответствующих максимальному значению анодного тока в области активного травления (рис. 2, в, г).In the potential range from -0.44 V (stationary steel potential) to (-0.2)÷ (+0.2) V, a sharp increase in current is observed, corresponding to the stage of active metal etching. When processed in an aluminosulfate electrolyte in the potential range from (-0.2) ÷ (0) to (+0.2) ÷ (+0.5) V, the etching rate decreases by 1.25-4 times, but there remains enough high. This stage of anode treatment in an aluminosulfate electrolyte is clearly expressed for all carbon steels (Fig. 2 a, b). During etching in a chloride electrolyte, this stage is absent (Fig. 2c, d). In this electrolyte, after the end of the stage of active etching in the potential range (+0.15) ÷ (+0.20) V and the subsequent sharp decrease in the anode current, the stage of an increase in the anode current to values practically corresponding to the maximum value of the anode current in the active region follows. etching (Fig. 2, c, d).
При травлении в хлористом электролите отсутствует четко выраженная стадия пассивации, связанная с резким уменьшением анодного тока, характерная для обработки углеродистых сталей в алюмо-сульфатном электролите в области потенциалов от (+0,5) до (+1,3) В (рис. 2, а, б). Пассивация поверхности в хлористом электролите наблюдается в узкой области потенциалов от (+0,2) до (+0,4) В. Температурная зависимость основных параметров процесса анодной обработки углеродистых сталей в рассматриваемых электролитах иллюстрируется рисунком 3, на котором приведены зависимости плотности критического тока пассивации Jкр (рис. 3, а), т.е. максимальной плотности анодного тока в области активного травления и соответствующего потенциала образца ϕкр (рис. 3, в), а также плотности анодного тока в пассивной области Jп (рис. 3, б) и соответствующей области потенциалов образца Δϕп (рис. 3, г).When pickling in a chloride electrolyte, there is no clearly defined passivation stage associated with a sharp decrease in the anode current, which is typical for the treatment of carbon steels in an aluminosulfate electrolyte in the potential range from (+0.5) to (+1.3) V (Fig. 2 , a, b). Surface passivation in a chloride electrolyte is observed in a narrow potential range from (+0.2) to (+0.4) V. The temperature dependence of the main parameters of the process of anodic treatment of carbon steels in the electrolytes under consideration is illustrated in Figure 3, which shows the dependences of the critical passivation current density J cr (Fig. 3, a), i.e. the maximum anode current density in the region of active etching and the corresponding potential of the sample ϕ cr (Fig. 3, c), as well as the anode current density in the passive region J p (Fig. 3, b) and the corresponding potential region of the sample Δϕ p (Fig. 3 , G).
Видно, что температурные зависимости основных параметров процесса анодной обработки углеродистых сталей в хлористом и алюмо-сульфатном электролитах различаются качественно и количественно. При комнатной температуре плотность анодного тока при травлении углеродистых сталей в хлористом электролите в шесть раз больше, чем при травлении в алюмо-сульфатном электролите. С повышением температуры до 50°С соответствующее отношение уменьшается до двух (рис. 3, а). На основании этого можно сделать вывод, что при анодной обработке углеродистых сталей в области температур от 20 до 50°С необходимо в 2-6 раз увеличивать плотность анодного тока в хлористом электролите по сравнению с обработкой в алюмо-сульфатным электролите.It can be seen that the temperature dependences of the main parameters of the process of anodic treatment of carbon steels in chloride and aluminosulfate electrolytes differ qualitatively and quantitatively. At room temperature, the anode current density during pickling of carbon steels in a chloride electrolyte is six times greater than when pickling in an aluminosulfate electrolyte. As the temperature rises to 50°C, the corresponding ratio decreases to two (Fig. 3a). Based on this, we can conclude that during the anodic treatment of carbon steels in the temperature range from 20 to 50°C, it is necessary to increase the anodic current density in a chloride electrolyte by a factor of 2–6 compared to treatment in an aluminosulfate electrolyte.
С повышением температуры хлористого электролита критический ток пассивации Jкр уменьшается приблизительно в два раза, а соответствующий этому току потенциал электрода ϕкр уменьшается на 0,15 В. В алюмо-сульфатном - эти величины возрастают: критический ток пассивации - в 3-4 раза, а соответствующий ему потенциал на 0,2-0,3 В (рис. 3, а, в).With an increase in the temperature of the chloride electrolyte, the critical passivation current J cr decreases by approximately two times, and the electrode potential ϕ cr corresponding to this current decreases by 0.15 V. In aluminosulfate, these values increase: the critical passivation current is 3-4 times, and the potential corresponding to it by 0.2-0.3 V (Fig. 3, a, c).
Из этого следует, что при повышении температуры электролита от 20 до 50°С необходимо в 3-4 раза повышать плотность тока анодной обработки в алюмо-сульфатном электролите и снижать приблизительно в 2 раза при травлении в хлористом электролите.From this it follows that with an increase in the electrolyte temperature from 20 to 50°C, it is necessary to increase the current density of anode treatment in an aluminosulfate electrolyte by a factor of 3–4 and decrease by approximately 2 times when etching in a chloride electrolyte.
Потенциал, соответствующий критическому току пассивации для углеродистых сталей увеличиваются в интервале (-0,15)÷(+0,1) В при травлении в алюмо-сульфатном электролите и уменьшается в интервале (+0,18)÷(+0,12) В при травлении в хлористом электролите с повышении температуры от 20 до 50°С (рис. 3, в).The potential corresponding to the critical passivation current for carbon steels increases in the range (-0.15) ÷ (+0.1) V during etching in an aluminosulfate electrolyte and decreases in the range (+0.18) ÷ (+0.12) B during etching in a chloride electrolyte with an increase in temperature from 20 to 50°C (Fig. 3, c).
Диапазон потенциалов пассивации при различных температурах анодной обработки углеродистых сталей в алюмо-сульфатном электролите составляет 0,7-1,3 В, обнаруживая тенденцию к уменьшению с ростом температуры (рис. 3, г), а для хлористого электролита этот параметр практически не зависит от температуры и составляет приблизительно 0,2-0,4 В.The range of passivation potentials at different temperatures of anodic treatment of carbon steels in an aluminosulfate electrolyte is 0.7–1.3 V, showing a tendency to decrease with increasing temperature (Fig. 3, d), and for a chloride electrolyte, this parameter is practically independent of temperature and is approximately 0.2-0.4 V.
Величина плотности тока в пассивной области при обработке в алюмо-сульфатном электролите не превосходит значение 0,7 кА/м2 во всем исследованном температурном интервале, а в хлористом электролите значение этого параметра составляет 1,6-2,7 кА/м2, что в 2,5-4 раза больше соответствующего значения для алюмо-сульфатного электролита (рис. 3, б), причем такие небольшие различия имеют место при травлении в хлористом электролите лишь в относительно узкой области потенциалов от 0,2 до 0,4 В. На основании этого можно сделать вывод, что при травлении в хлористом электролите в указанной выше области потенциалов можно проводить пассивацию поверхности углеродистых сталей.The value of the current density in the passive region during processing in an aluminosulfate electrolyte does not exceed 0.7 kA/m 2 in the entire studied temperature range, and in a chloride electrolyte, the value of this parameter is 1.6-2.7 kA/m 2 , which 2.5-4 times greater than the corresponding value for the aluminum sulfate electrolyte (Fig. 3, b), and such small differences occur during etching in a chloride electrolyte only in a relatively narrow potential range from 0.2 to 0.4 V. Based on this, it can be concluded that when pickling in a chloride electrolyte in the above potential range, it is possible to passivate the surface of carbon steels.
Проведенные электрофизические исследования состояния поверхности стали в процессе анодной обработки позволили выбрать оптимальные режимы подготовки поверхности образцов стали 45 перед нанесением гальванических железных покрытий, что является предпосылкой для достижения максимальных значений адгезии, однако они не позволяют количественно определить величину адгезии. Эксперименты по определению величины адгезии проводились по плану ЦКР 23 [8]. Экспериментальная проверка приведенных выше технологических рекомендаций показала, что величина адгезии зависит от плотности анодного тока, концентрации микрочастиц электрокорунда и скорости протока электролита.Conducted electrophysical studies of the state of the steel surface during anodic treatment made it possible to choose the optimal modes of preparing the surface of
При расчете матрицы планирования определены коэффициенты регрессии, и получено уравнение, моделирующее зависимость прочности сцепления от указанных выше факторов.When calculating the planning matrix, the regression coefficients were determined, and an equation was obtained that simulates the dependence of the adhesion strength on the above factors.
Обработку результатов эксперимента проводили по стандартной методике [3]. Для проверки адекватности уравнения использовали F - критерий Фишера, для определения значимости коэффициентов t - критерий Стьюдента. После исключения незначимых коэффициентов уравнение регрессии для величины адгезии покрытий приняло вид:The experimental results were processed according to the standard procedure [3]. To check the adequacy of the equation, F - Fisher's criterion was used, to determine the significance of the coefficients t - Student's criterion. After excluding insignificant coefficients, the regression equation for the adhesion value of the coatings took the form:
σсц=(219,1+17,3Х2-18,6Х3+2,3Х1 2+1,2Х2 2+3,0Х1Х2) МПа,σ sc \u003d (219.1 + 17.3X 2 -18.6X 3 + 2.3X 1 2 + 1.2X 2 2 + 3.0X 1 X 2 ) MPa,
где X1 - скорость потока электролита, Х2 - концентрация частиц электрокорунда, Х3 - плотность анодного тока. Уровни планируемых факторов соответствовали следующим значениям параметров процесса анодной обработки: X1 (-1÷4,3 м/с; 0÷2 м/с; +1÷2,7 м/с), Х2(-1÷20 г/л; 0÷50 г/л; +1÷80 г/л), Х3 (-1÷8 кА/м2; 0÷14 кА/м2; +1÷20 кА/м2).where X 1 - electrolyte flow rate, X 2 - concentration of electrocorundum particles, X 3 - anode current density. The levels of planned factors corresponded to the following values of the anode treatment process parameters: X 1 (-1÷4.3 m/s; 0÷2 m/s; +1÷2.7 m/s), X 2 (-1÷20 g /l; 0÷50 g/l; +1÷80 g/l), Х 3 (-1÷8 kA/m 2 ; 0÷14 kA/m 2 ; +1÷20 kA/m 2 ).
Видно, что максимальные значения величины адгезии в пределах 230-260 МПа достигаются при концентрации частиц электрокорунда 40-80 г/л, скорости протока электролита 1,5-2,5 м/с и плотности анодного тока 15-25 кА/м2.It can be seen that the maximum adhesion values in the range of 230–260 MPa are achieved at a concentration of electrocorundum particles of 40–80 g/l, an electrolyte flow rate of 1.5–2.5 m/s, and an anode current density of 15–25 kA/m 2 .
При проведении предварительной анодной обработки образцов стали 45 в проточном алюмосульфатном электролите I с последующей промывкой в течение 1 минуты в холодной и горячей воде с заменой электролита для предварительной анодной обработки I электролитом железнения II были получены меньшие значения адгезии (150±30) МПа.During preliminary anodic treatment of samples of
Таким образом, проведение финишной анодной обработки стальных деталей непосредственно в проточном электролите железнения с крупными дисперсными частицами позволяет получить значения адгезии 230-260 МПа, что вполне удовлетворяют практическим потребностям по величине сцепления покрытия с основой при гальваническом восстановлении изношенных деталей.Thus, finishing anodic treatment of steel parts directly in a flowing iron plating electrolyte with large dispersed particles makes it possible to obtain adhesion values of 230–260 MPa, which fully satisfy practical needs in terms of the adhesion of the coating to the base during galvanic restoration of worn parts.
Источники информацииSources of information
1. Гурьянов Г.В. Электроосаждение износостойких композиций. Кишинев: Штиинца, 1986. 206 с.1. Guryanov G.V. Electrodeposition of wear-resistant compositions. Kishinev: Shtiintsa, 1986. 206 p.
2. Ивашкин Ю.А., Кисель Ю.Е., Гурьянов Г.В. Способ нанесения гальванических железных покрытий в проточном электролите с крупными дисперсными частицами. Патент на изобретение № 2503751, М. Федеральная служба по интеллект, собст., патентам и товар, знакам, RU 2503751 С2, заявл. 2011, опубл. 10.01.2014 Бюл. № 01. - с. 119.2. Ivashkin Yu.A., Kisel Yu.E., Guryanov G.V. A method for applying galvanic iron coatings in a flowing electrolyte with large dispersed particles. Patent for invention No. 2503751, M. Federal Service for Intelligence, Property, Patents and Goods, Marks, RU 2503751 C2, Appl. 2011, publ. 01/10/2014 Bull. No. 01. - p. 119.
3. Макаричев Ю.А., Иванников Ю.Н. Методы планирование эксперимента и обработки данных: учеб. пособие // - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2016. - 131 с.3. Makarichev Yu.A., Ivannikov Yu.N. Methods of experiment planning and data processing: textbook. allowance // - Samara: Samar. state tech. un-t, 2016. - 131 p.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2781400C1 true RU2781400C1 (en) | 2022-10-11 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2119557C1 (en) * | 1997-01-24 | 1998-09-27 | Палевич Александр Федорович | Method of restoring and strengthening parts |
| RU2416679C2 (en) * | 2009-04-13 | 2011-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Method of forming wear resistant galvanic metal coatings |
| RU2503751C2 (en) * | 2011-11-14 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия". | Method of iron coat electroplating in flowing electrolyte with coarse disperse particles |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2119557C1 (en) * | 1997-01-24 | 1998-09-27 | Палевич Александр Федорович | Method of restoring and strengthening parts |
| RU2416679C2 (en) * | 2009-04-13 | 2011-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Method of forming wear resistant galvanic metal coatings |
| RU2503751C2 (en) * | 2011-11-14 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия". | Method of iron coat electroplating in flowing electrolyte with coarse disperse particles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Karakurkchi et al. | Electrochemical deposition of Fe–Mo–W alloy coatings from citrate electrolyte | |
| Ved’ et al. | Functional properties of Fe− Mo and Fe− Mo− W galvanic alloys | |
| Karami et al. | Electroplating nanostructured hard gold through the pulse galvanostatic method | |
| Ved et al. | Electroplating and functional properties of Fe-Mo and Fe-Mo-W coatings | |
| RU2781400C1 (en) | Method for galvanic restoration of a worn steel part in a flow electrolyte with disperse particles | |
| RU2096535C1 (en) | Method of electrochemically applying chromium-diamond coatings | |
| US8226809B2 (en) | Anodized substrate layer with solid lubricant | |
| JPS58500253A (en) | High speed chrome alloy plating | |
| US8425751B1 (en) | Systems and methods for the electrodeposition of a nickel-cobalt alloy | |
| RU2191227C2 (en) | Process for applying composition type gold-base coatings | |
| Butts et al. | Structure and grain size of electrodeposited copper | |
| RU2169798C1 (en) | Method of production of composite zinc-based coats | |
| Balakai et al. | Wear resistance of nickel–cobalt–polytetrafluoroethylene composite electrolytic coatings deposited from chloride-containing electrolyte | |
| KR20200012351A (en) | Zn-Ni ALLOY PLATING SOLUTION FOR AUTOMOTIVE PARTS | |
| RU2762695C1 (en) | Method for electrolytic chromium plating | |
| Walker | Structure and properties of electrodeposited metals | |
| KR102012726B1 (en) | Hexavalent Chrome Plating Solution And Crack Free Pulse-Reverse Electroplating Method Using of The Same | |
| Geneidy et al. | The effect of magnesium salts on nickel plating baths | |
| Isern et al. | Particle distribution, film formation and wear performance of brush plated Ni/WC | |
| RU2713771C1 (en) | ELECTROLYTE FOR Cr-V ALLOY DEPOSITION | |
| RU2750731C1 (en) | Method for pre-processing of small-sized parts made of alloys based on copper with internal holes and grooves for electrodeposition of coatings on them | |
| Gezerman et al. | 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzothiazole, and thioglycolic acid in an electroless nickel-plating bath | |
| US20230142535A1 (en) | Rollers and work rolls including surface coatings | |
| RU2503751C2 (en) | Method of iron coat electroplating in flowing electrolyte with coarse disperse particles | |
| JP2005206904A (en) | METHOD OF PRODUCING Ni-W ALLOY FILM |