UA93318U - Гальванічне покриття сплавами заліза для зміцнення поверхні деталей зі сталі та чавуну - Google Patents
Гальванічне покриття сплавами заліза для зміцнення поверхні деталей зі сталі та чавуну Download PDFInfo
- Publication number
- UA93318U UA93318U UAU201404347U UAU201404347U UA93318U UA 93318 U UA93318 U UA 93318U UA U201404347 U UAU201404347 U UA U201404347U UA U201404347 U UAU201404347 U UA U201404347U UA 93318 U UA93318 U UA 93318U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- iron
- steel
- coating
- coatings
- tungsten
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 5
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 10
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 7
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract description 2
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 abstract 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 11
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 7
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- FZLXQNVEUSTQJM-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Mo].[W] Chemical compound [Fe].[Mo].[W] FZLXQNVEUSTQJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150060609 MPK8 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910017311 Mo—Mo Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 1
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- DSMZRNNAYQIMOM-UHFFFAOYSA-N iron molybdenum Chemical compound [Fe].[Fe].[Mo] DSMZRNNAYQIMOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- JHOPGIQVBWUSNH-UHFFFAOYSA-N iron tungsten Chemical compound [Fe].[Fe].[W] JHOPGIQVBWUSNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 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
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011684 sodium molybdate Substances 0.000 description 1
- 235000015393 sodium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N sodium molybdate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N sodium tungstate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][W]([O-])(=O)=O XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Гальванічне покриття сплавами заліза для зміцнення поверхні деталей зі сталі та чавуну, отримане шляхом осадження з комплексного цитратного електроліту на основі сульфату заліза (III). Крім цього, до складу покриття додатково вводиться вольфрам, процес катодного осадження проводять при температурі 20- імпульсним струмом амплітудою 3,5-6 А/дмпри тривалості імпульсу 5⋅10-1⋅10та паузи 1⋅10-2⋅10.
Description
Корисна модель стосується гальванотехніки, зокрема електроосадження гальванічних покриттів сплавами заліза з молібденом та вольфрамом для зміцнення робочих поверхонь сталевих та чавунних деталей, відновлення відпрацьованих деталей, підвищення зносостійкості та захисту виробів від корозійного руйнування. Метою винаходу є розробка для поверхонь зі сталі та чавуну гальванічних покриттів сплавами залізо-молібден-вольфрам з підвищеною мікротвердістю та корозійною тривкістю при високих значеннях виходу за струмом та широким діапазоном вмісту сплавотвірних компонентів. Покриття сплавами залізо-молібден-вольфрам можуть бути застосовані для зміцнення робочих поверхонь деталей зі сталі та чавуну, відновленні зношених деталей автотранспорту та приладів, які використовуються в середовищах підвищеної агресивності, в хімічній та машинобудівній промисловості.
Відомі зносостійкі гальванічні покриття залізом (1), що складаються з декількох шарів різної твердості.
Почергове нанесення покриттів низької та високої твердості здійснюють при температурі 50 "С з електроліту наступного складу, г/л:
ЕесСіІ»-4нН2о 500
МагСаНаОв.2Нго З
Не5ОХ4 2
НС 1-2(до рН--0,8-1 2).
Процес формування покриття здійснюють в етапи: попереднє осадження покриття залізом при густині струму 10 А/дм? протягом 1 години, яке служить металічною матрицею для другого етапу нанесення зносостійкого шару. Шари різної твердості формують шляхом варіювання густини катодного струму електролізу від 10 А/дм? до 60-100 А/дм", час нанесення - 6-18 хв. та 1-4 хв. відповідно. За таким способом формують 5-10 пар шарів зі співвідношенням твердості 4:86. Отримані покриття мають збільшену на 30 95 зносостійкість у порівнянні з матеріалом основи.
Недоліком зазначених покриттів слід вважати нестійкість електроліту для їх формування через наявність хлорид-іонів та окиснення заліза (Ії) до заліза (ПП) в процесі електролізу, внаслідок чого якість покриттів погіршується, а також значна крихкість отриманих покриттів, можливість їх розшарування через низьку адгезію шарів між собою.
Відомий, вибраний за прототип, спосіб формування зносостійких гальванічних покриттів двокомпонентними сплавами заліза з молібденом та вольфрамом асиметричним змінним струмом промислової частоти з густиною струму |к-40-50 А/дм: та коефіцієнтом асиметрії Д-4-6
І2Ї. Для одержання покриттів залізо-молібден та залізо-вольфрам використовували хлоридні
Зо електроліти заліза (Ії), що містять наступні компоненти:
Тип покриття | Хлорид заліза Вольфрамат Молібдат амонію Цитратна Соляна натрію | кислота Неї
ЕеСіІ»4нНг2Оо Мам/Оз4но (МНа)єМогОг2а-4Н2О СеНеО»Ноо | Кислота
БеМо 17 350..400 | -- | 05-20 | 40-50 | 10.15 ем 0 1о350..400,. | 0550 | щ-БГ- | 40-60 | 10.15
Сформовані покриття мають вищі показники мікротвердості, міцності зчеплення з основою та зносостійкості у порівнянні з чистим електролітичним залізом. До недоліків вищенаведеного способу слід віднести низьку стабільність електролітів, пов'язану з окисненням заліза (ІІ) як киснем повітря, так і в анодному процесі. Крім того, вміст тугоплавких металів в електроосаджених сплавах (до 2,5 95 мас.) є невисоким.
В основу корисної моделі поставлено задачу розробки для поверхонь зі сталі та чавуну зміцнюючого гальванічного покриття сплавами залізо-молібден-вольфрам з високими значеннями виходу за струмом та широким діапазоном вмісту сплавотвірних компонентів.
Задачею корисної моделі є розробка гальванічних покриттів заліза з молібденом і вольфрамом з високими показниками твердості та корозійної тривкості для зміцнення поверхонь сталевих та чавунних деталей.
Поставлена задача досягається завдяки тому, що формування покриттів здійснюють з комплексного цитратного електроліту на основі сульфату заліза (Ії) при температурі 20-2570 уніполярним імпульсним струмом амплітудою 3,5-6 А/дме при тривалості імпульсу 5-103-1-102 та паузи 1-102-241072,
Електроліт для формування зміцнюючих покриттів має наступний склад, моль/дм: сульфат заліза (ПІ) 0,1-0,15 молібдат натрію 0,06-0,08 вольфрамат натрію 0,04-0,06 цитрат натрію 0,2-0,3 сульфат натрію 0,1-015 борна кислота 01.
Введення до складу електроліту сульфату натрію забезпечує підвищення електропровідності та високу розсіювальну здатність електроліту, внаслідок чого забезпечується осадження рівномірних та світлих покриттів. Використання борної кислоти обумовлюється необхідністю буферування прикатодного шару, підвищення стабільності електроліту та подовження термінів його працездатності. Крім того, в зазначеному інтервалі співввідношення концентрацій компонентів в електроліті утворюються цитратні та змішані комплекси, які забезпечують осадження дрібнокристалічних міцно зчеплених з основою покриттів.
Запропонований інтервал амплітуд густин струму обумовлений тим, що при густинах струму, більших за 6 А/дм, суттєво погіршується якість покриття. При густині струму, менше за 3,5 А/дм7, знижується вихід за струмом та швидкість осадження сплаву. Вказаний інтервал тривалості імпульсу та паузи забезпечує прийнятну якість покриття та оптимальне співвідношення вмісту компонентів у сплаві. Нижня межа інтервалу тривалості імпульсів обумовлена зниженням виходу за струмом сплаву, а тривалості пауз - порушенням необхідного співвідношення компонентів у сплаві. Збільшення тривалості імпульсів приводить до підвищення середньої катодної густини струму вище за граничну дифузійну катодну густину струму і погіршує якість покриття, а збільшення тривалості пауз - до зниження ефективності осадження.
Таким чином, використання імпульсного уніполярного струму дає можливість формувати покриття сплавом залізо-молібден-вольфрам з виходом за струмом 65-85595 та вмістом молібдену 25-40 мас.9о і вольфраму 6,0-9,0 мас. 95. Мікротвердість одержаних покриттів сплавом залізо-молібден-вольфрам є вищою за основу у 2-2,5 рази. Корозійна тривкість у кислих, нейтральних та лужних середовищах значно перевищує показники для матеріалу основи.
Покриття наносять на попередньо підготовлені за стандартною методикою деталі, що включає механічну обробку, знежирювання та травлення поверхні.
Приклад 1
В комірці для електролізу, заповненій цитратним електролітом, електроосадження сплаву
Ее-Мо-М/ ведуть на зразок зі сталі марки 20 в імпульсному режимі при густині катодного струму
Ко) 4,5 А/дм", тривалості імпульсу 5-103 с, паузи - 1-102 с Вміст молібдену становить 26,3 95 мас, вольфраму - 7,2 95 мас. Вихід за струмом сплаву складає 75 95. Покриття світле, блискуче та дрібнокристалічне, не має внутрішніх напружень та тріщин.
Приклад 2
В комірці для електролізу, заповненій цитратним електролітом, електроосадження сплаву
Ее-Мо-М/ ведуть на зразок з сірого чавуну в імпульсному режимі при густині катодного струму 4,5 А/дм-, тривалості імпульсу 0,5-103 с, паузи - 2-102 с Вміст молібдену становить 35,5 95 мас, вольфраму - 6,1 95 мас. Вихід за струмом сплаву складає 70 95. Покриття світле, блискуче та дрібнокристалічне, не має внутрішніх напружень та тріщин.
Відомості про склад запропонованих покриттів, режими електролізу та отримані результати наведено у таблиці.
Таблиця покриттів
Вміст компонентів в сплаві, 95 мас. Ее-Мо Ее-МУ/ Ее-Мо-Му
Залізо 98,5-99,0 97,5-98,5 49,0-58,0
Молібден 1,0-1,5 - 25,0-40,0 вольфрам - 1,5-2,5 6,0-9,0
Таким чином, порівняно з прототипом, покриття, що заявляється, має більший вміст тугоплавких металів Фф(Мо)-25-40 90 мас. та Ф(М)-6-9 95 мас, підвищену мікротвердість та корозійну тривкість у середовищах різної кислотності.
Джерела інформації: 1. Пат. 2416679 Российская Федерация, МПК8 С250 3/20, б250 5/10. Способ формирования износостойких гальваничесих железньїх покрьтий. / Г.В. Гурьянов, Ю.А. МИвашкин. Мо 2009114009/02, заявл. 13.04.09; опубл. 20.04.11, Бюл. Мо 11. -6 с. 2. Применение злектролитических сплавов на основе железа для упрочнения и восстановления деталей машин / В.В. Серебровский, Е.А. Афанасьев, Д.С. Реутов, Р.В.
Степашов // Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія "Механізація та автоматизація виробничих процесів". - 2012. - Вип. 6 (24). - С. 38-42.
Claims (1)
- ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІГальванічне покриття сплавами заліза для зміцнення поверхні деталей зі сталі та чавуну, отримане шляхом осадження з комплексного цитратного електроліту на основі сульфату заліза (І), яке відрізняється тим, що до складу покриття додатково вводиться вольфрам, процес катодного осадження проводять при температурі 20-25 "С імпульсним струмом амплітудою 3,5-6 А/дм: при тривалості імпульсу 5-103-1.102 та паузи 1-102-2.1072.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201404347U UA93318U (uk) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | Гальванічне покриття сплавами заліза для зміцнення поверхні деталей зі сталі та чавуну |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201404347U UA93318U (uk) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | Гальванічне покриття сплавами заліза для зміцнення поверхні деталей зі сталі та чавуну |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA93318U true UA93318U (uk) | 2014-09-25 |
Family
ID=56281255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201404347U UA93318U (uk) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | Гальванічне покриття сплавами заліза для зміцнення поверхні деталей зі сталі та чавуну |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA93318U (uk) |
-
2014
- 2014-04-22 UA UAU201404347U patent/UA93318U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6534391B2 (ja) | 三価クロムを含有する電気めっき浴及びクロムを析出させる方法 | |
| US10662540B2 (en) | Electrolyte for electroplating | |
| JP6806152B2 (ja) | Ｓｎ系合金めっき鋼板 | |
| KR20180037311A (ko) | 3가 전해질로부터 증착된 미세 불연속 크롬의 패시베이션 | |
| CN108138345A (zh) | 用于镀铬装饰部件的多重防腐蚀体系 | |
| Kumar et al. | Characterization of chromium electrodeposits obtained from trivalent electrolytes containing formaldehyde as additive | |
| Kasach et al. | Effect of parameters of pulse electrolysis on electrodeposition of copper–tin alloy from sulfate electrolyte | |
| US2962428A (en) | Process for chromium plating | |
| RU2293802C1 (ru) | Способ оксидирования поверхности стали | |
| UA93318U (uk) | Гальванічне покриття сплавами заліза для зміцнення поверхні деталей зі сталі та чавуну | |
| US3729396A (en) | Rhodium plating composition and method for plating rhodium | |
| RU2437967C1 (ru) | Способ осаждения композиционных покрытий никель-ванадий-фосфор-нитрид бора | |
| CA3006141A1 (en) | Compositionally modulated zinc-iron multilayered coatings | |
| JP2013185199A (ja) | 亜鉛系電気めっき鋼板およびその製造方法 | |
| Török et al. | Direct cathodic deposition of copper on steel wires from pyrophosphate baths | |
| JP2014234520A (ja) | 亜鉛系電気めっき鋼板の製造方法 | |
| RU2586370C1 (ru) | Способ электроосаждения медных покрытий | |
| RU2689341C1 (ru) | Способ гальванического железнения стальных деталей | |
| Dingwerth | Advanced Finishes for Brake Components and Other Castings | |
| UA128049C2 (uk) | Спосіб нанесення покриттів сплавом залізо-кобальт-ванадій | |
| UA86680U (uk) | Електроліт для нанесення покриття сплавом залізо-молібдену | |
| JP2016156035A (ja) | プラズマ電解酸化による皮膜形成方法 | |
| JP2015134960A (ja) | ストライク銅めっき液 | |
| UA104439U (uk) | Електроліт для електрохімічного синтезу покриттів сплавом кобальт-молібден-вольфрам | |
| UA138263U (uk) | Електроліт для нанесення покриттів сплавом кобальт-вольфрам-цирконій |