Введение к работе
Актуальность темы. В современном машиностроении большое внимание уделяется созданию и внедрению в производство новых гальванопокрытий, обеспечивающих повышение твердости, износостойкости и коррозионной стойкости
В качестве твердого, износостойкого, жаростойкого и коррозионно-стойкого покрытия наиболее перспективным может быть сплав никель-хром, который осаждается из электролита на основе хрома (VI) Недостатком такого эллектролита является то, что он является агрессивным и экологически опасным. Замена хрома (VI) на хром (III) в электролитах хромирования значительно снижает экологическую опасность производства, однако не приводит к стабильности работы электролитов вследствие окисления хрома (Ш) как кислородом воздуха, так и на аноде, что может привести к ухудшению качества покрытия
В целях устранения окисления хрома (III) на аноде необходимо отделить катодное пространство гальванической ванны от анодного ионообменной мембраной Для этого применяют анионообменную мембрану, которая не позволяла бы переходить ионам хрома (III) из катодного пространства в анодное.
Поэтому исследования процесса получения коррозионностойкого и износостойкого покрытия сплавом никель-хром с применением ионообменной мембраны является весьма актуальной задачей, так как позволяет стабилизировать состав электролита, состав сплава и снизить экологическую опасность электролитов
Цель работы. Разработка технологии получения износостойкого, коррозионностойкого полублестящего покрытия сплавом никель-хром из электролита на основе хрома (III) с применением ионообменной мембраны
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
исследовать состав сплава и внешний вид покрытий от концентрации хрома в электролите и режима осаждения,
-
установить закономерности процесса формирования износостойких и коррозионностойких покрытий сплавом никель-хром;
-
выявить влияние технологических параметров процесса осаждения на содержание хрома в сплаве,
-
исследовать структуру, физико-механические свойства и коррозионную стойкость покрытий сплавом никель-хром;
-
определить рациональный состав сплава никель-хромового покрытия;
-
разработать конструкцию анодной ячейки с ионообменной мембраной для стабилизации электролита и получения покрытий сплавом никель-хром постоянного состава
Научная новизна работы.
-
Разработан новый способ получения износостойкого и коррози-онностойкого покрытия сплавом никель-хром (патент РФ 2292409) Установлено, что коррозионная стойкость покрытия сплавом оценивается в 4 балла по десятибалльной шкале (ГОСТ 27597-88)
-
Исследованы структура и физико-механические свойства покрытий сплавом никель-хром. Показано, что износостойкость покрытий сплавом никель-хром в 30 раз больше, чем у никелевого покрытия
3 Выявлены закономерности процесса электроосаждения сплава никель-хром из электролита на основе хрома (III) Установлено, что хром в сплав разряжается со сверхполяризацией, а никель - с деполяризацией.
4. Установлено влияние ионообменных мембран на процесс стабилизации электролита и получение покрытий сплавом постоянного состава Показано, что анионообменная мембрана не пропускает в анодное пространство ионы хрома (III) Таким образом предохраняют окисление хрома (III) до хрома (VI)
Практическая значимость работы.
-
Разработана технология получения коррозионностойкого покрытия сплавом никель-хром с заданными физико-механическими свойствами
-
Предложена конструкция анодной ячейки с ионообменной мембраной, позволяющая стабилизировать состав электролита и получать покрытия с заданным составом сплава.
-
Получены экспериментальные данные по зависимости состава сплава никель-хром от технологических параметров, влияющих на процесс осаждения" концентрация хрома в электролите, плотности тока, температуры и рН электролита
На защиту выносятся:
-
Технология получения износостойкого и коррозионностойкого покрытия сплавом никель-хром и рациональные режимы осаждения
-
Результаты исследования структуры, внутренних напряжений, микротвердости, износостойкости и коррозионной стойкости покрытий сплавом никель-хром
-
Закономерности, определяющие влияние концентрации хрома и никеля в электролите и режима осаждения на состав сплава, выход по току и внешний вид покрытий.
4 Расчетная зависимость содержания хрома в сплаве от техноло
гических параметров процесса осаждения
5. Принципиальная схема анодной ячейки для стабилизации состава электролита при осаждении сплава
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-практических конференциях и семинарах Всероссийской научно-практической конференции «Прогрессивная технология и вопросы экологии в гальванотехнике и производстве печатных плат» (Пенза, 2004), II Всероссийской научно-практической конференции «Защитные покрытия в машиностроении и приборостроении» (Пенза, ПДЗ, 2005), научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2006); III Всероссийской научно-практической конференции «Защитные покрытия в машиностроении и приборостроении» (Пенза, ПДЗ, 2006)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них две - в издании, рекомендованном ВАК РФ (без соавторов опубликована одна работа) и один патент на изобретение
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы (216 наименований) Материал диссертации изложен на 121 странице машинописного текста, включает 28 рисунков, 13 таблиц
