Введение к работе
Актуальность. Электролитическое хромирование является одним из наиболее распространенных гальванических процессов Хромовые покрытия широко используются для придания декоративных и антифрикционных свойств изделиям, для покрытия деталей, работающих на износ (валы и цилиндры), пресс-форм, которые должны иметь большую поверхностную твердость, а также для восстановления изношенных деталей Как правило, такие детали покрывают толстым слоем хрома (200 - 500 мкм). Линии хромирования имеются почти на всех машиностроительных и приборостроительных заводах, однако, процесс хромирования, в сравнении с другими гальваническими процессами, менее всего усовершенствован и изучен
Наиболее широкое применение при хромировании по - прежнему находят сернокислые растворы, главным недостатком которых являются
низкий выход хрома по току,
высокая чувствительность процесса к изменениям условий электролиза,
низкая рассеивающая способность;
значительные внутренние напряжения в лолучаемых покрытиях и большая пористость наиболее твердых и износостойких покрытий
В связи с развитием научных и практических представлений о композиционных электрохимических покрытиях, представляющих собой гальванические покрытия, содержащие в своей структуре инородные микроскопические частицы, появляется возможность существенного изменения полезных свойств покрытий, таких как микротвердость, износостойкость, защитная способность Данное направление в технологии гальванических покрытий получает все большее распространение и представляет большой интерес для исследований
Так как нанесение толстых слоев хрома является довольно дорогим процессом, то с целью снижения толщины и улучшения физико-химических свойств хромового покрытия актуальной задачей является разработка процесса нанесения композиционных хром-алмазных покрытий с применением наноуглеродных материалов' ианоалмазов (НА) и алмазной шихты (АШ)
Работа выполнена на основании постановления правительства Российской Федерации от 17 апреля 1995 г №360 «О государственной поддержке развития науки и научно - технических разработок».
Цель настоящей работы. Целью работы является изучение влияния добавок нового поколения (наноалмазов) на процесс хромирования и получение композиционных хром - алмазных покрытий с улучшенными физике - механическими свойствами Работа состоит из трех частей, в первой части изучается влияние добавок (НА и АШ) на процессы протекающие,
при электровосстановлении хромовой кислоты. Во второй части приводится влияние наноуглеродных материалов на свойства электролита хромирования (удельная электрическая проводимость, рассеивающая способность) Третья часть посвящена влиянию исследуемых материалов на микроструктуру и физико - механические свойства хром - алмазных покрытий
Научная новизна. Установлены кинетические закономерности со-осаждения хрома с НА и АШ, новых дисперсных материалов, относящихся к добавкам нового поколения, разработан принципиально новый процесс нанесения композиционного покрытия хрома с наноуглеродом, который проявляет свойства поверхностно - активных веществ, рассмотрено влияние НА и АШ на параметры процесса осаждения и свойства хром - алмазных композиционных покрытий, получаемых из сульфатного электролита хромирования.
Показано, что НА влияют сильнее на процесс хромирования, чем АШ Определено, что АШ незначительно влияет на катодную поляризацию хрома, в отличие от НА. Обе добавки повышают электрическую проводимость раствора и положительно влияют на рассеивающую способность; увеличивают износостойкость хромовых покрытий в 2 - 3 раза, повышают микротвердость на 20 - 30 % по сравнению с свойствами чистого хрома, оказывают влияние на структуру хромовых покрытий.
Практическая ценность. Разработана технология получения композиционного хром - алмазного покрытия, с улучшенными функциональными свойствами
На защиту выносятся следующие положения:
влияние НА и АШ на процессы, протекающие при электровосстановлении хромовой кислоты
влияние НА и АШ на удельную электропроводность и рассеивающую способность электролита, а также выход хрома по току
влияние НА и АШ на микротвердость, износостойкость, микроструктуру и фазовый состав хромовых покрытий
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на Всероссийской конференции «Гальванотехника - 2002» в Санкт - Петербурге, на Международном симпозиуме «Детонационные на-ноалмазы Получение, Свойства и Применение» Санкт - Петербург, Россия, 2003 г, на Всероссийской конференции «Гальванотехника - 2006» в Санкт - Петербурге
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 1 патентное изобретение
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора, методик экспериментов, экспериментальной части, содержащей результаты экспериментов и их обсуждение, выводов и библиографического списка Работа изложена на 139 страницах машинописного текста и содержит 53 рисунка и 27 таблиц. Список литературы включает 121 наименование
