Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ Fe-Ni-P

Изобретение относится к электроосаждению металлических покрытий на основе сплавов Fe-Ni-P с целью восстановления изношенных деталей машин и оборудования.

Известны способы нанесения электролитических покрытий Fe-P [1], Fe-B [2], при нанесении которых для увеличения адгезии покрытия к основе детали и концентрации фосфора в покрытии используется асимметричный переменный ток. Однако такие покрытия, хотя и обладают повышенной микротвердостью, но ее бывает не достаточно для обеспечения высоких адгезионных, коррозионных характеристик для работы отремонтированных деталей в жестких условиях эксплуатации, в частности, штоков гидроцилиндров в условиях сухого трения и масляных сред, а так же в узлах сопряжения, что может привести к заклиниванию трущихся поверхностей.

Наиболее близким к изобретению по техническому существу является способ нанесения покрытий Fe-P на асимметричном переменном токе, включающий предварительную анодную пассивацию в 30% растворе серной кислоты, а затем нанесения покрытия при различных значениях катодно-анодного отношения переменного тока на промышленной частоте 60 Гц. Покрытия Fe-P, полученные на асимметричном переменном токе в указанном прототипе отличаются высокой микротвердостью, коррозионной стойкостью, не имеют высоких внутренних напряжений, высокую степень наводороживания и требуют финишного кабонитридного упрочнения, что и является недостатками. В результате термообработки при 200°С уменьшаются остаточные растягивающие напряжения, количество включенного в покрытие водорода. Однако вместе с этим снижается усталостная прочность, сцепляемость покрытия с основой, т.е. ухудшаются эксплуатационные свойства.

Цель изобретения состоит в обеспечении прочного сцепления покрытий Fe-Ni-P с основой полученных из сульфатного электролита, повышения их износостойкости и коррозионной стойкости.

Поставленная задача решается путем электроосаждения покрытия Fe-Ni-P.

Способ электроосаждения покрытия Fе-Ni-P на деталь включает осаждение покрытия из электролита на переменном токе промышленной частоты, при этом осаждение покрытия осуществляют на асимметричном переменном токе из электролита, содержащего, г/л: FeSO₄⋅7Н₂О 300-350, NiSO₄ 30-50, H₂SO₄ 100-150, аскорбиновая кислота 1,5-2, NaPH₂O₂ 5-15, при температуре электролита 20-25°С, причем коэффициент асимметрии переменного тока плавно изменяют от 2 до 10 увеличением плотности импульса катодного тока от 5 до 30 А/дм² со скоростью 4-10 А/дм²/мин.

Процесс осуществляют в сульфатном электролите, содержащем, г/л: FeSO₄⋅7Н₂О 300-350, NiSO₄ 30-50, H₂SO₄ 100-150, аскорбиновая кислота 1,5-2, NaPH₂O₂ 5-15, при температуре электролита 20-25°С, причем коэффициент асимметрии переменного тока плавно изменяют от 2 до 10 увеличением плотности импульса катодного тока от 5 до 30 А/дм² со скоростью 4-10 А/дм²/мин. В указанных условиях нанесения Fe-Ni-P покрытий в сульфатном электролите достигается высокая прочность сцепления покрытия с основой. Прочность сцепления составляет 100%. При сжатии образцов до разрушения, покрытия Fe-Ni-P не отделяются от основы, за счет повышенного содержания фосфора в покрытии от 5 до 12% достигается высокая микротвердость 9,5-10,9 ГПа, что близко к значениям микротвердости покрытий хромом, полученных из универсального электролита хромирования при 40-50 А/дм² (55°С). По данным коррозионных исследований в камере солевого тумана (до появления пятен коррозии), коррозионная стойкость возрастает в 1,5-2 раза в сравнении с покрытием Fe-Р (от 220 часов до 330-450 часов) [1, 2].

Источники информации

1. Способ электролитического осаждения сплава железо-фосфор. В.И. Серебровский, Л.Н. Серебровская, Н.В. Коняев // Патент РФ №2164560/2006.

2. Способ электролитического осаждения сплава Fe-B. В.И. Серебровский и др. // Патент РФ №2250936 (2005).