Способ получения электроосажденных металлов с повышенными прочностными и пластическими свойствами

 

Изобретение относится к способам обработки металлов и может использоваться в гальваностегии и гальванопластике для улучшения свойств электроосажденных металлов. Электрокристаллизацией при плотностях тока 0,75-0,95 предельного значения формируют осадок с ячеистой структурой, а последующую термообработку проводят в течение 1,5-2,0 ч при температуре 0,13-0,14 температуры плавления, oС, металла осадка. За счет одновременного повышения прочностных и пластичных свойств улучшаются физико-механические характеристики материалов. 1 табл.

Изобретение относится к способам обработки деталей и может использоваться в гальваностегии и гальванопластике для улучшения свойств электроосажденных металлов.

Известно [1] , что свойства электролитических металлов определяются структурой осадка, которая зависит от условий их осаждения. Изменение свойств возможно также проведением последующей термообработки, служащей, как правило, для релаксации осадков и их дегазации [2], но вызывающей снижение прочностных характеристик. Такую термообработку (отжиг) проводят при температурах: железо - 150-200oС, никель - 200-250oС, медь - 160-250oС и т.д. в течение 1-3 часов.

Наиболее близким к заявляемому является способ термической обработки деталей с гальваническими никелевыми покрытиями, включающий многоступенчатый нагрев деталей до заданной температуры с изотермической выдержкой на каждой ступени [3].

Однако известный способ не предусматривает целенаправленное формирование электролизом структуры осадков, которая была бы восприимчива к последующим термическим воздействиям, обеспечивающим повышение не только пластических, но и прочностных свойств.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение физико-механических характеристик материалов.

Поставленную задачу можно решить за счет достижения технического результата, который заключается в одновременном повышении прочностных и пластичных свойств электроосажденных металлов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения электроосажденных металлов, включающем электрокристаллизацию и последующую термическую обработку, особенностью является то, что электролиз осуществляют при плотностях тока 0,75-0,95 предельного значения (inp), формируя осадок с ячеистой структурой, последующую обработку которого проводят при температуре 0,13-0,14 его температуры плавления oC, в течение 1,5-2,0 ч.

Установлено [4] , что электролиз при низких плотностях тока (менее 0,75 inp) обеспечивает получение осадков со столбчатой структурой, имеющей выраженные субзеренные границы. Такая структура практически не претерпевает изменений при низкотемпературной термообработке, хотя частичная релаксация внутренних напряжений и удаление водорода повышает пластичность и несколько снижает прочностные характеристики. С другой стороны, электрокристаллизация покрытий на плотностях тока, больших 0,95 inp приводит к получению порошкообразных осадков, ограниченно пригодных к использованию в качестве компактных слоев. Наконец, электроосажденные металлы, полученные при (0,75-0,95) inp, имеют ячеистую структуру. Границы между ячейками, состоящими из объемов относительно свободных от дислокаций, представлены сплетениями дислокаций высокой плотности. Эти границы настолько широкие и размытые, что оказываются соизмеримыми с размерами ячеек. Ячеистая структура формируется при следующих плотностях тока, А/дм2: для никеля - 0,95-1,15; железа - 4,1-5,15; меди - 0,9-1,1; серебра - 0,85-1,0 и т.д. Эти значения входят в интервал (0,75-0,95)inp.

Поддерживание катодной плотности тока в заявляемых пределах с последующей термообработкой в способе получения электроосажденных металлов позволяют достичь улучшения физико-механических характеристик материалов за счет одновременного повышения и прочностных и пластичных свойств.

Совокупность существенных признаков, характеризующих изобретение, может быть многократно использована при реализации предлагаемого способа получения электроосажденных металлов с получением указанного технического результата.

Способ получения электроосажденных металлов с повышенными прочностными и пластическими свойствами осуществляют формированием осадка на традиционно подготовленную поверхность изделия, поддерживая катодную плотность тока в указанных пределах, а затем проводят заключительную термообработку (отжиг) в температурно-временных условиях данного способа.

Примеры реализации способа.

Металлы (никель, железо, медь) осаждали из промышленных электролитов при стационарных режимах электролиза на поверхность полированных пластин из нержавеющей стали. Никелевые осадки получали из сернокислого электролита с добавлением сахарина и 1,4-бутиндиола, to=40oС, рН 2; железные - из сульфатного электролита, to=60oС, рН 2,5; медные - из этилендиаминового электролита, to=25oС, pH 8,0. В качестве анодов при осаждении железа использовали армко-железо, в остальных случаях - платину. Отжиг осадков производили в вакууме 10-5 мм рт. ст. с фиксированием температурно-временных параметров. Тонкую структуру образцов контролировали в просвечивающем режиме на электронном микроскопе ЭВМ-100Л при ускоряющем напряжении 100кВ. Фольги для электронной микроскопии получали двухсторонней полировкой. Механические и микромеханические испытания проводили по стандартным методикам.

Пример 1.

Никелевый осадок, полученный при катодной плотности тока 1 А/дм2, подвергали, в соответствии с известным способом (прототип), отжигу по следующей схеме: 150oС, 3 ч; 200oС, 1 ч; 290oС, 1 ч; 360oС, 1 ч; 430oС, 1 ч. Механические свойства: после электроосаждения HV 5 ГПа, , %=7; после отжига HV 2,9 ГПа, , %=24.

Примеры 2-19. Никелевые, железные и медные осадки получали при различных плотностях тока. Механические характеристики осадков измеряли после электролиза и после отжига. Условия обработки и результаты измерений приведены в таблице.

Примеры реализации предлагаемого способа получения электроосажденных металлов с повышенными прочностными и пластическими свойствами показывают его преимущества в сравнении с известными.

Предлагаемое техническое решение может быть использовано при изготовлении изделий методом гальванопластики и нанесении гальванических покрытий на деталях широкой номенклатуры.

Источники информации 1. Лайнер В. И. Современная гальванотехника. М.: Металлургия, 1967, с. 15-17.

2. Садаков Г.А. Гальванопластика. - М.: Машиностроение, 1987, 288 с.

3. А.с. 1474182 СССР, МПК 4 С 25 D 5/50, опубл. 1989 (прототип).

4. Ковенский И. М., Поветкин В.В., Матвеев Н.И. Об изменении структуры электроосажденных металлов при отжиге // Известия АН СССР. Металлы. - 1989. 2, с. 97-103.

Способ получения электроосажденных металлов с повышенными прочностными и пластическими свойствами, включающий электрокристаллизацию и последующую термическую обработку, отличающийся тем, что электрокристаллизацией при плотностях тока 0,75-0,95 предельного значения формируют осадок с ячеистой структурой, а последующую термообработку проводят в течение 1,5-2,0 ч при температуре 0,13-0,14 температуры плавления, oС, металла осадка.

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и используется при изготовлении стальных или чугунных деталей и инструмента с твердым хромовым покрытием
Изобретение относится к получению электрохимическим методом углеродсодержащих хромовых покрытий, твердость которых возрастает после термообработки
Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке изделий из алюминия и его сплавов для придания им функциональных свойств и может быть использовано в различных областях техники, например в пищевой промышленности, авиации, транспортном машиностроении, а именно - в автомобилестроении

Изобретение относится к металлургии, в частности к прокатному производству, предусматривает диффузионное хромирование прокатных валков, изготовленных из отбеленного чугуна, с целью повышения их работоспособности за счет высокой разгароустойчивости и износостойкости

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к изготовлению элементов проточной части энергетических установок, работающих в агрессивных средах

Изобретение относится к области термической обработки деталей с гальваническим никелевым покрытием, преимущественно выполненных из дисперсионно-твердеющего сплава

Изобретение относится к способам получения изделий из металлов и сплавов с гальваническими покрытиями и может быть использовано в машиностроении и приборостроении

Изобретение относится к получению сверхпроводящих керамических покрытий типа купратов с перовскитной структурой и может быть использовано в электронной промышленности

Изобретение относится к технике строительства скважин, а именно к роторам винтовых забойных двигателей для бурения нефтяных и газовых скважин, и может найти применение для добычи нефти и газа

Изобретение относится к изготовлению рамки для цветных кинескопов
Изобретение относится к непрерывной разливке металлов, а именно к элементу кристаллизатора для непрерывной разливки металлов, содержащему охлаждаемую стенку из меди или медного сплава, контактирующую с жидким металлом и имеющую на своей наружной поверхности металлическое покрытие

Изобретение относится к области машиностроения и используется при изготовлении стальных или чугунных деталей и инструмента с твердым хромовым покрытием

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам получения покрытий для защиты от коррозии стальных деталей

Изобретение относится к гальваническому производству, а именно к нанесению покрытий на диэлектрические материалы

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности, к нанесению износостойких хромовых покрытий
Изобретение относится к области электролитического осаждения твердых износостойких покрытий, в частности железомолибденовых покрытий, применяемых для восстановления и упрочнения поверхностей деталей
Изобретение относится к гальванотехникe, а именно к способам нанесения гальванических покрытий на трубчатые изделия, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и приборостроении
Изобретение относится к гальванотехникe, а именно к способам нанесения гальванических покрытий на трубчатые изделия, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и приборостроении
Изобретение относится к области электрохимических методов финишной обработки поверхностей, а именно к способам электрохимического глянцевания сложнопрофильных поверхностей

 

Наверх