Способ получения гальванического покрытия сплавами на основе никеля на хромсодержащих материалах


 


Владельцы патента RU 2355827:

Общество с ограниченной ответственностью "КЭП" (RU)

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к способам получения гальванического покрытия сплавами на основе никеля на изделия из хромсодержащего материала, которое используется в области техники, медицины, машиностроения, а в связке с алмазными зернами применяется для изготовления высокоточного абразивного инструмента. Способ включает проведение предварительной термообработки заготовки в среде водорода при температуре 400°С с последующим охлаждением в той же среде, формирование гальванического покрытия сплавом из никельсодержащего электролита и осуществление термообработки заготовки с гальваническим покрытием при температуре 180-200°С в течение 5-6 часов. Технический результат: повышение адгезионных свойств гальванического покрытия с заготовкой, используемой для изготовления высокоточных калиброванных изделий и, в частности, качественного алмазного инструмента. 1 табл.

 

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к способам получения гальванического покрытия сплавами на основе никеля на изделия из хромсодержащего материала, которое используется в области техники, медицины, машиностроения, а в связке с алмазными зернами применяется для изготовления высокоточного абразивного инструмента.

Известен способ получения гальванического никелевого покрытия, включающий электроосаждение покрытия и термическую обработку деталей с гальваническим покрытием птем многоступенчатого нагрева деталей до заданной температуры с изотермической выдержкой на каждой стадии (Авт. св. №1474182 МКИ: C25D 5/50, 1989). Однако данный способ отличается недостаточно высокой степенью взаимодействия электроосажденных слоев с подложкой в процессе отжига, что отрицательно сказывается на прочности сцепления покрытия с поверхностью заготовки.

Наиболее близким к заявленному является способ получения прочносцепленных гальванических покрытий на металлах и сплавах, включающий термообработку заготовки перед нанесением на нее покрытия нагревом до 0,85÷0,90 температуры солидуса ее материала с последующим охлаждением в воде, электроосаждение гальванического покрытия на поверхность и последующую термическую обработку изделия с покрытием при температуре 0,5÷0,7 температуры плавления более легкоплавкого материала в системе покрытие-основа в течение 0,5÷1,0 час (Пат. РФ №2051205, МПК: C25D 5/34; 5/50; C22F 1/00, 1992) Однако температурно-временные режимы термообработок, приведенные в способе, не приемлемы для хромсодержащих материалов заготовок и для комплексного покрытия сплавами на основе никеля. При нагреве заготовок из хромсодержащих материалов при температуре, указанной в способе, они деформируются и изменяют свои геометрические размеры, что исключает получение высокоточного калиброванного инструмента. Образующиеся при термообработке в воздушной среде окислы в дальнейшем требуют специальной обработки, что усложняет способ. Высокая температура отжига заготовки уже с покрытием, указанная в патенте, для нашего комплексного покрытия, предлагаемого для широкого применения, в котором могут использоваться алмазные шлифпорошки, не может быть применена. Так как, например, алмазы при температуре выше 400°С подвергаются графитизации и при механическом воздействии вылущиваются, тем самым ухудшается качество алмазного инструмента.

Технической задачей предлагаемого изобретения является выбор оптимальных условий термообработки заготовок из хромсодержащих материалов до и после нанесения на поверхность многослойного гальванического покрытия сплавами на основе никеля для повышения прочности сцепления гальванического покрытия с основой, используемого для изготовления высокоточных калиброванных изделий и, в частности, качественного алмазного инструмента.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в известном способе получения гальванического покрытия сплавами на основе никеля на хромсодержащих материалах, заключающемся в предварительной термообработке заготовки перед нанесением на нее покрытия с последующим охлаждением ее, формировании на ней гальванического покрытия из никельсодержащего электролита и последующей термообработке заготовки с покрытием, предварительную термообработку заготовки перед нанесением на нее покрытия осуществляют в среде водорода при температуре 400°С с последующим охлаждением ее в этой среде, а последующую термообработку заготовки с покрытием производят при температуре 180-200°С в течение 5-6 часов.

Отличительными признаками предлагаемого способа является то, что предварительную термическую обработку заготовки перед нанесением на нее покрытия проводят в среде водорода при температуре 400°С с последующим охлаждением ее в этой среде, а последующую термообработку заготовки уже с покрытием осуществляют при температуре 180-200°С в течение 5-6 часов.

Условием получения эффекта по предлагаемому способу являются режимы термообработок, выбранные опытным путем. Проведение предварительной термообработки заготовки перед нанесением на нее покрытия и последующее охлаждение ее в среде водорода предупреждает образование на поверхности окисной пленки, и раскисление имеющихся не требуется, что позволяет значительно сократить последующие процессы без дополнительных материалозатрат. Оптимальными условиями предварительной термообработки является нагрев при температуре 400°С для снятия внутренних напряжений с восстановлением кристаллической структуры и стабилизации покрываемой поверхности. Предварительный нагрев заготовки выше 400°С неприемлем для заготовок из хромсодержащего материала. Заготовки деформируются и изменяют свои геометрические размеры, что не пригодно для получения точного калиброванного инструмента с покрытием. Нагрев ниже 400°С снижает эффективность последующего диффузионного отжига, т.к. недостаточно снятые внутренние напряжения на поверхности снижают зону взаимодействия покрытие-основа. Температурно-временные режимы последующего отжига заготовки с покрытием выбраны для возможности использования в гальваническом покрытии сплавами на основе никеля алмазного шлифпорошка. Оптимальные условия термообработки заготовки с покрытием 200-180°С в течение 5-6 часов. Температура отжига ниже 180°С не обеспечивает достаточной стабилизации поверхности заготовки и достаточной степени снятия внутренних напряжений в покрытии, что в дальнейшем снижает прочность сцепления покрытия с основой. Температура отжига более 200°С приводит к тому, что возможно использованные в покрытии алмазы подвергаются графитизации и при механической обработке они вылущиваются, тем самым снижая качество нанесенного покрытия, в частности при использовании в изготовлении алмазных инструментов. Время отжига заготовки с покрытием установлено опытным путем - оптимальное 5-6 часов, оно необходимо при данной температуре для стабилизации заготовок с покрытием.

Пример конкретного выполнения.

Образцы из высокохромистой стали 40×13 подвергали нагреву в камерной электропечи в атмосфере водорода при температуре 400°С в течение 1,5-2 часов с последующим их охлаждением в той же атмосфере. Далее на поверхности образца проводили формирование покрытия сплавами из никельсодержащего электролита. Образцы с покрытием подвергали диффузионному отжигу при температуре 180-200°С в течение 5-6 часов.

Адгезионные свойства покрытия с основой определяли по результатам циклических перепадов температур, отжиг при 600°С и резкое охлаждение. Покрытие по предлагаемому способу не претерпевает изменения. При работе изделий на высоких скоростях выше 100000 об/мин покрытия не отслаивались и не расслаивались, на изломе также не растрескивались.

Числовые значения режимов обработки и результаты измерения прочности сцепления сведены в таблицу.

Примеры реализации предлагаемого способа получения гальванического покрытия сплавами на основе никеля на хромсодержащих материалах показывают его преимущества по сравнению с известным. Гальваническое покрытие сплавами на заготовке, полученное по предлагаемому способу, отличается высокими адгезионными свойствами без изменения геометрических размеров заготовки и может найти применение, в частности, для получения высококачественного, высокоточного, калиброванного инструмента, в частности абразивного инструмента.

Таблица
№ п/п опыта Термообработка Результаты
Термообработка до нанесения покрытия Термообработка заготовки с покрытием (воздушная среда)
Среда Т, °С Т, °С τ
1 Н2 400 180 6 ч Прочносцепленное покрытие не отслаивается, на изломе не трескается, возможность получения качественного калиброванного алмазного инструмента, с минимальными трудо- и энергозатратами.
2 Н2 400 200 5 ч
3 Н2 400 190 5,5 ч
4 H2 300 190 5,5 ч Недостаточная прочность сцепления покрытия с основой, покрытие отслаивается при изгибе.
5 Н2 600 190 5,5 ч Деформация хромсодержащей заготовки, невозможно получение точного калиброванного абразивного инструмента.
6 Н2 400 170 7 ч Прочносцепленное абразивное покрытие при дополнительных энергозатратах.
7 Н2 400 210 4 ч Отслоение отсутствует. Наблюдается межслойное растрескивание при изгибе.
8 воздух 400 190 5,5 ч Образование окисной пленки на заготовке, требуются дополнительные материало- и трудозатраты при подготовке перед покрытием.

Способ получения гальванического покрытия сплавом на основе никеля на хромсодержащем материале, включающий предварительную термообработку заготовки перед нанесением на нее покрытия с последующим охлаждением, формирование гальванического покрытия сплавом из никельсодержащего электролита и последующую термическую обработку заготовки с покрытием, отличающийся тем, что предварительную термообработку заготовки перед нанесением на нее покрытия осуществляют в среде водорода при температуре 400°С с последующим охлаждением ее в той же среде, а последующую термообработку заготовки с покрытием производят при температуре 180-200°С в течение 5-6 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения диффузионных коррозионно-стойких покрытий и может быть использовано в пищевом машиностроении, в производстве жестяной консервной тары.

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

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 области гальваностегии, в частности к способам получения изделий с гальваническими покрытиями, и может быть использовано в промышленности в качестве твердого износостойкого покрытия с целью замены твердого хромирования, вредного на сегодняшний день
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам получения комбинированных покрытий для защиты от коррозии деталей из низко- и среднелегированных сталей различной прочности
Изобретение относится к технологии обработки деталей с гальваническими покрытиями для повышения износостойкости покрытий

Изобретение относится к электролитическому осаждению твердых износостойких покрытий, а именно композиционных электрохимических покрытий на основе железа с металлокерамическими частицами, применяемых для восстановления и упрочнения поверхностей деталей

Изобретение относится к области металлургии, в частности получению стального компонента с металлическим покрытием, который используют в качестве материала для кузовов транспортных средств. Для обеспечения хорошего сцепления покрытия и надежной защиты от коррозии на плоский стальной продукт, выполненный из стали, содержащей 0,3-3 мас.% марганца, имеющий предел текучести 150-1100 МПа и прочность на разрыв 300-1200 МПа, наносят антикоррозионное покрытие из сплава ZnNi электролитическим методом, которое состоит из единственной фазы γ-ZnNi и содержит, наряду с цинком и неизбежными примесями, 7-15 мас.% никеля. Затем из плоского стального продукта получают заготовку и сразу нагревают, по меньшей мере, до 800°C, а затем формуют в стальной компонент, или сначала формуют в стальной компонент, который затем нагревают, по меньшей мере, до 800°C. Стальной компонент, полученный в соответственных случаях, окончательно закаляют достаточно быстрым охлаждением от довольно высокой температуры. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 табл., 5 ил., 3 пр.
На передний выступ ствольной коробки наносят никелевое покрытие. Подвергают передний выступ ствольной коробки термической обработке с нагревом и дальнейшим охлаждением в вакууме. Термическую обработку проводят при температуре 700-710°C с выдержкой 30-35 минут со скоростью нагрева и охлаждения 15-20°C в минуту. Достигается снижение отдачи и колебаний, передающихся на ложе стрелкового оружия при стрельбе, повышается долговечность ложи.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в авиационной промышленности. Способ изготовления теплового барьера, содержащего слой керамического покрытия, покрывающего по меньшей мере одну часть поверхности подложки, включает катодное электроосаждение слоя покрытия на подложку, причем подложка выполнена из материала с электронной проводимостью и образует катод. Электролит (24) содержит по меньшей мере одну соль, выбранную из группы, включающей соли лантанида, иттрия, циркония и гафния, так что в результате процесса электроосаждения слой покрытия содержит по меньшей мере один оксид, выбранный из группы, содержащей оксиды лантанида, иттрия, циркония и гафния. Способ включает этап термообработки слоя керамического покрытия при температуре от 400°C до 2000°C в течение по меньшей мере 10 мин. Технический результат: упрощение создания однородного слоя теплового барьера на деталях сложной формы. 14 з.п. ф-лы, 11 ил., 5 пр.

Изобретение относится к способу получения слоя сплава железо-олово на подложке тароупаковочной стали, требующего малого количества олова, к подложке, снабженной упомянутым слоем, в которой одну и обе стороны подложки из SR- или DR-черной жести покрыты слоем сплава железо-олово, который содержит, по меньшей мере, 80 вес.% FeSn (50 ат.% олова и 50 ат.% железа), и к устройству для получения покрытия из сплава железо-олово. Технический результат: получение подложки с улучшенными механическими свойствами, с обеспечением хорошей адгезии к органическим покрытиям и экологической безопасности. 6 н. и 38 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 пр.
Наверх