Способ получения гальванического покрытия сплавами на основе никеля на хромсодержащих материалах

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.

Изобретение относится к покрытию деталей турбины, а именно к гидрофобному эрозионно-стойкому покрытию, нанесенному на деталь аксиально вращающегося механизма, используемую под воздействием насыщенного водой газа, и к способу нанесения этого покрытия. Упомянутое покрытие имеет металлическую матрицу с полисилоксановым наполнителем, распределенным по толщине покрытия. После нанесения упомянутого покрытия проводят отжиг наполнителя с обеспечением повышенной температуростойкости полисилоксанового наполнителя. Обеспечивается требуемый баланс температуростойкости и гидрофобности покрытия, и повышается его долговечность. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения коррозионной стойкости упаковочной ленты способ включает получение сляба из стали, содержащей, мас.%: C 0,003 или менее, N 0,004 или менее, Mn от 0,05 до 0,5, P 0,02 или менее, Si 0,02 или менее, S 0,03 или менее, Al 0,1 или менее, железо и неизбежные примеси - остальное, горячую прокатку сляба при конечной температуре выше или равной температуре фазового перехода Ar3, однократную или двукратную холодную прокатку ленты, причем при двукратной холодной прокатке проводят рекристаллизационный отжиг между стадиями холодной прокатки, электроосаждение слоя олова по меньшей мере на одну сторону ленты, причем масса покрытия слоя олова или слоев на одной или обеих сторонах ленты составляет не более 1000 мг/м2; отжиг ленты с покрытием путем ее нагрева со скоростью, превышающей 300°C/с, до температуры Та от 513 до 645°C с выдержкой при Та в течение времени ta с обеспечением преобразования слоя олова в слой сплава железо-олово, который содержит по меньшей мере 90 мас.%, предпочтительно 95 мас.% FeSn с 50 ат.% железа и 50 ат.% олова, с получением восстановленной микроструктуры стали при отсутствии рекристаллизации стальной ленты, подвергнутой холодной прокатке, и быстрое охлаждение ленты с покрытием со скоростью по меньшей мере 100°C/с. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 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

Наверх