Аннотация
Постановка задачи: в работе рассмотрен метод увеличения стойкости электролитического хрома. Цель работы: создание комплексных электрохимических покрытий (КЭП). Используемые методы: технология нанесения комплексных электрохимических покрытий заключается в соосаждении металлической основы и упрочняющих дисперсных частиц второй фазы. Применение в качестве упрочнителей сверхтвердых материалов (ультрадисперсный алмаз (УДА) и вюрцитоподобный нитрил бора (γ-BN) позволяет получать комплексные электрохимические покрытия на основе хрома с высокой твердостью, износостойкостью и низким коэффициентом трения, что увеличивает срок службы детали. Новизна: представлены комплексные электрохимические покрытия толщиной до 100 мкм, обладающие малой трещиноватостью, высокой твёрдостью и износостойкостью для увеличения срока службы инструментов, использующихся в условиях повышенных нагрузок и износа, в частности для дисковых ножей для резки листового металла, подвергающихся перезатачиванию в процессе эксплуатации. Результаты: установлено, что в хромовые покрытия легче всего внедряются частицы УДА размером до 70 нм, а преимущественный размер частиц нитрида бора составляет 0,5–1 мкм. Показано, что дисперсный наполнитель УДА (6–70 нм) эффективнее повышает эксплуатационные характеристики в покрытиях толщиной до 50 мкм, а наполнитель из более крупного порошка нитрида бора 0,1–10 мкм – в покрытиях толщиной 60–150 мкм. Наночастицы УДА легче внедряются в тонкое покрытие, измельчая кристаллиты хрома. Уменьшение влияния водорода с течением времени способствует внедрению крупных упрочняющих частиц, в частности микрочастиц порошка нитрида бора. Установлено, что повышенной износостойкостью обладают поликомпозиционные покрытая с наполнителем, состоящим из частиц УДА и γ-BN. Совместное воздействие частиц УДА и вюрцитоподобного нитрида бора приводит к повышению износостойкости покрытий в 4 раза по сравнению с покрытием из электролитического хрома без добавок. Практическая значимость: применение в качестве упрочнителей сверхтвердых материалов (ультрадисперсный алмаз (УДА) и вюрцитоподобный нитрил бора (γ-BN)) позволяет получать комплексные электрохимические покрытия на основе хрома с высокой твердостью, износстойкостью и низким коэффициентом трения, что увеличивает срок службы детали [1–5].
Ключевые слова
Электрохимические покрытия, износостойкость, микроструктура, металлографические исследования, дисперсный наполнитель.
1. Химико-термическая, электрофизическая обработка металлов, сплавов и гальванических покрытий: монография / Гадалов В.Н., Петренко В.Р., Пешков В.В., Сафонов С.В. М.: АРГАМАК – МЕДИА, 2013. 320 с.
2. Получение износостойких хромовых покрытий с применением нанолмазов, различной породы / В.Ю. Долматов, Т. Фуджимура, Г.К. Буркат [и др.] // Сверхтвердые материалы. 2002. №6. С. 16–20.
3. Буркат Г.К., Долматов В.Ю. Ультрадисперсные алмазы в гальванотехнике // Физика твердого тела. 2004. Т.46. №4. С. 685–692.
4. Электролитические железофосфорные композитные покрытия с наполнителем из карбида вольфрама / В.Н. Гадалов. А.Н. Гончаров, С.Б. Григорьев [и др.] // Актуальные проблемы химической науки, практики и образования. Курск: КГТУ, 2009. Ч. 2. С. 25–27
5. Шкатов В.В., Шатов Ю.С., Шеренкова И.С. Влияние дисперсных сверхтвердых частиц на морфологию поверхности и эксплуатационные свойства электролитических хромовых покрытий // Конденсированные среды и межфазные границы. 2013. Т. 15. №2. С. 111–115.