Розроблення двошарових композиційних електрохімічних покриттів системи Ni–B–Cr для підвищення зносо- та корозійної тривкості виробів з вуглецевих сталей - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня андидата технічних наукРобота виконана у Фізико-механічному інституті ім. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, член-кореспондент НАН України Карпенка НАН України (Львів), заступник директора з НДР Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Голубець Володимир Михайлович, Національний лісотехнічний університет (Львів), завідувач кафедри технології матеріалів кандидат технічних наук, доцент Кондир Анатолій Іванович, Національний університет "Львівська політехніка" (Львів), доцент кафедри інженерного матеріалознавства і прикладної фізики Захист відбудеться "27 "жовтня 2010 р. о 16 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.226.02 у Фізико-механічному інституті ім. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Фізико-механічного інституту ім.Для поверхневого захисту виробів, надання їм декоративного вигляду чи певних функціональних властивостей у промисловості широко використовують гальванічні покриття нікелем, хромом, їх сплавами і багатошаровими композиціями цих металів. За рахунок ефекту дисперсного зміцнення структури такі композиційні покриття (КЕП) володіють вищою твердістю, зносотривкістю та жароміцністю, ніж традиційні гальванічні. Однак осадження КЕП Ni-B і вплив технологічних параметрів та хімічного складу боровмісних електролітів-суспензій на перебіг катодного процесу і особливості електрокристалізації детально не вивчали, а інформація про вміст бору в покриттях часто неоднозначна. Вплив температурно-часових параметрів дифузійного відпалу і морфологічних особливостей структури на триботехнічні характеристики, опір втомному руйнуванню і корозійну тривкість залишаються мало вивченими, що не дає можливості повніше використовувати резерв властивостей, закладений у таких покриттях. Карпенка згідно з тематичними планами Національної академії наук України та госпдоговорами, в яких здобувач був виконавцем окремих етапів: - "Вивчення механізму корозії активованих механічними напруженнями легких сплавів з поверхнево модифікованими шарами та покриттями" (№ держреєстрації 0105U004303, 2005-2007 рр.);У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету і завдання досліджень, визначено обєкт, предмет і методи досліджень, показано наукову новизну, практичне значення та апробацію результатів роботи. Перший розділ містить огляд літератури за темою дисертації, в якому проаналізовано науково-технічну інформацію про методи нанесення, режими, природу і склади електролітів-суспензій для отримання зносо-і корозійнотривких, композиційних електрохімічних покриттів на основі нікелю з твердими, тугоплавкими частинками дисперсної фази, їх структуру та властивості. Також детально розглянуто композиційні системи з активною щодо матриці дисперсною фазою під час термічної обробки, зокрема КЕП нікель-бор. Відзначено, що на сьогодні відсутні відомості про використання "стимуляторів формування КЕП" для осадження високонаповнених структур з боровмісних електролітів-суспензій та вплив гідродинамічних режимів електролізу на співосадження частинок з матричним металом. Проаналізовано сучасний стан і перспективи створення двошарових покриттів нікель-хром, зроблено висновок про доцільність формування на їх основі боридних покриттів з поліпшеними експлуатаційними властивостями та визначено основні напрямки досліджень.Встановлено, що з підвищенням концентрації суспензії до 100 г/л пропорційно збільшується вміст частинок бору в покритті, з подальшим зростанням концентрації суспензії (до 250 г/л) характер залежності наближається до насичення, рівного 3,8…5,3 мас. Після введення в електроліт-супензію аніоноактивної речовини - октилсульфату натрію в кількості 0,4 г/л - покриття, отримані зі суспензій з концентрацією частинок до 100 г/л, містять їх меншу кількість, ніж осаджувані з суспензії без домішок ПАР (рис. Зміна складу покриття зумовлена утворенням адсорбційних шарів аніонів ПАР на поверхні частинок бору, що запобігає їх агрегуванню, і підвищує седиментаційну стійкість висококонцентрованої суспензії в прикатодному шарі, сприяючи тим самим електроосадженню дисперсної фази. Для встановлення оптимального співвідношення концентрацій бору і цетилпіридинійхлориду у суспензії, досліджували покриття, отримані із суспензій з концентрацією бору 50 і 200 г/л при концентраціях ПАР 0,025…0,2 г/л. Таким чином, відпал нанесеного на сталеву підкладку двошарового покриття, що містить бор у нікелевому шарі, повинен супроводжуватися дифузійним потоком атомів бору в хромовий шар і частково в сталеву основу, рушійною силою якого є градієнт хімічного потенціалу за бором між шарами покриття і підкладкою.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ