Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Материаловедение. Технология композиционных материалов
Посмотреть оригинал

Гальванические покрытия.

Разработкой способов упрочнения гальванических покрытий занимаются многие научные центры. Наиболее часто применяемым материалом для упрочнения покрытий является ультрадисперсный алмаз (УДА, алмазные нанопорошки).

Разработаны способы упрочнения УДА-содержащих покрытий на основе хрома, никеля, меди, цинка, серебра, алюминия и других металлов.

Золото-алмазное композиционное покрытие.

Покрытия на основе золота и алмазов используют в производстве гальванических золотых защитно-декоративных покрытий на изделия часовой промышленности, ювелирные, сувенирные, наградные и другие изделия, а также на контактные детали в электро-, радио- и электронной промышленности. Покрытие характеризуется высокой химической стойкостью (не окисляется и не тускнеет в атмосферных условиях), обладает высокой теплопроводностью, хорошо полируется. Золотое покрытие обеспечивает высокую стабильность электрических параметров в условиях длительного хранения. Покрытия золото-алмаз могут быть нанесены на корпуса часов, браслеты, цепочки и т.д., при изготовлении которых обычно используют покрытия золотом, сплавами золота (золото-никель), либо их имитаторами (нитрид титана); а также на сувенирные и коллекционные изделия из медных, медно-никелевых, включая сплавы благородных металлов. Покрытия обеспечивают привлекательный внешний вид изделиям, сохранение тончайших подробностей рельефа и рисунка, долговременную защиту от любых коррозионных воздействий и механического истирания. Сущность способа получения кластерных покрытий заключается в том, что малые частицы алмазов, осаждаясь с золотом на поверхность изделия, формируют особую структуру металлической пленки. При этом слои покрытия, прилегающие к подложке, являются пластичными, плотными и бес- пористыми, а внешние слои — твердыми и износостойкими. Такая комбинация обеспечивает высокие эксплуатационные свойства покрытий на малых толщинах: увеличение микротвердости покрытия до 2,5 ГПа; увеличение износостойкости в 3—10 раз по сравнению с золотом; толщина покрытия составляет 0,2 мкм.

Однако наиболее часто применяемыми и широко распространенными являются хром-алмазные покрытия.

Покрытие на основе хрома и кластерных алмазов характеризуется высокой химической стойкостью в атмосфере сернистых соединений, в растворах органических и неорганических кислот, в условиях тропического климата. Покрытие отличается термостойкостью и склонностью к пассивированию на воздухе. Покрытие повышает поверхностную твердость и износоустойчивость деталей, хорошо выдерживает равномерно распределенную нагрузку.

В результате нанесения покрытия повышается износостойкость:

  • — пресс-форм для холодного прессования металлических порошков в 10 раз;
  • — инструмента для холодной вытяжки металлов в 2,5 раза;
  • — металлорежущего инструмента в 1,5—15 раз;
  • — ножовочных полотен в 4—6 раз;
  • — инструмента для остеохирургии, зубных боров в 8—11 раз.

Технология получения композиционных электрохимических покрытий на основе никеля, хрома и других металлов реализуется на стандартном оборудовании промышленного процесса хромирования, никелирования и т.д.; обеспечивает экономию материалов и электроэнергии за счет снижения рабочих толщин покрытий и повышения выхода по току; увеличивает производительность гальванических линий.

Ультрадисперсный алмаз обычно в виде суспензии вводится в стандартный электролит хромирования. Концентрация УДА в электролите поддерживается на уровне 15—30 г/л. Содержание алмазной фазы в хром-алмазном покрытии составляет 0,1 —1,0%. Структура покрытия получается более равномерная и мелкокристаллическая (рис. 7.25). В структуре покрытия отсутствуют какие-либо несплошности, разрывы, трещины или другие дефекты.

Структура хромового покрытия

Рис. 7.25. Структура хромового покрытия

Фрикционное плакирование.

Одним из эффективных комбинированных методов упрочнения и защиты поверхности металлов, совмещающим пластическое деформирование поверхностного слоя гибким инструментом с нанесением покрытия, является фрикционное плакирование (рис. 7.26). Материал покрытия должен быть первоначально представлен в виде прутка или аналогичного изделия. Основным технологическим инструментом является вращающаяся цилиндрическая металлическая щетка. Щетка вращается с высокой скоростью, ее прижимают к обрабатываемой поверхности. Щетка кончиками своих проволочек соскребает частицы металла размером в доли микрона с прутка и переносит их на обрабатываемую поверхность. Высокая скорость вращения щетки приводит к значительной силе удара частицы о поверхность; происходит приваривание частицы к обрабатываемой поверхности. Большое количество проволочек в щетке и высокая скорость вращения обеспечивают высокую производительность и равномерность переноса материала с прутка на обрабатываемую поверхность. Для повышения прочности и твердости покрытий при фрикционном плакировании предложили в качестве материала покрытия применять нанокомпозиты. Для этого исследовали возможность применения медных композиционных материалов с наноразмерными упрочняющими частицами (двуокись кремния, наноалмазные порошки) для фрикционного плакирования различных деталей.

Схема нанесения покрытий методом фрикционного плакирования вращающимися металлическими щетками (вверху — для цилиндрических изделий; внизу — для плоских изделий)

Рис. 7.26. Схема нанесения покрытий методом фрикционного плакирования вращающимися металлическими щетками (вверху — для цилиндрических изделий; внизу — для плоских изделий):

1 — заготовка из материала покрытия; 2 — инструмент с гибкими упругими элементами; 3 — обрабатываемое изделие

На рисунке 7.27 представлена поверхность покрытия из композиционного материала. Видно, что отсутствуют какие-либо дефекты на поверхности, поверхность абсолютно гладкая, покрытие плотно прилегает к основе.

Вид поверхности покрытия из композиционного материала, нанесенного методом фрикционного плакирования

Рис. 7.27. Вид поверхности покрытия из композиционного материала, нанесенного методом фрикционного плакирования

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы