close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13026

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.04.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 13026
(13) C1
(19)
C 25D 15/00
C 25D 3/12
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННОГО
КОМПОЗИЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ
(21) Номер заявки: a 20081574
(22) 2008.12.09
(43) 2009.06.30
(71) Заявитель: Белорусский государственный университет (BY)
(72) Авторы: Свиридова Татьяна Викторовна; Степанова Лариса Ивановна;
Свиридов Дмитрий Вадимович (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский государственный университет (BY)
(56) ДУШЕВСКИЙ И.В. и др. Химия и
химическая технология // Известия
ВУЗов. - 1972. - Т. 15. - № 7. - С. 10911094.
RU 2293803 C1, 2007.
JP 62050497 A, 1987.
SU 1805697 A1, 1995.
SU 1024532 A, 1983.
US 4728398, 1988.
US 3956146, 1976.
BY 13026 C1 2010.04.30
(57)
Способ получения композиционного антифрикционного покрытия, включающий электрохимическое соосаждение никеля и частиц дисперсной фазы из суспензионного электролита, отличающийся тем, что в качестве дисперсной фазы используют пластинчатые
микрокристаллы триоксида молибдена.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для
нанесения антифрикционных покрытий на трущиеся детали машин и механизмов, эксплуатирующиеся при высоких температурах в окислительных условиях.
Одним из способов придания антифрикционных свойств поверхности трущихся пар,
функционирующих в режиме сухого трения, является нанесение композиционных покрытий в виде пленки металла с инкорпорированными частицами графита, фторированного
графита, сульфидов вольфрама или молибдена, а также других соединений со слоистой
структурой, придающих композиту самосмазывающие свойства [1]. Для нанесения антифрикционных покрытий такого рода используют как методы порошковой металлургии [2,
3] и химического осаждения металлов [4], так и различные варианты электрохимического
осаждения из суспензионных электролитов [1, 5-7]. Последний подход представляется
наиболее предпочтительным в силу его высокой технологичности и возможности нанесения покрытий на детали сложной формы. В качестве матричного металла при электрохимическом осаждении композиционных покрытий как правило используется никель [1].
В качестве прототипа [8] выбран способ получения антифрикционных покрытий за
счет электрохимического соосаждения никеля с дисперсным дисульфидом молибдена
(размер частиц 0,75-20 мкм). Покрытия такого рода характеризуются рекордно низкими
значениями коэффициента трения (0,05-0,2 [1]). В то же время композит Ni-MoS2 теряет
свои антифрикционные свойства при повышенных температурах из-за окисления дисульфида молибдена и его сублимации, вследствие чего верхняя граница рабочих температур
для покрытий Ni-MoS2 не превышает 300-350 °С при работе на воздухе [8]. Указанное об-
BY 13026 C1 2010.04.30
стоятельство сужает круг возможных практических применений антифрикционных покрытий Ni-MoS2.
Задача изобретения - разработка способа получения гальванических антифрикционных покрытий, способных функционировать при повышенных температурах и в окислительных условиях.
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения композиционного антифрикционного покрытия, включающего электрохимическое соосаждение никеля и частиц дисперсной фазы из суспензионного электролита, в качестве дисперсной фазы
используют пластинчатые микрокристаллы триоксида молибдена.
Сущность изобретения заключается в том, что используются в качестве дисперсной
фазы при получении композиционных покрытий пластинчатые микрокристаллы слоистого триоксида молибдена. Указанные микрокристаллы со средним размером 3 мкм получаются гидротермальным методом путем поликонденсации 0,5 М молибденовой кислоты
[9]. Для получения композитного антифрикционного покрытия частицы МоO3 диспергируются в стандартном сульфатном электролите никелирования, после чего из полученного
суспензионного электролита осуществляется электрохимическое осаждение композита NiМоО3. Оптимальными с точки зрения достижения низких значений коэффициента трения
являются следующие условия осаждения: концентрация МоО3 в суспензии 3 г/л, плотность тока 2 А/дм2, толщина пленки осажденного композита 20 мкм.
Предполагаемое изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения.
Пример 1
Композитное покрытие осаждается электрохимически на поверхность стали из суспензионного электролита следующего состава, г/л:
NiSO4
200 г/л
NiCl2
50 г/л
Н3ВО3
35г/л
МоО3
3г/л.
Плотность тока осаждения 2 А/дм2, толщина пленки электроосажденного композита
20 мкм. Среднее содержание МоО3 в композите, осажденном в указанных условиях, составляет 6,5 мас. %.
Коэффициент трения для полученного композиционного покрытия Ni-МоО3 составляет 0,06, что в 5 раз меньше, чем в случае гальванического никелевого покрытия, осажденного в тех же условиях (коэффициент трения определен с использованием машины трения
СМТ-1 в условиях, соответствующих стандарту ASTM G77).
Пример 2
Композиционное покрытие получено в тех же условиях, что и в примере 1, но содержание МоО3 в суспензионном электролите составляет 0,1 г/л. Величина коэффициента
трения составляет 0,08.
Пример 3
Композиционное покрытие получено в тех же условиях, что и в примере 1, но содержание МоО3 в суспензионном электролите составляет 6 г/л. Величина коэффициента трения для полученного покрытия составляет 0,2.
Пример 4
Композиционное покрытие получено в тех же условиях, что и в примере 1, но плотность тока осаждения составляет 1 А/дм2. Величина коэффициента трения для полученного покрытия составляет 0,2.
Пример 5
Композиционное покрытие получено в тех же условиях, что и в примере 1, но плотность тока осаждения составляет 3 А/дм2. Величина коэффициента трения для полученного покрытия составляет 0,3.
2
BY 13026 C1 2010.04.30
Пример 6
Композиционное покрытие получено в тех же условиях, что и в примере 1, после чего
подвергается термообработке при 500 °С в течение 1 ч. Величина коэффициента трения
составляет 0,05.
Заявляемый способ электрохимического осаждения композита в виде пленки никеля с
инкорпорированными микрокристаллами МоО3 определенной структуры и габитуса позволяет получать функциональные покрытия для деталей трущихся пар (в том числе,
сложной формы), которые сохраняют антифрикционные свойства при повышенных температурах (верхнее значение рабочих температур 500 °С ограничивается окислительной
устойчивостью матричного металла). В отличие от используемых в случае прототипа частиц дисульфида молибдена, частицы МоО3 не подвержены паразитному восстановлению
водородом, выделяющемся в процессе осаждения гальванического никеля, а также деградации сублимационной либо окислительной природы в ходе длительной эксплуатации
полученного композиционного покрытия, а присущая им собственная электрохимическая
активность обеспечивает эффективный захват инкорпорируемых частиц растущим осадком гальванического никеля даже при относительно низких концентрациях дисперсной
фазы в электролите (концентрация МоО3 при получении композита в 10-20 раз меньше,
чем концентрация MoS2 в электролите осаждения в случае прототипа). Наличие у дисперсной фазы электрохимической активности в свою очередь обеспечивает быстрое зарастание инкорпорируемых частиц гальваническим осадком и их надежную фиксацию в
никелевой матрице.
Таким образом, заявляемый способ в сравнении с прототипом позволяет получать антифрикционные гальванические покрытия, расширяющие возможность их практического
применения.
Источники информации:
1. Сайфулин Р.С. Композиционные покрытия и материалы. - М.: Химия, 1977. - 272 с.
2. RU 2334004, МПК C 22C 33/02, 2006.
3. US 3956146, МПК C 10M 5/00, 1976.
4. US 3617363, МПК C 23C 3/22, 1971.
5. Бородин И.Н. Порошковая гальванотехника. - М.: Машиностроение, 1990. - 240 с.
6.US 3787294, МПК C 23В 7/00, 1974.
7. US 3844910, МПК C 23В 5/00, 1974.
8. Душевский И.В., Бородин И.Н. // Известия вузов. Сер. химия и химическая технология. - 1972. - Т. 15, № 7. - С. 1091-1094.
9. Мозолевская Т.В., Степанова Л.И. // Известия НАН Беларуси. Сер. хим. наук. 2002. № 2. - С. 5-11.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
75 Кб
Теги
by13026, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа