Введение к работе
Актуальность работы.. Способ электролитического осаждения металлов является самым распространенным в машиностроении.
По приблизительным оценкам общая площадь ежзгодно наносимых галь-
?
ванических покрытий составляет 1 млрд.м .
Основное требование, предъявляемое к технологии изготовления деталей машин, состоит в обеспечении заданного уровня качества при минимальной себестоимости и максимальной производительности. Получение функциональных покрытий с оптимальными в конкретных условиях эксплуатации показателями качества требует четких и полных представлений о структуре, обуславливающей такие показатели. В настоящее время в связи с развитием современных методов исследования расширились представления о структуре покрытий, формируемой на стадии гальванического производства, и . разработаны технологии получения качественных покрытий.
Однако, резервы, связанные с улучшением показателей качества на последующих стадиях технологического процесса, практически не реализованы. В частности, остается неясным, как режи-г мы электроосаждения и исходная структура покрытий влияют на характер изменения свойств при термической обработке.
Между тем, из анализа литературы можно' полагать, ,что корректировка технологических процессов позволит наиболее эффективно управлять структурой и получать гальванические покрытия с повышенными механическими и эксплуатационными'свойствами. А следовательно', изучение влияния режимов электроосаждения и последующей обработки на структуру и свойства гальванических по-, критий представляет теоретический и практический интерес.
Именно этому вопросу посвящена настоящая работа, выполненная в рамках Российской программы "Защитные и функциональные органические и неорганические покрытия".
Цель работы. Установить влияние режимов электроосаждения покрытий и термической обработки на изменение мех>Я)ических и эксплуатационных характеристик и получить гальванические покрытия с повышенными показателями качества.
Научная новизна. Разработана физическая модель получения гальванических покрытий с повышенными механическими и эксплуатационными свойствами, согласно которой режимы олектроосаж-
дения должны обеспечивать формирование ячеистой структуры, а режимы последующего отжига протекание процессов полигонизации или рекристаллизации в зависимости от требуемых в конкретных условиях показателей качества.
Установлено влияние режимов осаждения гальванических покрытий на их микроструктуру и показано,что при плотностях тока (0,75-0,95) 1пр формируется ячеистая структура, при (0,5- 0,75) irip - блочная структура, при і < 0,5Ілр— субструктура отсутствует.
При старении и отжиге покрытий выявлены процессы отдыха, полигонизации и рекристаллизации, полнота протекания которых зависит от температуры плавления осаждаемых металлов. Разработана классификация этих процессов и соответствующих им структурных изменений.
Обнаружен эффект повышения прочностных свойств и износостойкости на стадии полигонизации, который обусловлен перераспределением, подвижных дислокаций и закреплением их в более стабильных конфигурациях атомами примесных компонентов.
Построены диаграммы конструктивной прочности в координатах Кгс - 6т , позволяющие прогнозировать конструктивную прочность в зависимости от режимов термической обработки.
Обнаружен эффект повышения коррозионной стойкости при рекристаллизации, обусловленный снижением плотности дефектов кристаллического строения на стой стадии отжига и уменьшенным количеством активных центров коррозии.
Практическая ценность. Установлены режимы отжига, которые состоят в нагреве до температуры (0,25-0,35)Тлл и выдержке 1,5-2,0 часа, обеспечивающие одновременное повышение, твердости гальванических "окрытий в 1,5-1,8 раз и пластичности в 2-2,5 раза.
Экспериментально установлены зависимости между режимами отжига покрытий и износостойкостью и показано, что повышение износостойкости в 1,4-1,5 раз достигается термообработкой при режимах (0,25-0,35) Тлл - 1 час.
Установлены режимы термической обработки, которые состоят в нагреве выше 0,35 Тол и ограничены температурой разви-' тия вторичной пористости (350-450)С, обеспечивающие повышение коррозионной стойкости защитных покрытий в 1,15-1,3 раза.
Реализация результатов. Разработаны рекомендации по назначению режимов электроосаждения и термической обработки, обеспечивающие полу^оние гальванических покрытий с повышенными механическими и эксплуатационными характеристиками. С целью улучшения этих характеристик в заводские технологические процессы внесены изменения режимов осаждения покрытий и добавлены операции термической обработки. Рекомендации прошли апробацию на промышленных предприятиях и внедрены на серийно выпускаемой продукции: деталях задвижки газопровода, деталях электрообогревателя, деталях распределителя зажигания, штамповом и прессовом инструменте. Суммарный экономический эффект от внедрения на машиностроительных предприятиях Тюмени (заводы "Электрон", автотракторного оборудования) и Екатеринбурга (завод бурового и металлургического оборудования) составляет 487097 тыс.руб. (в ценах июня-июля 1994 г.).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Ш научно-техническом семинаре по проблемам машиностроения (Тюмень, 1992 г.); международном симпозиуме по Трибофатике (Гомель, 1993 г.); межгосудар--ственной научно-технической конференции "Нефть и газ Западной Сибири" (Тюмень, 1993 г.); 1 и II собрании металловедов России (Пенза, 1993, 1994 г.).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 11 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения, списка литературы, включающего 9S наименований, и содержит 129 страниц, 40 рисунков, 11 таблиц.
