Введение к работе
Актуальность темы. Современная технология предъявляет высокие требования к качеству и эксплуатационной надеяшости деталей машин и оборудования. Для успешного решения этого необходимо наряду с развитием новых видов защитных покрытий, наносимых ионно-вакуумпым, детонационным, плазменным и другими способами, совершенствовать широко распространенные электрохимические методы. Большое практическое значение имеют двойные электрохимические сплавы и, в частности, сплавы металлов с неметаллами, среди которых особое место занимает сплав шпселя с фосфором, отличающийся высокими микротаердостыо и износостойкостью, мелкокристаллической структурой, повышенными защитными свойствами, особыми магнитными и электрическими характеристиками.
До недавнего времени покрытия сплавом никель-фосфор получали в основном химическим способом, характеризующимся низкими производительностью и экономическими показателями, и лишь благодаря исследованиям, выполненным в последние годы, все большее распространение стал получать электрохимический способ. Однако несмотря на большое количество работ, посвященных исследованию процесса электроосаждения сплава никель-фосфор, многие вопросы теории и практики требуют дальнейшего изучения.
Комплексообразование широко используется в гальванотехнике как средство управления скоростями стадий разряда и кристаллизации, а также состава и качества осадков. Относительно недавно показана возможность существенного ускорения массопереноса к катоду путем направленного регулирования комплексообразования в ацетатно-хлоридных электролитах никелирования. Эти электролиты обладают рядом положительных качеств (низкая концентрация солей никеля, высокая скорость осаждения металла, улучшенные физико-химические свойства покрытий), которые делают их перспективными для промышленного использования.
Сведения в литературе об электроосаждении сплава никель-фосфор из разбавленных ацетатно-хлоридных электролитов как в режиме стационарного, так и импульсного электролиза отсутствуют.
Цель работы. Исследование закономерностей электроосаждения сплава никель-фосфор из разбавленных ацетатно-хлоридных электролитов в режимах стационарного и импульсного электролиза. Исследование свойств электролита, а также физико-химических свойств получаемых осадков сплава. Определение технологических характеристик процесса электроосаждения покрытий сплавом никель-фосфор.
Научная новизна. Впервые всесторонне исследован разбавленный ацетатно-хлоридный электролит для нанесения покрытий сплавом никель-фосфор. Установлено, что одной из причин, позволяющей вести процесс олектроосаждения при повышенных плотностях тока, а также получать осадки с постоянными свойствами, являются высокие буферные свойства электролита. Показано, что состав сплава, его свойства и свойства электролита зависят от концентрации ионов хлора в растворе. Впервые исследованы физико-химические свойства покрытий сплавом никель-фосфор, полученных в режиме импульсного электролиза.
Показано, что износостойкость покрытий сплавом никель-фосфор, полученных из ацетатно-хлоридного электролита, сопоставима, а в некоторых случаях превосходит аналогичную характеристику твердых хромовых покрытий.
Исследованы факторы, влияющие на стабильность состава раствора при его длительной эксплуатации, и выявлены параметры, определяющие изменение свойств осадков сплава в зависимости от количества прошедшего электричества.
Практическая значимость работы. Разработаны состав разбавленного ацетатно-хлоридного электролита и режимы электролиза, позволяющие получать равномерные по толщине покрытия сплавом никель-фосфор, обладающие высокими микротвердостью и износостойкостью, относительно низкими внутренними напряжениями.
На защиту выносятся:
-
Экспериментальные данные о влиянии состава электролита и режима (стационарного и импульсного) электролиза на значения выхода по току сплава никель-фосфор, состав и его физико-химические свойства.
-
Результаты экспериментального исследования свойств ацетатно-хлоридных электролитов (буферная емкость, рассеивающая способность, электропроводимость) в зависимости от их состава и условий электролиза.
3.Экспериментальные результаты, о влиянии состава электролита и условий электролиза на электродные процессы при электроосаждении сплава никель-фосфор.
4. Результаты экспериментального исследования условий
термической обработки осадков сплава никель-фосфор на физико-
химические свойства, микроструктуру, фазовый состав и распределение
компонентов в сплаве.
5. Экспериментальные результаты зависимости состава электролита
и свойств осадков сплава от количества пропущенного электричества и
частоты корректировки раствора по расходуемым компонентам.
Апробация работы. Результаты работы обсуждались на II Международном конгрессе- «Защита-95» (Москва, 1995г) и Международных конференциях молодых ученых МКХТ-8 и МКХТ-10 (Москва, 1994, 1996, гг.), на научном коллоквиуме кафедры ТЭП РХТУ им. Д.И. Менделеева, 1998 г.
Публикации. Результаты диссертационной работы отражены в трех тезисах докладов и одной статье.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части и обсуждения результатов, выводов, списка литературы и приложения. Текст диссертации изложен на 180 страгащах, содержит 64 рисунка, 16 таблиц и 8 таблиц приложения. Список литературы включает 185 наименований.
