.RU

Влияние рН растворов - Циолковского Кафедра «Общая химия, физика и химия композиционных материалов»



Влияние рН растворов. Значительное влияние на процесс восстановления никеля оказывает кислотность раствора, что видно из результатов, приведенных на рис.1, при нанесения никель — фосфорного покрытия. При снижении рН до 6.0 — 6.5 скорость нанесения покрытия заметно возрастает, однако это значение рН в процессе восстановления никеля затруднено, так как в ходе процесса образуются трудно растворимые никелевые соединения в растворе — фосфиты никеля.





Рис. 1. Влияние рН на скорость образования покрытия [2].

Для предотвращения выпадения осадка в раствор вводят комплексообразователи: этилдиамин, уксусная кислота, лимонная, гликолевая кислота и др.

Основным же недостатком щелочных ванн является их неустойчивость, связанная с летучестью аммиака при нагревании раствора.

Кислые растворы (рН 4.0 — 0.5) применяют для нанесения покрытий на детали из черных и некоторых цветных металлов (медь, латунь и др.) особенно когда их рабочие поверхности должны иметь высокую твердость, износостойкость и корозионно — защитные свойства.

С течением времени скорость никелирования в некорректируемых кислых растворах постепенно уменьшается и через б ч работы процесс образования покрытий почти прекращается.

Щелочные растворы применяют при нанесении покрытий на коррозионностойкую сталь, алюминий, титан, магний, а также при необходимости осаждения многокомпонентных покрытий (сплавов) на основе Ni, Со.

Советский ученый С А. Вишенков [1] проводил испытания для определения пористости и защитных свойств Ni — Р — покрытий, полученных из кислых и щелочных растворов с янтарнокислым натрием в качестве буферной добавки.


Таблица 1

Растворы для осаждения никеля химическим методом [2].



Состав, г/л, и режим работы ванны

Щелочной раствор

Кислый раствор

1

2

3

Хлорид никеля

Сульфат никеля

Гипофосфат натрия

Ацетат натрия

Гидроацетат натрия

Цитрат натрия

рН

Температура

Скорость нанесения покрытия, мкм/час

Внешний вид покрытия


30

-

-

-

-

50

8-10

90

7,5


Блестящий

-

30

10

10

-

-

4-6

90

2,5


Гру бый, тем ный

30

-

10

-

10

-

4-6

90

12,5


Полубле стящий

30

-

10

-

-

-

4-6

90

5


Полубле стящий



Таблица 2

Концентрация компонентов растворов с янтарнокислым натрием в качестве буферной добавки [1].

Концентрация компонентов раствора ,г/л

Растворы

рН 4,5

рН 5,5

рН 8,0 – 8,5

1

2

3

Сернокислый никель (кристаллогидрат)


Гипофосфит


Янтарнокислый натрий


Хлористый никель (кристаллогидрат)


Хлористый аммоний


Аммиак (25%), мл/л

25


30


15


-


-


-

-


30


15


25


-


-

-


25


100


30


30


35



Коррозионные испытания показали, что на образцах с покрытием из щелочного раствора З или с электрохимическим никелем через 96 ч наблюдаются первые очаги коррозии, через 300 ч значительная коррозия основного металла, а через 650 ч сплошной слой продуктов коррозии основного металла на всех образцах. Поверхность же образцов, никелированных в кислых растворах 1 и 2, после испытаний в течение 650 ч сохранила первоначальный вид. Через 1000 ч испытаний на образцах с покрытием толщиной 10 мкм и более очаги коррозии не обнаружены. Покрытия, термообработанные в условиях вакуума (не имевшие окисной пленки), обнаружили пониженную коррозионную стойкость.


^ Влияние температуры. Одним из основных факторов, влияющих на скорость осаждения никеля, является температура. Это вполне закономерно, так как температура резко влияет на скорость протекания практически всех химических процессов.

Установлено, что при низких температурах процесс восстановления никеля почти не происходит. Однако с повышением температуры раствора этот процесс заметно ускоряется, что видно из результатов, приведенных на рис. 2.



Рис 2. Влияние температуры раствора на скорость образования покрытия [2].


Однако “перегрев” раствора приводит к саморазряду или образованию гидроокиси никеля.


^ Влияние концентрации реагентов. Это вполне естественная зависимость о чем «говорит» закон действующих масс:

«Скорость химических реакций прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степени стехеометрических коэффициентов”.

Результаты, приведенные на рис. 3 и 4 , подтверждают эту зависимость. Однако зависимость скорости реакции осаждения никеля по разному зависит от концентрации различных реагентов.

Соли органических кислот (гликолевой, уксусной и лимонной) оказывают большое влияние на процесс восстановления, так как поддерживают рН при оптимальном значении и влияют на скорость восстановления никеля.



Рис. 3. Влияние концентрации гипофосфита натрия на скорость образования покрытия [2].



Рис. 4. Влияние концентрации хлористого никеля на скорость образования покрытия [2].


Некоторые исследователи [2] предлагают применять в качестве буферных соединений соли органических двухосновных насыщенных кислот (янтарной, малоновой и глутаровой). Многие работы показывают, что скорость восстановления никеля, а также и качество покрытия зависят в значительной степени от концентрации и природы буферного соединения.

Оптимальная концентрация буферной добавки зависит также и от содержания гипофосфита в растворе. При исследовании раствора, содержащего 20 г/л хлористого никеля и 10 г/л гипофосфита натрия, наилучшие результаты были получены при концентрации уксуснокислого натрия 8—10 г/л. Дальнейшее увеличение концентрации уксуснокислого натрия приводит к ухудшению качества покрытия. Скорость процесса увеличивается с повышением концентрации гипофосфита при условии, если в растворе одновременно повышается концентрация буферной добавки до ее оптимального в этих условиях значения.

В силу каталитической природы процесса ничтожные примеси в растворе могут оказывать значительное влияние на его течение рис. 5.




Рис. 5. Зависимость скорости осаждения покрытия от продолжительности никелирования в кислом растворе: 1 — с малеиновым ангидридом (1 ,5—2,0 г/л); 2 - без малеинового ангидрида [1].


Посторонние вещества попадают в раствор в виде примесей к основным реагентам, и при корректировании раствора концентрация этих примесей может быть столь значительной, что вредно отразится на процессе. Данные исследования [1] показывают, что ничтожные количества ионов роданида и хлористого свинца (0,1 г/л) полностью прекращают процесс, как в кислых, так и в щелочных никелевых растворах. Вредное влияние на процесс оказывают соли кадмия, причем в щелочных никелевых растворах в большей степени, чем в кислых никелевых. Присутствие в кислом растворе хлористых солей цинка, магния, алюминия, железа и натрии (до 0,1 г/л) не оказывает заметного влияния на процесс. При повышении концентрации хлористого железа до З г/л скорость процесса сильно снижается.

Кроме того, на процесс никелирования могут влиять вещества, образующиеся в результате окислительно-востановительных реакций (фосфит и кислота). Так, ионы фосфита образуют нерастворимое соединение фосфит никеля. Выпадение осадка плохо отражается на скорости процесса и качестве покрытия и затрудняет корректирование раствора. Выпадению фосфита никеля способствуют высокая температура и малая кислотность раствора.

Для предотвращения выпадения осадков фосфита никеля необходимо вводить в раствор вещества, способные образовывать с никелем комплексные соединения и не оказывающие отрицательного влияния на реакцию восстановления.

Наиболее эффективными комплексообразователям и являются глицин и лимоннокислый натрий. Введение в раствор глицина препятствует выпадению фосфита, однако невысокая скорость осаждения никеля в данных условиях вызывает необходимость сочетания этой добавки с другими веществами (например, с уксуснокислым натрием).

Накопление фосфитов в растворе замедляется при использовании не только глицина, но и других аминокислот: α-аминопропионовой, аминобутиловой, аминоянтарной, аминодиуксусной. Стабилизаторами растворов могут быть сульфид свинца, тиомочевина, тиосульфат натрия, хромат свинца, сульфид висмута. Действие стабилизаторов основано на том, что они изолируют фосфиты от взаимодействия с раствором. Стабилизаторы адсорбируются предпочтительно на образующихся в ходе реакции частицах коллоидного размера, препятствуя их превращению в центры кристаллизации, на которых бы осаждался никель, тем самым предотвращая разложение раствора. Стабилизаторы повышают скорость осаждения покрытий и сокращают расход гипофосфита.

^ Влияние корректировки ванн. Поскольку скорость реакций зависит от концентрации исходных веществ, то поддержание постоянных их концентраций должно способствовать и “постоянной” скорости образования продуктов реакции.

Периодическая корректировка раствора ванны за счет введения основных реагентов, влияющих на процесс осаждения никеля, направлена на поддержание в ванне относительно постоянную концентрацию реагентов.



Рис. 6. Скорость осаждения покрытия в кислом растворе при ежечасном корректировании исходными компонентами: 1 — с малеиновым ангидридом; 2 без малеинового ангидрида.


На рис. 6 показана зависимость работоспособности того же кислого раствора от наличия в нем малеинового ангидрида. Без него раствор при непрерывном снижении скорости через 7 ч работы полностью вышел из строя (кривая 1). Во втором случае его корректировали, перед очередным корректированием раствор фильтровали. В этом случае он проработал 22 ч при постоянной скорости реакции, оставаясь прозрачным и работоспособным (кривая 2).



Рис. 7. Зависимость скорости осаждения покрытия от продолжительности никелирования в кислим растворе: 1 — с 15 мг/л сульфида свинца и корректированием; 2 — то же, без корректирования; З — с 15 мл/л аллилчена и корректированием; 4 — то же, без корректирования.




Рис. 8. Зависимость скорости осаждения покрытия в щелочном растворе от продолжительности никелирования: 1— без корректирования, 2 - с корректированием.

На рис. 7 показана зависимость скорости осаждения покрытия от продолжительности никелирования в кислом некорректируемом и корректируемом растворах с сульфидом свинца в качестве стабилизатора. В обоих случаях начальная скорость никелирования в свежеприготовленных растворах составляет около 60 мкм/ч, однако некорректируемый раствор уже после первого часа работы почти полностью выработался и осаждение никеля в нем прекратилось. В корректируемом растворе, когда концентрация компонентов и рН поддерживались на оптимальном уровне, такая скорость никелирования сохраняется длительное время. При использовании в том же растворе в качестве стабилизатора 15 мл/л аллилчепа (вместо сульфида свинца) скорость никелирования на 20-22 ниже, чем в первом случае, однако и тогда при помощи корректирования можно эксплуатировать раствор длительное время.

На рис. 8 показана зависимость скорости осаждения покрытия в щелочном некорректируемом и корректируемом растворах. Наличие таких комплексообразователей, как лимоннокислый натрий и аммиак, и стабилизирующей добавки (аллилчепа) оказывает определенное влияние на протекание реакций. В ряде случаев максимальная скорость никелирования в свежеприготовленном щелочном растворе ниже, чем в кислом. Снижение скорости никелирования в некорректируемом щелочном растворе протекает менее интенсивно, чем в кислом. Общая продолжительность работы корректируемого щелочного раствора значительно выше, чем кислого.

Из результатов, приведенных на рис. 6, 7 и 8, следует, что корректировка ванны играет большую роль в поддержании сравнительно постоянной скорости осаждения никеля.


1.2.4. Структура и свойства.

1.2.4.1. Структура покрытий.


Установлено, что помимо фазы твердого раствора фосфора в никеле (гексагональная плотная упаковка), существует ряд химических соединений состава , и .

Химически восстановленный никель имеет аморфную структуру. При нагревании аморфный осадок переходят в кристаллическое состояние. Так, в процессе нагрева в вакууме при температуре свыше 300 °С происходят превращение исходной структуры в двухфазную, состоящую из фазы и фазы твердого раствора (внедрения) фосфора в с гранецентрированной кубической решеткой (ГЦК). С увеличением температуры нагрева количество фазы (ГЦК) возрастает за счет распада твердого раствора. Процесс распада - раствора и образования необратим.

В исходном состоянии наблюдается слоистость покрытия. Вопрос о природе слоистости объясняется изменением концентрации фосфора по толщине слоя осадка.

По мере повышения температуры и длительности нагрева частицы химического соединения коагулируют и становятся еще более различимыми. После нагрева до 700 °С и более слоистость в осадках исчезает, происходит дальнейшее укрупнение размеров час .

При длительной эксплуатаций Ni-P - покрытий в условиях высоких температур наблюдается образование различных зон по сечению осадка: верхняя, средняя и нижняя, прилегающая к основному металлу. Так, после выдержки в течение 500 - 3000 ч при температуре 600 °С наблюдаются коагуляция частиц избыточной фазы и уменьшение их числа в верхней зоне, в то время как в средней зоне обнаруживаются мелкодисперсные частицы . В результате распада и одно временного выделения избытка фосфора из твердого раствора и из фазы может образоваться более богатая фосфором фаза которая также обнаруживается в средней зоне.

При нагреве покрытий фосфор диффундирует из них в основной металл, на границе которого образуется новая фаза, вероятно, фосфида титана . В процессе химического никелирования в осадок включается водород. Следует отметить, что в покрытиях, полученных химическим способом, водорода в несколько раз меньше, чем в гальванических покрытиях.

Содержание водорода возрастает с увеличением толщины покрытий, причем в покрытиях, полученных из кислых растворов, водорода на 50 % больше, чем в покрытиях из щелочных растворов. Водород оказывает вредное влияние на прочностные характеристики никелированных изделий, поэтому его надо удалять из осадков путем нагрева.

Структура осадков определялась для покрытий, полученных из кислых и щелочных растворов как до термообработки, так и после термообработки при 400 и 600 °С в течение 1 ч. Температура термообработки 400 °С взята как оптимальная температура, применяемая для получения высокой прочности сцепления покрытия с основой.

Температура термообработки 600 °С взята как близкая рабочая температура энергетических установок.

Для сравнения металлографическим исследованиям подвергались и никелевые покрытия, полученные гальваническим путем.

Гальваническое никелирование проводилось в растворе следующего состава (в Г/л):



Сернокислый никель

200

Сернокислый натрий

30

Сернокислый магний

20

Борная кислота

15

Хлористый натрий

3

Температура

20-22°С

рН

5-5.5

Dk в а/дм2


1



Структура осадков выявлялась электрохимическим травлением. На рис. 9 показаны структуры никелевого покрытия, полученного гальваническим способом и путем химического никелирования в кислом растворе рН - 5,2 и щелочном растворе рН - 9 и содержащего соответственно 11—12% и 3,8-4,2% фосфора как до термообработки, так и после нее при температурах 400 °С и 600 °С в течение 1 ч.

Как видно из приведенных микрофотографий (рис. 9,10) структура гальванического слоя не изменяется в зависимости от режима термообработки.





Рис. 9. Микроструктуры покрытий (Х500), полученных гальваническим никелированием до термообработки.





Рис. 10. Микроструктуры покрытий (Х500), полученных гальваническим никелированием после термообработки 400 °С, 1 ч.


Структура химического никелевого покрытия, полученного из кислой ванны, в исходном состоянии (сразу после осаждения без последующей термообработки) не выявляется при всех вариантах травления, что указывает на высокую однородность строения этого слоя, состоящего из смеси атомов никеля и фосфора, а также на однородность внутренних остаточных напряжений (рис. 11).




Рис. 11. Микроструктуры покрытий (Х500), полученных химическим никелированием из кислой ванны до термообработки.





Рис. 12. Микроструктуры покрытий (Х500), полученных химическим никелированием из кислой ванны после термообработки при 400 °С, 1 ч.


Термообработка покрытия при температуре 400 °С в течение часа позволяет, хоть и очень слабо, выявить его структуру: наблюдается слоистость покрытия, связанная, очевидно, с неравномерной концентрацией фосфора но ходу осаждения покрытая из раствора (рис. 12).

После термообработки при температуре 600 °С в течение 1 часа (рис. 13) процесс формирования структуры через диффузионные процессы в твердом состоянии приводит к образованию хорошо заметных при данном увеличении частиц избыточной фазы .





Рис. 13. К покрытий (Х500), полученных химическим никелированием из кислой ванны после термообработки при 600 °С, 1 ч.





Рис. 14. Микроструктуры покрытий (Х500), полученных химическим никелированием из щелочной ванны до термообработки.


Иначе выглядит структура никель фосфорного слоя, полученного из щелочной ванны (рН - 9). Вследствие того, что фосфора в этом слое существенно меньше (4% вместо 10 - 12% в покрытии, полученном из кислой ванны), концентрационное распределение фосфора в слое также вероятно весьма неравномерно. Эта неравномерность приводит к сильной полосчатой травимости слоя, не прошедшего термической обработки (рис. 14).





Рис. 15. Микроструктуры покрытий (Х500), полученных химическим никелированием из щелочной ванны после термообработки при 400 °С, 1 ч.





Рис. 16. Микроструктуры покрытий (Х500), полученных химическим никелированием из щелочной ванны после термообработки при 600 °С, 1 ч.


С другой стороны, неравномерность распределения фосфора в слое может привести к высокому и неоднородному в отдельных зонах слоя уровню внутренних остаточных напряжений, что также повышает травимость металлов и сплавов. Указанные факторы в щелочном слое достаточно устойчивы даже после термообработки при 400 °С в течение 1 ч (рис. 15) и исчезают благодаря более интенсивно протекающим диффузионным процессам и процессу релаксации напряжений только после термообработки при более высоких температурах, в частности, при 600 °С (рис. 16).

Высказанные здесь положения достаточно хорошо подтверждаются данными, полученными при изучении уровня и устойчивости внутренних остаточных напряжений в никель - фосфорных слоях в зависимости от рН раствора и режима последующей термической обработки слоя.

Как показывает рис. 16, после термообработки при 600 °С в течение 1 ч структура покрытия, полученного из щелочной ванны, подобна структуре слоя, полученного из кислой ванны. Кроме того, на границе с основным металлом после термообработки при 600 °С наблюдается тонкая светлая диффузионная зона, которая с увеличением выдержки до 5000 ч при температуре 600 - 650 °С или при повышении температуры термообработки в по своей ширине, достигая 1/4 от общей толщины слоя.

На рис. 17 приведены данные по изменение твердости слоя никель - фосфорного покрытия в зависимости от кислотности растворов и режима термообработки.





Рис. 17. Изменение твердости никель - фосфорного покрытия и зависимости от температуры термообработки и течение 1 ч:

1 — для образцов, полученных из кислой ванны (содержание, фосфора в слое 11- 12%),

2 — для образцов, полученных из щелочной ванны (содержание фосфора в слое, 3,8 - 4,2%).

Как показали замеры микротвердости покрытий, полученных в кислой и щелочной ванне (замеры производились с поверхности образцов на приборе ГГМТ-3 с нагрузкой 100 Г), максимальная твердость никель - фосфорных покрытий достигается при обработке в интервале 400 °С (рис. 17) дальнейшее повышение температуры термообработки приводит к коагуляции и падению твердости.

Как следовало ожидать, твердость никель – фосфорных покрытий, полученных в щелочном растворе, на 12 — 15% ниже твердости покрытий, полученных и кислом растворе. Это объясняется меньшим содержанием фосфора в покрытие, полученном из щелочного раствора, что в свою очередь пропорционально уменьшению количества частиц фазы в его структуре при данной степени дисперсности этих частиц, которая определяется температурной термической обработки слоя.


1.2.4.2. Антикоррозионные свойства.


В условиях морского климата и атмосферы промышленного района были проведены сравнительные испытании Ni – P — покрытий с 10 и 7 % - ным содержанием фосфора, полученных из растворов 1—4 (табл. 3).

И в данных условиях испытаний Ni – Р - покрытия из кислых растворов обладают большей защитной способностью, чем электро - химический никель

В результате испытаний химических никелевых покрытий, регулярно опрыскиваемых в коррозионной камере 3 % - ным раствором хлористого натрия, оказалось, что на химических покрытиях появляются очаги коррозии, но дальнейшего разрушения поверхности не происходит даже после 2000 ч испытаний, в то время как на электро - химических покрытиях они быстро распространяются.


Таблица З

Концентрация компонентов и кислотность растворов для химического никелирования образцов, подвергшихся коррозионным испытаниям.



Номер раствора

рН

Концентрация компонентов раствора, г/л

Хлористый никель (кристаллогидрат)

Гипофосфит натрия (кристаллогидрат)

Гликолевая кислота

Янтарная кислота

Лимоннокислый натрий (кристаллогидрат)

Хлористый аммоний

Смачивающее вещество

1

2

3

4

4,2-4,3

4,2-4,3

8,5-9,0

8,5-9,0

30

32

30

30

10

30

10

10

39

-

-

-

-

15

-

-

-

-

100

10

-

-

50

50

-

-

-

0,1


Возможность использования Ni – P - покрытий для защиты деталей от коррозии в условиях тропического климата выясняли на стальных образцах, которые покрывали в кислом растворе следующего состава (г/л):


хлористый никель

20

гипофосфит калия

17

янтарно кислый натрий


15



а также на образцах с электрохимическим никелем (матовым и блестящим). Образцы находились в камере по 21 ч при температуре 35 ± 2 и 20 ± 2 °С.

Ни на одном из образцов с Ni — Р - покрытием толщиной 20 мкм и более за проведенные 84 суток испытаний очаги коррозии не обнаружены. После 14 суток на них возникла и сохранялась до конца испытаний тонкая окисная фиолетовая пленка, наличие которой, по предположению некоторых ученых, и способствовало повышению коррозионной стойкости этих покрытий.

При испытаниях образцов в субтропическом климате в закрытом помещении с влажностью и температурой наружной атмосферы Ni — Р - покрытия также покрылись окисной пленкой фиолетового оттеyка и остались такими в течение двух лет. Причем за это время следы коррозии появились лишь по краям отдельных образцов. Образцы вне помещения через год покрылись продуктами коррозии.

Следовательно, в условиях тропического климата Ni — Р - покрытия толщиной до 20 мкм рекомендуется использовать на изделиях только в закрытых помещениях.

Важное практическое значение имеет способность Ni — Р - покрытий защищать от коррозии основной материал в условиях высоких температур (5б0—625 °С) и давлений 1250 МПа в воздушной и паровой средах. И в этих случаях защитная способность Ni — Р - покрытий определяется их толщиной и содержанием в них фосфора.

Защитные свойства покрытий с 6—12 % - ным содержанием фосфора практически одинаковы, и привес таких образцов почти в 90 раз меньше, чем без покрытий. Недостаточно надежно в данных условиях эксрлуатации защищают металл основы покрытия с 3,8—4,2 % - ным содержанием фосфора. На них уже после 500 ч эксплуатации образуется сетка мелких трещин, в которых вскоре обнаруживаются продукты коррозии основного металла (стали), и покрытие отслаивается от основы. Это, по-видимому, связано с повышенной пористостью покрытий, содержащих небольшие количества фосфора. Такие покрытия, получаемые из щелочных ванн, нецелесообразно использовать для защиты деталей, работающих в условиях газовой коррозии.


1.2.4.3. Антифрикционные свойства.


Зависимость коэффициентов трения от величины нагрузки при трения стали по бронзе, никель - фосфорному и хромовому покрытиям приведена на рис. 18. Как видно из приведенных кривых, возрастание коэффициента трения для никель - фосфорного покрытий наблюдается при повышении нагрузки свыше 6,0 МПа, а для хромовых покрытий после 6,5 МПа. Довольно низкие коэффициенты трения никель - фосфорных покрытий объясняются, в частности, их хорошей прирабатываемостью. Применение смазочного материала существенно снижает силу трения.





Рис. 18. Зависимости коэффициентов трения µ стали при трении по бронзе 1, хромовому 2 и никель - фосфорному покрытию З от удельной нагрузки при смазке маслом АМГ-10.


Важное значение имеет определение максимальных нагрузок до заедания, выдерживаемых никель - фосфорными покрытиями. Эти характеристики получены при использовании машины трения 77МТ - 1 в условиях возвратно - поступательного движения при смазке маслом АМГ- 10 и комнатной температуре. Величина предельных нагрузок до заедания, выдерживаемых никель - фосфорными покрытиями, существенно возрастает после часовой термообработки в интервале температур 300 — 750 °С и доходит до 42 МПа.


1.2.4.4. Износостойкость.


Химически восстановленный никель может быть использован для покрытия деталей, работающих на износ.

Подробные исследования износостойкости были выполнены С. А. Вишенковым на машине трения при нагрузке 5 МПа. Испытания проводились в условиях возвратно - поступательного движения при комнатной температуре со смазкой и без нее. Покрытие наносили на нижний образец плоскую пластину изготовленную из титана ВТ22. Испытания показали, что никелевое покрытие без термической обработки не может быть использовано в качестве износостойкого материала, так как оно в этих условиях разрушается и отслаивается от основы. С увеличением температуры нагрева износ покрытий уменьшается. Износостойкость Ni — Р - покрытий зависит от применяемого смазочного материала и величины нагрузки. Так, износ при смазке маслом АМГ - 10 выше, чем при смазке маслом МС-20.

Большой износ у нетермообработанных Ni — Р - покрытий объясняется отслаиванием покрытия. У термообработанных Ni — Р - покрытий износ почти в шесть раз меньше, чем у стальных образцов без покрытия, но в 2,3 раза больше, чем у хромовых покрытий.





Рис. 19. диаграмма износа Q, мг (на пути 500 м) для пары трения с контробразцами - колодками (заштрихованная часть):

а - из серого чугуна; б - из свинцовистой бронзы БрС - 30; в - из баббита Б - 83;

1 - сталь 45; 2 - хромовое покрытие; 3 – термообработанное Ni — Р - покрытие; 4 - нетермообработанное Ni — Р - покрытие.


Испытания Ni — Р - покрытий, содержащих 10 % фосфора, толщиной 100 мкм, термообработанных в течение 1 ч при различных температурах 300 - 600 °С, при трении в паре с колодками серого чугуна с ИВ 2600 МПа на машине трения типа МИ с вращательным движением при скорости скольжения 0,47 м/с, нагрузке 2,5 МПа и смазывании автолом АК - 10, показали, что сопряженная пара быстро прирабатывается и наименьший износ наблюдается у Ni — Р - покрытий, термообработанных при 350 - 400 °С. Износостойкость термообработанных при 350—400 °С никель - фосфорных покрытий в паре с серым чугуном в 2,2 раза меньше, чем у хрома или закаленной стали 45 (рис. 19, а). Износостойкости Ni — Р - покрытий в паре со свинцовистой бронзой (рис. 19,6) и баббитом (рис. 19, в) соизмеримы.

При трении в паре с бронзой БрС - 30 и баббитом Б - 83 по износостойкости Ni — Р - покрытия сравнимы с хромовыми покрытиями; износостойкость у них почти вдвое выше, чем у закалённой стали.

В то же время наименьший износ контробразцов из серого чугуна и бронзы наблюдается при трении в паре с Ni — Р - покрытиями.


1.2.4.5. Микротвердость.


Одной из важнейших эксплуатационных характеристик является твердость никель - фосфорных покрытий. Твердость химически восстановленного никеля выше твердости электрохимически осажденного никеля. Сразу после осаждения микротвердость никель - фосфорных покрытий равна 4500— 5000 МПа, что примерно в 1,5—2 раза выше твердости электрохимических никелевых покрытий.





Рис. 20. Зависимость твердости покрытия от условий термообработки


Нагрев никель - фосфорных покрытий приводит к повышению микротвердости, что связано со структурными превращениями в осадках. Максимальная твердость никель - фосфорного покрытия достигает в результате термообработки при температуре 400 и составляет 10000 МПа и более (рис. 20).

Кроме температуры на микротвердость влияет и продолжительность нагрева. Продолжительность нагрева, необходимого для получения максимальной микротвердости, сравнима со временем, не обходимым для достижения наибольшей прочности сцепления покрытия с металлом основы [1].


1.3. Разработка технологического процесса нанесения Ni – P – покрытий на нижнюю обойму центрального редуктора.


Входной контроль

нyтрометр, микрометр


8 мин




Гидропескоструйная обработка

гидропескоструйная установка

вода, песок

5 мин





Межоперационный контроль

Внешний осмотр

2 мин

Монтаж

Обработка клеем детали

Крепеж на держатель

180 мин







Обезжиривание

Ванна обезжиривания

Натрий едкий 10г/л

Тринатрий фосфат 50г/л

Углекислый натрий 20г/л

Жидкое стекло 15г/л

Термометр 70 – 90 С°

3 мин

Промывка в теплой воде

Ванна горячей промывки

40 – 60 С°


1 мин




Промывка в холодной воде

Ванна холодной промывки

15 – 30 С°

1 мин




Межоперационный контроль

Внешний осмотр


2 мин




Монтаж

Обработка клеем детали

Крепеж на держатель


180 мин

Активирование

Ванна активирования

Кислота серная 1000г/л

Кислота соляная 30г/л

15 – 30 С°

30 мин







Промывка в холодной воде

Ванна холодной промывки

15 -30 С°


1 мин




Химическое никелирование

Ванна химического никелирования

Никель сернокислый 20 г/л

Гипофосфит натрия 10 г/л

Натрий уксусный 10 г/л

Гликол 20 г/л

Свинец сернокислый 0,02 г/л

85 – 90 С°

90 мин





Промывка в теплой воде

Ванна горячей промывки

40 – 60 С°

1 мин

Промывка в холодной воде

Ванна холодной промывки

15 -30 С°

1 мин




Демонтаж

Снятие с держателя

Очистка детали от клея

40 мин

Сушка

Обдувание сжатым воздухом


5 мин




Межоперационный контроль

Внешний осмотр,

нутрометр, микрометр

5 мин




Термообработка

Термошкаф

300 С°

100 мин







Выходной контроль

Внешний осмотр,

нутрометр, микрометр

10 мин

Если есть дефект удаление покрытия

Азотная кислота 1,4 г/см

Разбавленной 1:1

15 – 30 С°

90 мин



1.3.1. Контроль изделий.


vidi-pechati-i-sposobi-ih-primeneniya.html
vidi-podhodov-v-associanizme.html
vidi-podryada-chast-6.html
vidi-poshlin-chast-3.html
vidi-posrednikov-v-mezhdunarodnoj-torgovle.html
vidi-pravovih-aktov-upravleniya.html
  • literature.bystrickaya.ru/e-tehnika711-izdanie-trete-ekz-edinstvennij-isp-m-prokofev-spravochniematerial-i-tehnadzor-a.html
  • znanie.bystrickaya.ru/analiz-i-ocenka-platyozhesposobnosti-predpriyatiya-na-primere-otkritogo-akcionernogo-obshestva-viktoriya-chast-9.html
  • books.bystrickaya.ru/doklad-v-g-korneeva-direktora-gbu-centr-zanyatosti-naseleniya-g-kazani.html
  • shkola.bystrickaya.ru/ohrana-truda-zhenshin.html
  • doklad.bystrickaya.ru/uroki-algebri-7-8-klass-stranica-87.html
  • reading.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-po-podgotovke-ulyanovsk-stranica-4.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/rozhdestvenskij-yu-v-obshaya-filologiya-stranica-11.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/osnovnie-napravleniya-nauchnih-issledovanij-rossijskaya-akademiya-nauk-samarskij-nauchnij-centr-rossijskoj-akademii.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/shizoanaliz-stranica-4.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-disciplini-ekonomika-i-upravlenie-narodnim-hozyajstvom-dlya-postupayushih-v-aspiranturu.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/reestr-sportivnih-uchrezhdenij-po-rajonam-goroda-novosibirska-po-sostoyaniyu-na-01-10-2009.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/sheldona-klejna-istoricheskie-korni-volshebnoj-skazki-istoricheskie-korni-volshebnoj-skazki-112-predislovie-112.html
  • testyi.bystrickaya.ru/885ya73-m-48-byulleten-novih-postuplenij-6-8-iyun-avgust-2010-g.html
  • report.bystrickaya.ru/icebookreaderprofessionalheaderstart-stranica-14.html
  • college.bystrickaya.ru/102-bibliotechnoe-obespechenie-specialnosti-otchet-o-rezultatah-samoobsledovaniya-specialnosti-080401-65.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/razdel-3-soblyudenie-osnovnih-politicheskih-svobod-doklada-regionalnaya-obshestvennaya-organizaciya-nizhegorodskoe.html
  • assessments.bystrickaya.ru/dogovor-strahovaniya-pravovoe-regulirovanie-i-prakticheskoe-primenenie-chast-8.html
  • thescience.bystrickaya.ru/institut-pedagogiki-zakonodatelstva-rossijskoj-federacii-v-oblasti-obrazovaniya.html
  • student.bystrickaya.ru/3-astrahanceva-ekaterina-sergeevna-pip-303gr-aktualnie-problemi-estestvennih-i-gumanitarnih-nauk.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/yazik-i-obshestvo-osobennosti-yazika-politikov-i-chinovnikov-glagolnie-formi-hronika-mapryal.html
  • bystrickaya.ru/vsesoyuznie-1906-1sh-posvyashaetsya.html
  • abstract.bystrickaya.ru/1374-cgaoou-f-1-op-23-d-931-l-40-obratno-1375-igor-pihalov.html
  • school.bystrickaya.ru/glava-10-stiven-king-nesushij-smert-1990.html
  • knigi.bystrickaya.ru/sozdanie-dublinskoj-sistemi-polozhenie-o-gumanitarnih-osnovaniyah-statya-15-28-5-predostavlenie-informacii-29.html
  • control.bystrickaya.ru/e-n-panov-institut-problem-ekologii-i-evolyucii-ran-stranica-2.html
  • assessments.bystrickaya.ru/direktor-instituta-osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-visshego-professionalnogo-obrazovaniya-ukrupnennaya.html
  • school.bystrickaya.ru/cergeev-aleksandr-viktorovich-stranica-58.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/sobranie-v-ierusalimskom-zale-61-opisanie-assamblei-sdelannoe-bejli-63-stranica-9.html
  • universitet.bystrickaya.ru/suchetom-sovremennih-trebovanij-k-ocenochnoj-deyateln-osti-v-nachalnoj-shkole-vvoditsya-chetirehbalnaya-sistema-cifrovih-ocenok-otmetok.html
  • nauka.bystrickaya.ru/vedomosti-moskva-n020-522009-vkratce-anonsi-sobitij-na-chetverg-5-fevralya-2009-g-2.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/upravlenie-kulturi-administracii-goroda-novokuznecka.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/slajd-45-tezisi-doklada.html
  • control.bystrickaya.ru/deputati-gd-v-smi-vremya-novostej-01062009-vzaimodejstvie-gosdumi-s-federalnimi-organami-7.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/programma-disciplini-upravlenie-investiciyami-v-it-dlya-napravleniya-080500-68-biznes-informatika-podgotovki-magistra.html
  • college.bystrickaya.ru/1-globalnie-tendencii-11-informacionnaya-revolyuciya-i-globalizaciya.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.