Ворначева, И. В.

Макарова, И. А.

Филатов, Е. А.

Филонович, А. В.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

Секция 5 – Проблемы надежности машиностроения и машиностроительные технологии __________________________________________________________________________ 335  ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ БИНАРНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗНОЙ МАТРИЦЫ А.В. Филонович, И.В. Ворначева, Е.А. Филатов, И.А. Макарова Научный руководитель: профессор, д.т.н. В.Н. Гадалов Юго-Западный государственный университет,  Россия, г. Курск, ул. 50 лет октября, д.94, 305040 E-mail: vornairina2008@yandex.ru  Представлены исследования повышения износостойкости электролитических бинарных сплавов на основе железной матрицы. Широкое применение различных методов нанесения покрытий на металлические поверхности, наблюдаемое в последнее время, революционизирует различные отрасли машиностроения и другие области техники.  Для легирования электролитического железа применяются различные добавки. Многочисленные исследования [1] указывают на то, что при легировании Мо, W и Р [2-4] электролитического железа получаются сплавы с высокими физико-механическими свойствами. Детальное решение вопроса повышения износостойкости будет способствовать получению электролитических покрытий высокого качества для упрочнения и восстановления деталей машин.  Исследование физико-механических свойств и процесса получения электроосажденных сплавов проводилось по методике поэтапного определения оптимальных параметров. Современное состояние теории трения и износа позволяет при испытаниях прогнозировать износостойкость покрытий, исходя из их физико-механических свойств.  Для определения условий электролиза, обеспечивающих получение износостойких железо-молибденовых и железо-вольфрамовых покрытий, применялась методика планирования экспериментов. Обработка результатов экспериментов производилась путем группировки данных по значениям каждого фактора.  На основе результатов исследования процесса получения сплавов установлено следующее. Износ электролитических железо-молибденовых покрытий находится в сложной функциональной зависимости между условиями и режимами электролиза (1):                                       ),,,,,,(..tрНССДfИ лклк                                               (1) где β – показатель асимметрии; Дк – плотность тока, А/дм2; Сл.с. – концентрация легирующей соли, кг/м3; Сл – концентрация лимонной кислоты, кг/м3; рН – кислотность электролита; t – температура электролита, 0С. В результате обработки которых была получена формула для определения величины износа легированных покрытий (2): ллллСtрНСрНtрНtСрНtС9,3)29,1()109,4( 223                           .)41,1()1035,1()327(10 76,12335380МоккСДСД                              (2) Основное влияние на износ покрытий оказывает содержание молибдена в покрытии. Увеличение содержания молибдена до (1,0…1,5) % позволило уменьшить износ образцов почти в три раза. При содержании Мо выше оптимальных значений износ покрытий увеличивается.  Наиболее износостойкие железо-молибденовые покрытия получены при следующих условиях электроосаждения: показатель асимметрии – 6, катодная плотность тока – 40 А/дм2, температура электролита – 40 0С, кислотность электролита рН – (0,8…1,0), концентрация лимонной кислоты – 4,5 кг/м3; концентрация молибдата аммония – (0,6…1,0) кг/м3; концентрация хлорида железа (350…400) кг/м3 [3]. Оптимальные условия для железо-вольфрамовых покрытий следующие: хлорид железа – 300 кг/м3; натрий вольфрамово-кислый – 4 кг/м3; лимонная кислота – 8 кг/м3, температура электролита – 40 0С, кислотность электролита рН – 1,0, плотность тока 30 А/дм2 [4].  Секция 5 – Проблемы надежности машиностроения и машиностроительные технологии __________________________________________________________________________ 336  Результаты сравнительных испытаний на износ показали, что износостойкость железо-молибденовых покрытий к стали 45 составила 176 % при трении в паре с чугуном и 194 % – с бронзой. Износостойкость железо-вольфрамовых покрытий на 72% выше износостойкости закаленной стали 45 при трении с чугуном и на 85% – при трении с бронзой. При трении без смазки железо-молибденовые и железо-вольфрамовые покрытия превосходят износостойкость железных покрытий в (1,87…1,95) раза. Металлографические исследования показали, что электролитические железо-молибденовые и железо-вольфрамовые покрытия имеют ярко выраженную слоистую структуру. Толщина слоя достигает нескольких десятков и даже сотен микрометров.  Причиной образования слоистой структуры покрытий, по-видимому, является периодическое защелачивание прикатодного пространства и, соответственно, периодическая кристаллизация гидрооксида железа.  Термообработка сплавов до температуры 673 К приводит к практическому исчезновению слоистости, но на микротвердость покрытий заметного влияния не оказывает.  СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ  1. Гадалов, В.Н. Химико-термическая, электрофизическая обработка металлов, сплавов и гальванических покрытий [Текст] / В.Н. Гадалов, В.Р. Петренко, В.В. Пешков, С.Ф. Сафонов // М.: АРГАМАК-МЕДИА. 2013. 320 с. – (Научное сообщество). 2. Способ электролитического осаждения сплава железо-фосфор / В.И. Серебровский, Л.Н. Серебровская, Н.В. Коняев [и др.] // Патент на изобретение № 2164560, 2001. 6 с. 3. Способ электролитического осаждения сплава железо-молибден / В.И. Серебровский и др. // Патент на изобретение № 2174163, 2001. 6 с. 4. Способ электролитического осаждения сплава железо-вольфрам / В.И. Серебровский и др. // Патент на изобретение № 2192509. 2002. 6 с.     

Повышение износостойкости электролитических бинарных сплавов на основе железной матрицы

http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/45434/1/conference_tpu-2017-C17_p335-336.pdf

Повышение износостойкости электролитических бинарных сплавов на основе железной матрицы

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University