Поиск

Реклама


Твердое никелирование с добавками абразивов.

Сущность его заключается в том, что в никелевый электролит вводят порошки абразивов, взмучивая их путем перемешивания электролита перед началом осаждения никеля. В качестве абразивов могут применяться наждачные и корундовые порошки, карбиды кремния или вольфрама, тонкие помолы песка, алмазные порошки и прочие мелкодисперсные материалы. Частицы этих материалов, оседая па поверхности металлических деталей, заращиваются в слой гальванически осажденного никеля, сообщая ему непревзойденные показатели твердости, износостойкости, высокие антифрикционные свойства, ударную вязкость и прочие свойства, необходимые при эксплуатации трущихся пар. Такие комбинированные покрытия содержат от 10 до 35 и даже до 50% абразивов и могут получать твердость HRC до 250.

Так, например, в институте сверхтвердых материалов (Киев) производились испытания износостойкости стали 45 в паре с бронзой ОЦС. Для покрытия стальных образцов применялось никелирование с включением зерен порошка синтетического алмаза марки АСП-5 с зернистостью 63— 50 мкм. Испытания показали, что вкладыш с алмазным заполнением износился в 10 раз меньше, чем бронзовый, и в 7,5 раз меньше, чем вкладыш из твердого сплава ВК15.

В качестве еще одного примера использования указанного метода следует привести процесс изготовления односторонних абразивных кругов, применяемых для зубопротезирования. Для кругов используются диски, штампованные из стальной ленты (для этого специально был изготовлен ленточный автомат). Диски в подвесках располагают горизонтально и помещают в ванну с никелевым электролитом, в которую введено 2—4 г/л карборундового порошка № 150—180. После включения тока порошок взмучивают путем барботирования электролита сжатым воздухом через каждые 2 мин в течение 10—15 мин процесса заращивания зерен карборунда, а по окончании взмучивания осаждение никеля ведут еще 10 мин.

Состав электролита может быть выбран в зависимости от требований к полученному абразивному слою. Так, для покрытия зубопротезных кругов кафедрой электрохимии Ленинградского технологического института предложен следующий состав электролита (г/л) и режим осаждения:

Сернокислый никель NiSO4 7H2O............................................... 300—350

Хлористый никель NiCl2 6H2O....................................................  35—50

Борная кислота Н3ВО3............................................................... 20—30

Рабочая температура, °С............................................................ 45 - 50

Величина рН.............................................................................. 1,2 - 1,3

Плотность тока Dк, А/дм2........................................................... 5-10

Метод гальваноабразивного никелирования весьма перспективен и с успехом используется для повышения износостойкости матриц и пуансонов, поршневых колец, клапанов и рабочих полостей цилиндров двигателей внутреннего сгорания, для калибров и подшипников, для изготовления надфилей и во многих других отраслях машиностроения. Так, для получения алмазоносного слоя на поверхности буровых инструментов рабочие поверхности их предварительно хромируют, затем проводят термообработку покрытия при 1000° С и наносят на пего алмазные зерна с зернистостью 400/315.

Закрепление алмазных зерен производится путем никелирования с толщиной слоя в 250 мкм. Для диффузии зерен в слои хрома и никеля производит повторную термообработку при 400° С с приложением давления до 1500 кгс/см2, что обеспечивает надежные эксплуатационные свойства покрытия.

По другому процессу никелевое покрытие осаждают из электролита, содержащего 300 г/л хлористого никеля и 40 г/л борной кислоты с введением в электролит 20 г/л карбида вольфрама и 12 г/л порошка аморфного бора. Размеры частиц равны 1—3 мкм. Процесс осаждения ведут при температуре 45—50° С, величине рН 3—4 и плотности тока 20 А/дм2 с перемешиванием электролита магнитной мешалкой. Полученное покрытие подвергают отжигу в вакууме при 1000° С в течение 3 ч и при 1100° С дополнительно 1 мин. Покрытие содержит 5,5% карбида вольфрама и 3,5% бора по массе. Отмечается высокая твердость и износостойкость слоя.