ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Прочность сцепления никель-фосфорных покрытий с различными металлами из "Повышение надежности и долговечности деталей машин химическим никелированием " Использование никель-фосфорных покрытий для повышения стойкости деталей против износа и коррозии, может оказаться возможным лишь в том случае, когда эти покрытия будут достаточно прочно сцеплены с основным металлом. Поэтому одним из основных факторов, определяющих работоспособность никелированных деталей, является прочность сцепления этих покрытий с основным металлом. [c.46] Работы по определению сцепляемости никель-фосфорных покрытий с основным металлом производились различными исследователями. [c.46] Испытания сцепляемости никель-фосфорных покрытий различной толщины путем перегибания никелированных стальных образцов на 180° показали, что при изломе образцов с толщиной слоя 10— 12 мк отслаивания покрытия не происходит. При толщине слоя 20— 30 мк в местах перегиба образцов в покрытиях возникали трещины и обнаруживалось частичное выкрашивание никель-фосфорного слоя. [c.47] Существенное влияние на сцепляемость покрытий с основой оказывает предварительная подготовка поверхности деталей к никелированию. Исследования прочности сцепления покрытий с основным металлом с использованием различных способов предварительной подготовки поверхности показали, что после тщательного обезжиривания, травления и декапирования образцов из различных сталей и медных сплавов покрытие довольно плотно прилегает к поверхности. Однако при нанесении на никелированную поверхность таких образцов сетки перекрещивающихся рисок, в местах пересечения рисок наблюдается вспучивание и отслаивание покрытия. [c.47] При аналогичном методе испытаний на пластинках, подвергавшихся перед никелированием пескоструйной обдувке, отслаивание покрытия в местах пересечения рисок происходило менее интенсивно. [c.47] Испытания перегибом на 180° (до излома) стальных пластинок с толщиной покрытия 30 мк показали, что на гладких образцах покрытие отслаивалось вдоль всей линии излома. На образцах, подвергнутых пескоструйной обдувке, покрытие отслаивалось на 50—60% длины линии излома. [c.47] Таким образом, пескоструйная обдувка деталей, так же как и при нанесении гальванических покрытий, способствует повышению сцепляемости никель-фосфорных покрытий с основой. [c.47] Что касается сцепляемости покрытий с алюминиевыми сплавами, то исследования показали, что такие операции предварительной подготовки, как обезжиривание органическими растворителями, травление в горячей щелочи, осветление в растворе азотной кислоты, необходимы, но недостаточны для нормального осаждения покрытий. Если ограничиваться этими операциями, то при никелировании различных алюминиевых сплавов покрытия нередко получаются с пузырями и легко отслаиваются от основы. [c.47] Значительное улучшение сцепляемости покрытий достигается последующей, после осветления, цинкатной обработкой. При никелировании образцов после цинкатной обработки покрытия плотно прилегали к поверхности основы. Вспучивания или отслаивания покрытий в этих случаях не наблюдается. [c.47] Установлено, что непосредственно после осаждения покрытия, полученные из щелочного раствора 4щ, более прочно сцеплены с основой, чем покрытия, полученные из кислого раствора 4к. Природа этого явления пока еще в достаточной мере не выяснена. [c.48] Следует, однако, отметить, что все описанные здесь варианты предварительной подготовки деталей к никелированию не обеспечивают такой сцепляемости покрытий, которая позволяла бы использовать их в качестве износостойкого и антифрикционного материала. В условиях трения с граничной смазкой даже при небольших удельных нагрузках покрытия уже после недолгого периода испытаний отслаиваются от основы и разрушаются. Это касается покрытий, полученных как из кислого, так и из щелочного раствора. [c.48] Как уже отмечалось, нагрев никелированных деталей способствует значительному повышению сцепляемости покрытия с основой. Этот факт дает основание предположить, что в процессе нагрева имеет место диффузионное взаимодействие между составными элементами покрытия и поверхностьд) основного металла, В результате такого взаимодействия никель и фосфор поступают в основной металл, образуя переходный диффузионный слой, способствующий повышению сцепляемости покрытий. [c.48] С целью проверки этого предположения был произведен качественный спектральный анализ химического состава поверхности основного металла, с которого после термообработки было удалено покрытие. [c.48] Для спектрографического исследования были изготовлены призматические образцы из железа армко, которые были никелированы в кислом растворе 4к или в щелочном растворе 4щ (толщина покрытия 30—40 мк). После термообработки при 350° и выдержке в течение 45 мин на образцах был сделан косой срез таким образом, что покрытие было удалено с 90% поверхности образца. При этом на различную глубину была сошлифована и поверхность основного металла. Далее был произведен спектральный анализ химического состава основного материала в девяти точках поверхности косого среза (через 10 мм) и покрытия — на оставшемся участке. [c.48] Исследование содержания никеля и фосфора в указанных зонах производилось на кварцевом спектрографе ИСП-22. Интенсивность линий определялась на микрофотометре МФ-2. [c.48] Как известно, сущность эмиссионного спектрального анализа сплавов состоит в получении спектра излучения этих сплавов, нахождении в спектре характерных линий этих элементов и оценке по их яркости содержания тех или иных элементов в исследуемом сплаве. [c.48] Спектральный анализ подтвердил предположение о диффузии составных элементов покрытия в основной металл. [c.48] Испытания никелированных в кислом растворе 4к и нетермообработанных образцов из стали 20 показали, что вес отслоившегося покрытия составил 0,095 г. После часового нагре- I о,07 ва образцов при 100, 200, 300 и 400° вес отслоившегося покрытия соответственно составил 0,085 0,028 0,018 и 0,018 г. В последних двух случаях отслаивание покрытия было столь малым, что с трудом обнаруживалось на образце даже при помощи лупы (фиг. 33). [c.49] Образцы из стали 10 никелировались в кислом растворе 4к и щелочном растворе 4щ. При испытаниях на разрыв нетермообработанных образцов вес отслоившегося покрытия, полученного из щелочного раствора, был значительно меньше, чем из кислого. [c.49] Нагрев до 100° приводил к небольшому повышению сцепляемости покрытий, полученных из кислого раствора 4к, после 30-минутной выдержки, а из щелочного раствора 4 щ — уже после 15-минутной выдержки. Нагрев до 200° приводил к значительному повышению прочности сцепления кислого покрытия после 45-минутной выдержки, а щелочного — после 15-минутной выдержки. [c.49] Вернуться к основной статье