Способ обработки металлических деталей

Способ обработки металлических деталей

Реферат

Изобретение относится к области получения тонких пленок, а именно к способам обработки стальных деталей для повышения их износостойкости.

Известен электролитический способ нанесения анодных покрытий в струе электролита, содержащей мелкодисперсные частицы порошка не растворимых в электролите соединений металла или металлоида с добавлением материала с экзотермическим эффектом окисления (патент РФ 2224055, опубл. 2004.02.20. БИ №5).

Недостатком данного способа является невозможность получения износостойких покрытий.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обработки металлических деталей кипячением в водном растворе соединений молибдена (А.с. СССР №277501, опубл., 1970. БИ №24).

Недостатками данного способа являются низкие производительность и технологичность процесса обработки, из-за необходимости кипячения деталей в растворе, а сам процесс кипячения проводят весьма длительное время (в течение одного часа), что значительно снижает производительность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение тонких пленок на стальных деталях для повышения их износостойкости и повышение технологичности и производительности процесса.

Сущность предложенного способа получения тонких пленок на стальных деталях заключается в том, что обработку проводят в водном растворе, содержащем молибденовый ангидрид в электрическом поле с разностью потенциалов 2-20 В, причем деталь является катодом, а угольный электрод - анодом, при этом продолжительность обработки определяют из соотношения:

,

где τ - продолжительность обработки, с;

К - эмпирический коэффициент, составляющий (10-12)·10⁴(с·г/л);

С - начальная концентрация ионов молибдена в растворе, г/л.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

Деталь помещают в водный раствор молибденового ангидрида и к ней подводят отрицательный заряд. Положительный заряд подводят к угольному электроду. В зависимости от условий опыта меняли напряжение (от 1 до 50 В, плотность тока при этом поддерживали 15-20 А/дм²), начальную концентрацию ионов молибдена - (от 50 до 200 г/л) и продолжительность процесса (от 5 до 40 мин), а температуру 40-50°С.

Результаты опытов приведены в таблице.

Таблица
№ опыта	Значение показателей
Напряже-ние U, B	Концентра-ция С, г/л	Продолжительность, τ, мин	Условное качество полученной пленки	Износостойкость
1	1	200	5	Не удовлетворительное	Низкая
2	2	200	10	Удовлетворительное	Средняя
3	5	150	15	Хорошее	Высокая
4	10	150	20	Хорошее	Высокая
5	10	100	25	Хорошее	Высокая
6	20	100	30	Удовлетворительное	Средняя
7	50	50	40	Не удовлетворительное	Низкая

И при значении произведения этих величин от 10·10⁴ до 12·10⁴ (с г/л) качество полученной пленки было хорошим и она повысила износостойкость поверхности детали.

На основании проведенных опытов была получена эмпирическая зависимость, позволяющая связать качество получаемой пленки с длительностью обработки и концентрацией ионов молибдена в растворе и она имеет вид;

,

где τ - продолжительность обработки, с;

К - эмпирический коэффициент, составляющий (10-12)·10⁴, (с·г/л);

С - начальная концентрация ионов молибдена в растворе, г/л.

Так как молекулы оксида молибдена слабо парамагнитные, то при пропускании электрического тока они оседают на поверхности стальных деталей, образуя тонкие пленки, а из-за своей слоистой структуры и благодаря свойству пары ионов MoVI/MoV, считаем, что полученные тонкие пленки способствуют повышению износостойкости стальных деталей.

Использование предложенного способа получения тонких пленок на стальных деталях в водном растворе, содержащем молибденовый ангидрид, позволит повысить производительность процесса за счет сокращения времени обработки в 3-4 раза, а также повысит технологичность за счет устранения необходимости длительного кипячения деталей в растворе молибдена.

Способ получения тонких пленок на стальных деталях в водном растворе, содержащем молибденовый ангидрид, отличающийся тем, что обработку проводят в электрическом поле с разностью потенциалов 2-20 В, причем деталь является катодом, а угольный электрод - анодом, при этом продолжительность обработки определяют из соотношения где τ - продолжительность обработки, с,K - эмпирический коэффициент, составляющий (10-12)·10⁴,С - начальная концентрация ионов молибдена в растворе, г/л.