Способ электролитического воль-фрамирования

Способ электролитического воль-фрамирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е > 819229

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Респубдик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.11.77 (21) 2566658/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.81 (51), 4 Кл з

С 25 9 3/66

С 25 D 5/10

С 25 D 3/56

Гесударствеииый комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.357.7. .669.278 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Павловский, Н. П. Баркова, В. А. Резниченко и М. Х. Кадыров

Институт металлургии им. A. А. Байкова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО

ВОЛ ЬФРАМИ РОВАН ИЯ

Изобретение относится к области электролитического нанесения металлических покрытий из расплавов солей, в частности к области электролитического вольфрамирования.

Известен способ электролитического вольфрамирования из оксидных расплавов на основе окиси вольфрама и вольфраматов щелочных и щелочноземельных металлов 1).

Наиболее близким к изобретению является способ электролитического вольфрамирования в расплаве, содержащем окись вольфрама, хлорид и фторид натрия, при температуре 840 — 920 и плотности тока

0,01 А смз 12).

Недостатком известных способов вольфрамирования является то, что при нанесении покрытий на более электроотрицательные, чем вольфрам, металлы, например цирконий, гафний, титан, ниобий, а также на некоторые цветные металлы, например медь, кобальт, и сплавы черных металлов подложка сильно корродирует в расплаве, что препятствует получению высококачественных покрытий. Последние имеют слабую адгезию с основой, имеют трещины, сколы и высокую пористость.

Целью изобретения является уменьшение коррозии основы и повышение качества покрытий.

Указанная цель достигается за счет того, что на подложку предварительно наносят слой никель — вольфрамового сплава с содержанием вольфрама 5 — 50% и погружают ее в расплав вольфрамирования под током, а сам процесс вольфрамирования ведут с начальным толчком тока при его катодной плотности 0,05 — 0,6 А/см в течение 3 — 60 мин и последующим снижением тока до значения катодной плотности

0,005 — 0,05 А/см .

Слой никель — вольфрамового сплава может быть нанесен любым известным способом, причем толщина его должна быть не менее 10 мкм при содержании вольфрама в сплаве 5 — 50%. Этот слой выполняет роль барьера, защищающего подложку от воз20 действия агрессивного расплава. Барьерный слой должен быть сплошным, так как наличие в нем пористости и других дефектов может вызвать местную коррозию и снижение адгезии вольфрамового покры25 тия. Вместе с тем сам барьерный слой в незначительной степени может корродировать в хлоридно-фторидном расплаве вольфрамирования, поэтому необходимо подложку опускать в расплав вольфрамирования

З0 под током и давать начальный толчок то819229

Таблица 1

Состав электролита, режим электролиза и свойства барьерного слоя

Состав электро. чита, г/л

Свойст-aXI — W — слоя (барьера) Р . Jl II ),l электро, пиза

" Скорость коррозии в расплавс иольфрамироваиия, ми, мин

Твер,дость ио

Виккерсу

Биещиий внд покрытия

1 !

Плотиосч ь, исиз

ЛдгсЗИ11,,,-/с 2 с с.

) с 1

О

Š— с. са

Х с с

)-» )»

С

2:

) с» с

) х

» а

i c

«г ) с с

10 !! 12 13

16

15

3 4

60 90 18 25

10 0)1

8,5 0,1

85 0.1 г7

22,4 блестящее плотное мслкокристалличсское

108 630

0,002

13.2

3,6

87

200

24

33

32! 0,1

9.9

62,5 50

625 . 50

512

529

184 !

92

3

3,1

0,002

0,002

Си

"" Скорость коррозии в расплаве вольфрамирования без барьерного слоя составляет для для ниобия 0,1 мм/мин; для железа 6 — 7 мм/мин; причем непосредственное вольфрамированис вообще невозможно из-за интенсивной коррозии; "- : Ковкость барьерного слоя во всех случаях: ири 25 — иековкое, при 1000 — ковкое. меди 5 мм/мин, меди II железа

Таблица 2

Состав электролита, режим электролиза и свойства вольфрамового покрытия

Свойства покрытия

Состав электролита, %

Режим электролиза

Толщина

Выход попо току, .

0/ крытпя

Лдгезия покрытия к барьеру, кг

/мм2

Относительное удлинение о/

e) " ° а.с и

1» Л

Ж

Q Х

5Е с с о

L -с, Плотность тока, A/см

Ct1

М с и

-с с

Содержани1

w, %

Мик ротвердость

Качество покрытия

Т, ОС

Время,. мин нач. консч.

53,5

93,2

93,2

99,9

99,93

100 блестящее плотное столбчатая структура

0,02

0,015

930

425

98 — 100

98 — 00

0,05

0.1

60!

Nb

Си

99,9

98 — 100

0,0I5

880

442

25 0,25

35!

60 ка во много раз превышающий рабочу1о плотность тока, что предотвращает коррозгно барьерного слоя за счет интенсивного осаждения и внедрения в кристаллическую решетку сплава металлического вольфра11а. Толщина слоя вольфрама на этой стадии должна быть не менее 5 — 8 мкм, для чего достаточно высокую плотность тока поддерживать в течение 3 — 60 мин. Повышать плотность тока более 0,6 Л/см нежелательно из за Воз.)10>кного соосаждения с .вольфрамом щелочного металла и уменьшения адгезии покрытия. К уменьшени,о адгезии приводит и уменьшение плотности тока (0,05 А/си

Продолжительность толчка тока определяется конфигурацией изделия: для изделий простой конфигурации, плоскик и цилиндрических, она составляет 3 — 10 мин, для сложнопрофилирова ных изделий

10 — 60 мин.

Процесс вольфрамирования осуществляют в графитовом тигле с растворимым вольфрамовым анодом и созданием за4 щитной атмосферы для предотвращения окисления.

Пример. Г!окрытия наносились на мед11bIc, !1 нобиевыс и желез нbIc cTcp>!

Вольфрамирование осуществляли в расплаве, содержащем окись вольфрама, клолид н фторид натрия. Стержень опускался б в расплав под током и после толчка тока плотность тока снижалась до рабочего значения.

После получения покрытий определяли адгезию покрытия с основой, твердость, предел прочности на разрыв, плотность и скорость коррозии (для барьерного слоя) .

Полученные результаты предста влены в табл. 1 и 2.

819229

Составитель Л. Казакова

Техред А. Камышннкова

Редактор Н. Ахмедова

Корректор Л. Орлова

Заказ 2393

Изд. Мв 279 Тираж 712

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская, наб., д. 4/5

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома

1(ак видно из приведенных данных, изобретение обеспечивает получение плотных, блестящих, прочно сцепленных с подложкой вольфрамовых покрытий с высокими физико-механическими свойствами различной толщины, которые могут найти применение в различных отраслях народного хозяйства.

Фор мул а изобретения

Способ электролитического вольфрамирования в расплаве, содержащем окись вольфрама, хлорид и фторид нагрия, при температуре 800 — 1000 С, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения коррозии покрываемых изделий и повышения качества покрытий, на изделие предварительно наносят слой никель — вольфрамового спла6 ва, содержащего 5 — 50оо вольфрама, толщиной не менее 10 мкм и погружают его в расплав вольфрамирования под током, причем процесс ведут с начальным толчком тока при его катодной плотности

0,05 — 0,06 Л/см - в течение 3 — 60 мин и последующим снижением тока до значения катодной плотности 0,005 — 0,05 А/см .

Источники информации, 1н принятые во внимание при экспертизе

1. Барабашкин А. H. и др. Получение покрытий из тугоплавких металлов электролизом расплавленных солей. Неорганические и органосиликатные покрытия. Л., 15 «Н аука», 1975, с. 219 — 222.

2. Балихин В. С. и Павловский В. A.

О нанесении вольфрамовых покрытий электролнзом. «Цветные металлы», 1975, № 3, с. 70.