Дегтярь Людмила Андреевна, доцент кафедры «Химические технологии нефтегазового комплекса», доцент кафедры «Естественнонаучные дисциплины», кандидат технических наук
344000, г. Ростов-наДону, пл. Гагарина,
346495, Ростовская область, Октябрьский (с) район, пос. Персиановский, ул. Кривошлыкова, 24),
Degtyar, Ludmila A., associate professor of the Chemical Technologies of Oil and Gas Complex Department, associate professor of the Natural Sciences Department, Cand.Sci
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344000,
24, Krivoshlykova St., Persianovaky vill., Rostov Region, 346495
Иванина Инна Сергеевна, магистрант кафедры «Химические технологии нефтегазового комплекса»
344000, г. Ростовна-Дону, пл. Гагарина, 1
Ivanina, Inna S., graduate student of the Chemical Technologies of Oil and Gas Complex Department
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344000
Жукова Ирина Юрьевна, заведующий кафедрой «Химические технологии нефтегазового комплекса» доктор технических наук, профессор
344000, г. Ростовна-Дону, пл. Гагарина, 1
Zhukova, Irina Yu., Head of the Chemical Technologies of Oil and Gas Complex Department, Dr.Sci. (Eng.), professor
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344000
Introduction. The electrodeposition of composite electrochemical coatings from electrolyte-colloid nickel plating containing ultradisperse zirconium boride powder is studied. The work objectives are as follows: to study mechanical-and-physical properties of the composites based on nickel and nanostructured zirconium boride, and to determine optimal conditions for the application of such electrochemical coatings.
Materials and Methods. Microhardness of composite electrochemical coatings was measured using PMT-3 microhardness tester on samples with the layer thickness of 30 μm under the indentation load of 100 g. A three-ball machine was used to determine wear resistance of the coatings. Sample tests were carried out under dry friction modes and with the use of 3% RV coolant. WSD values were measured by MIR-3 TU 3-3.1954-86 microscope. To determine the internal stresses in the coating, we used a flexible cathode method up to GOST 9.302-88.
Research Results. The electrolyte-colloid composition and modes of electrodeposition of composite nickel - nanostructured zirconium boride coatings are developed. Mechanicaland-physical properties (microhardness, wear resistance and internal stresses) of the obtained composite electrochemical coatings are analyzed. Recommendations for use of the developed electrolyte and the application of a composite coating on machine parts for their surface hardening are formulated.
Discussion and Conclusions. Ni–ZrB2 CEC (composite electrochemical coating) has high microhardness (10–11 hPa at the indentation load of 100 g), which exceeds the microhardness of pure nickel by 1.5–2 times. As the microhardness increases, the internal stresses of Ni–ZrB2 CEC decrease. The proposed coatings were compared to chromium ones deposited from the environmentally hazardous electrolytes. The wear resistance of Ni–ZrB2 CEC is 2–5 times higher than that of chromium coatings. Thus, instead of chromic coatings, it is recommended to use the proposed composition for surface hardening of parts of the specialty machinery and industrial equipment
Введение. Исследован процесс электроосаждения композитных электрохимических покрытий из электролитаколлоида никелирования, содержащего ультрадисперсный порошок диборида циркония. Цели работы: исследование физико-механических свойств композитов на основе никеля и наноструктурного диборида циркония, а также определение оптимальных условий нанесения такого электрохимического покрытия.
Материалы и методы. Микротвердость композитных электрохимических покрытий измеряли с помощью микротвердомера ПМТ-3 на образцах с толщиной слоя 30 мкм при нагрузке на индентор 100 г. Для определения износостойкости покрытий использовали трехшариковую машину трения. Испытания образцов проводили в режимах сухого трения и с применением 3 % смазочноохлаждающей жидкости РВ. Значения диаметра пятна износа измерили под микроскопом МИР-3 ТУ 3-3.1954-86. Для определения внутренних напряжений в покрытии воспользовались методом гибкого катода в соответствии с ГОСТ 9.302-88.
Результаты исследования. Разработан состав электролита-коллоида и режимы электроосаждения композитных покрытий никель — наноструктурный диборид циркония. Проведен анализ физико-механических свойств (микротвердость, износостойкость и внутренние напряжения) полученных композитных электрохимических покрытий. Сформулированы рекомендации по использованию разработанного электролита и нанесению композитного покрытия на детали машин для их поверхностного упрочнения.
Обсуждение и заключение. КЭП Ni–ZrB2 имеет высокую микротвердость (10–11 гПа при нагрузке на индентор 100 г), что превышает микротвердость чистого никеля в 1,5–2 раза. При возрастании микротвердости снижаются внутренние напряжения КЭП Ni–ZrB2. Предлагаемые покрытия сравнивались с хромовыми, осаждаемыми из экологически опасных электролитов. Износостойкость КЭП Ni–ZrB2 в 2–5 раз больше, чем у хромовых покрытий. Таким образом, рекомендуется вместо хромовых покрытий использовать предлагаемый состав для поверхностного упрочнения деталей специальной техники и промышленного оборудования.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.