Wear resistance of composite electrolytic coatings
Вантажиться...
Дата
2022
Автори
Skyba, M.Ye.
Stechyshyn, M.S.
Oleksandrenko, V.P.
Mashovets, N.S.
Bilyk, Y.M.
Скиба, М.Є.
Стечишин, М.С.
Олександренко, В.П.
Машовець, Н.С.
Білик, Ю.М.
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Хмельницький національний університет
Анотація
The article analyzes the influence of composite electrolytic coatings (CEC) on the wear resistance of
structural steels. The issues of matrix selection and various combinations in composite coatings of different
chemical elements and compounds are considered. Coatings based on chromium, nickel, iron, copper, cobalt and
others are widely used in industry, but nickel-based composite coatings are the most widely used. Nickel is
widely used as a matrix for CEC, because it has an affinity for most particles used as the second phase and easily
forms a coating with them. These coatings are used for corrosion protection, increase of physical and mechanical
and chemical parameters, increase of hardness and wear resistance, restoration of the sizes, giving to a surface of
self-lubricating properties.
Nickel-based coatings with SiC filler of various fractions from size 100/80 μm to nanoparticles smaller
than 50 nm were investigated on the basis of the established installation for CEC application. Thus, SiC powders
with the following sizes were used in the works: less than 50 nm - nanoparticles; M5; 28/20; 50/40; 100/80 μm.
In the studies performed, 0.01… 0.02 g/l sodium lauryl sulfate was additionally introduced into the
electrolyte, which promotes the incorporation of SiC particles into the coating and improves the conditions for
building the Nickel matrix.
Amorphous boron powders of about 1 μm size were also added to the silicon carbides as a filler, which is
explained by the possibility of boron and nickel interaction during the subsequent heat treatment of the coating
and obtaining new structures (solid solutions, eutectic, dispersion-hard alloys).
It is of practical interest to study the possibility of improving the physical and mechanical properties of
nickel-based CEC by introducing metals capable of heat treatment, interact with the metal matrix to form solid
substitution solutions and chemical compounds (solid phases of implementation) and determine tribotechnical
characteristics of these coatings.
У статті проведено аналіз впливу композиційних електролітичних покриттів (КЕП) на зносостійкість конструкційних сталей.Розглянуті питання вибору матриці і різноманітні поєднання у композиційних покриттях різних хімічних елементів та сполук. У промисловості широко використовують покриття, в яких металевою основою є хром, нікель, залізо, мідь, кобальт та інші, але найбільш широке застосування мають композиційні покриття на основі нікелю. Нікель широко використовується в якості матриці для КЕП, тому що він має спорідненість до більшості частинок, що застосовуються як друга фаза і легко утворює з ними покриття. Дані покриття використовують з метою корозійного захисту, підвищення фізико-механічних та хімічних показників, підвищення твердості та зносостійкості, відновлення розмірів, надання поверхні самозмащувальних властивостей. На базі створеної установки для нанесення КЕП досліджувалися покриття на нікелевій основі з наповнювачем SiC різних фракцій від розміру 100/80 мкм до наночастинок розміром менше 50 нм. Таким чином, в роботах використано порошки SiCз розмірами: менше 50 нм- наночастинки; М5; 28/20; 50/40; 100/80 мкм. В проведених дослідженнях в електроліт додатково вводили ПАР-лаурилсульфат натрію в кількості 0,01…0,02 г/л, який сприяє включенню частинок SiCв покриття та покращує умови нарощування нікелевої матриці. До карбідів кремнію в якості наповнювача додавали також порошки аморфного бору розміром біля 1 мкм, що пояснюється можливістю взаємодії бору та нікелю при наступній термічній обробці покриття і отримання нових його структур (тверді розчини, евтектика, дисперсійно-тверді сплави). Практичний інтерес становить вивчення можливості підвищення фізико-механічних властивостей КЕП на нікелевій основі введенням у їх склад металів, спроможних у процесі термічної обробки, взаємодіяти з металевою матрицею з утворенням твердих розчинів заміщення і хімічних сполук (твердих фаз впровадження) та визначення триботехнічних характеристик цих покриттів.
У статті проведено аналіз впливу композиційних електролітичних покриттів (КЕП) на зносостійкість конструкційних сталей.Розглянуті питання вибору матриці і різноманітні поєднання у композиційних покриттях різних хімічних елементів та сполук. У промисловості широко використовують покриття, в яких металевою основою є хром, нікель, залізо, мідь, кобальт та інші, але найбільш широке застосування мають композиційні покриття на основі нікелю. Нікель широко використовується в якості матриці для КЕП, тому що він має спорідненість до більшості частинок, що застосовуються як друга фаза і легко утворює з ними покриття. Дані покриття використовують з метою корозійного захисту, підвищення фізико-механічних та хімічних показників, підвищення твердості та зносостійкості, відновлення розмірів, надання поверхні самозмащувальних властивостей. На базі створеної установки для нанесення КЕП досліджувалися покриття на нікелевій основі з наповнювачем SiC різних фракцій від розміру 100/80 мкм до наночастинок розміром менше 50 нм. Таким чином, в роботах використано порошки SiCз розмірами: менше 50 нм- наночастинки; М5; 28/20; 50/40; 100/80 мкм. В проведених дослідженнях в електроліт додатково вводили ПАР-лаурилсульфат натрію в кількості 0,01…0,02 г/л, який сприяє включенню частинок SiCв покриття та покращує умови нарощування нікелевої матриці. До карбідів кремнію в якості наповнювача додавали також порошки аморфного бору розміром біля 1 мкм, що пояснюється можливістю взаємодії бору та нікелю при наступній термічній обробці покриття і отримання нових його структур (тверді розчини, евтектика, дисперсійно-тверді сплави). Практичний інтерес становить вивчення можливості підвищення фізико-механічних властивостей КЕП на нікелевій основі введенням у їх склад металів, спроможних у процесі термічної обробки, взаємодіяти з металевою матрицею з утворенням твердих розчинів заміщення і хімічних сполук (твердих фаз впровадження) та визначення триботехнічних характеристик цих покриттів.
Опис
Ключові слова
composite electrolytic coatings (CEC), wear resistance, композиційні електролітичні покриття (КЕП), зносостійкість
Бібліографічний опис
Wear resistance of composite electrolytic coatings / M. Ye. Skyba, M. S. Stechyshyn, V. P. Oleksandrenko, N. S. Mashovets, Y. M. Bilyk // Problems of tribology. – 2022. – Vol. 27, No 1/103. – P. 6-13.