Зависимость структуры электроосажденных бинарных покрытий на основе железа от параметров химико-термической обработки

Цель. Изучить влияние цианирования на структуру электроосажденных железовольфрамовых и железо- молибденовых покрытий.

Методы. Для получения электроосажденных железомолибденовых и железовольфрамовых покрытий использовались хлоридные электролиты средней концентрации. В качестве легирующей добавки в электролит в первом случае выступал молибдат аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄∙4H₂O, во втором – вольфрамат натрия NaWO₄∙4H₂O. В качестве комплексообразователя использовалась лимонная кислота C₆H₈O₇. Для проведения экспериментов электролит готовился из реактивов марок «ХЧ» и «ЧДА», которые растворялись в дистиллированной воде. Кислотность электролита контролировалась с помощью прибора Laboratory PhMeter 766.  Цианирование покрытий проводилось в пастообразной среде при температурах 873–923 К. Основу пасты составляла сажа и азотсодержащий компонент в соотношении 50% сажи, 50% желтой кровяной соли. В качестве связующего компонента использовался органический клей.

Результаты. Максимальная микротвердость покрытий железо-молибден составила 8300 МПа. Эти значения были получены для покрытий, содержащих 1,2…1,5% легирующего элемента. Микротвердость покрытий, содержащих вольфрам (1,75…1,8% W), находится на уровне 8250…8300 МПа. Наибольшей износостойкостью, по нашим данным, обладают сплавы электроосажденного железа с молибденом (1,5% Mo) и вольфрамом (1,8% W). Износостойкость названных покрытий значительно выше износостойкости как чистого электроосажденного железного покрытия, так и основного металла. Толщина исследуемых покрытий составляла 0,3…0,4 мм, удельная нагрузка при граничном трении  7,5 МПа.

Заключение. Цианирование электроосажденного легированного железа позволяет получить карбонитридные слои значительной толщины, имеющие твердость до 13000 МПа, а также высокую износостойкость (в 5–6 раз выше износостойкости покрытий без цианирования).

Результаты исследования цианирования электролитических сплавов, применяемых при восстановлении изношенных деталей машин, послужили основой для разработки технологии упрочнения деталей, удобной для ремонтного производства, позволяющей значительно повысить их долговечность, а следовательно, и надежность отремонтированных машин.

1. Леншмидт В. Е. Повышение надежности отремонтированной техники в условиях сельскохозяйственных предприятий // Научно-образовательный потенциал молодежи в решении актуальных проблем XXI века. 2019. № 14. С. 99–101.

2. Шередекин В. В., Турищев Д. В., Скрипников Р. П. Факторы, влияющие на надежность сельскохозяйственной техники // Проблемы совершенствования машин, оборудования и технологий в агропромышленном комплексе: материалы Международной научнотехнической конференции. Воронеж: Воронеж. гос. аграрный ун-т им. императора Петра I, 2019. С. 58–62.

3. Дидманидзе О. Н., Карелина М. Ю., Парлюк Е. П. Повышение надежности сельскохозяйственной техники // Чтения академика В. Н. Болтинского: сборник статей семинара. М.: Сам полиграфист, 2021. С. 8–14.

4. Использование электроосажденных сплавов на основе железа для упрочнения и восстановления деталей машин / В. И. Серебровский, В. В. Серебровский, Б. С. Блинков, Е. С. Калуцкий // Региональный вестник. 2016. № 1 (2). С. 41–43.

5. Горбачев Д. Р., Чеха А. Ф. Повышение эффективности восстановления деталей сельскохозяйственной техники за счёт применения электролитического железнения // Чтения академика В. Н. Болтинского: сборник статей семинара. М.: Сам полиграфист, 2021. С. 193– 198.

6. Бусько В. И., Жуликов В. В. Электроосаждение железа и его сплавов // Практика противокоррозионной защиты. 2021. Т. 26, № 1. С. 48–61.

7. Легирование молибденом электролитического железа / В. И. Серебровский, Р. И. Сафронов, Е. С. Калуцкий, А. Г. Крюков // Региональный вестник. 2016. № 1 (2). С. 45.

8. Электроосаждение двухкомпонентных покрытий на основе железа / В. И. Серебровский, Р. И. Сафронов, В. В. Серебровский, Д. В. Колмыков // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2008. № 1. С. 36–39.

9. Gurbanova U. M. Electrodeposition of molybdenum from alkali electrolyte // Azerbaijan Chemical Journal. 2019. No. 4. С. 59–64.

10. Цианирование легированных наплавок в карбамидо-натриевой ванне при восстановлении деталей машин / В. И. Колмыков, В. Ю. Чаплыгин, Д. В. Колмыков, Д. В. Воскобойников // Современные материалы, техника и технологии. 2019. № 1 (22). С. 86–92.

11. Бурданосов И. Д., Кондрашов С. Г., Ченцова Е. В. Изучение электроосаждения покрытия железо-молибден в цитратно-глицинатном растворе // Химические проблемы современности 2022: сборник материалов VI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / редколлегия: А. В. Белый (отв. ред.) [и др.]. Донецк: ДонНУ, 2022. С. 216–218.

12. Кулемина А. А., Ковенский И. М. Применение электролитических никель-молибденовых покрытий для защиты деталей нефтепромыслового оборудования // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2021. Т. 19, № 1. С. 35–41.

13. Электроосаждение Fe-W-покрытий из цитратной ванны с использованием разделенных анодного и катодного пространств / В. В. Данильчук, А. И. Шульман, А. В. Готеляк, С. П. Ющенко, К. В. Коваленко, А. И. Дикусар // Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93, № 3. С. 372–377.

14. Перелыгин Ю. П.Зависимость рH приэлектродного пространства от параметров электролиза // Вестник Пензенского государственного университета. 2022. № 1 (37). С. 78– 82.

15. Фомичев В. Т., Савченко А. В., Губаревич Г. П. Влияние форм тока на образование гальванических покрытий сплавами кобальт-молибден и кобальт-вольфрам // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2022. № 2 (261). С. 90–95.

16. Серникова О. С., Кончин В. А. Использование переменного тока при электроосаждении железа // Современные проблемы и направления развития металловедения и термической обработки металлов и сплавов: сборник научных статей 3-й Международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика А. А. Байкова / отв. ред. Е. В. Агеев. Курск: Университетская книга, 2022. С. 150–153.

17. Глебов М. В., Вантеев А. Н., Наумов Л. В. Влияние нестационарных режимов электролиза на скорость электроосаждения и свойства сплава медь-олово // Техника и технология современных производств: сборник статей II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Пенза: Пенз. гос. аграрный ун-т, 2021. С. 12–15.

18. Surimbayev B., Bolotova L., Baikonurova A., Shalgymbayev S. Acetic acid application as an activating reagent in the intensive cyanidation of gravity concentrates // Комплексное использование минерального сырья. 2019. № 1 (308). С. 83–88.

19. Тиссен Е. А. Рост эффективности показателей интенсивного цианирования // Colloquium-Journal. 2019. № 16-2 (40). С. 96–98.

20. Электроосаждение субмикро- и микродисперсных порошков карбида молибдена из карбонатно-молибдатных расплавов / Х. Б. Кушхов, Р. Х. Карацукова, М. Н. Лигидова, А. А. Хотов, Ж. З. Али, З. А. Жаникаева, М. Х. Маржохова // Расплавы. 2021. № 2. С. 207– 220.

21. Влияние соединений молибдена на электроосаждение и на свойства никелевых покрытий из кислого сульфатного электролита / Е. С. Соболева, С. Г. Кошель, Н. В. Лебедева, Т. Д. Хлебникова // Башкирский химический журнал. 2021. Т. 28, № 1. С. 79–82.

22. Фомичев В. Т., Савченко А. В., Губаревич Г. П. Исследование осадков сплава кобальт-молибден, полученных при различных электрических режимах // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2020. № 6 (241). С. 83–85.

23. Состав, структура и функциональные свойства композиционных электрохимических покрытий серебро-вольфрам, сформированных при воздействии ультразвука / Н. В. Богуш, А. А. Хмыль, Л. К. Кушнер, Н. В. Дежкунов // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. 2021. Т. 19, № 6. С. 23–31.