Спосіб обробки деталі з гальванічним покриттям
Власники патенту UA 2476626:
Винахід відноситься до технології обробки деталей з гальванічним покриттям для підвищення зносостійкості покриттів. Спосіб обробки деталі з гальванічним покриттям включає покриття деталі радикалообразующим речовиною і подальше зневоднення покриття. Зневоднення здійснюють з одночасним дифузійним молекулярним армуванням шляхом розміщення деталі в печі, нагріву до температури початку термодеструкції радикалутворюючої речовини і витримки при даній температурі до завершення процесу зневоднення покриття. Технічний результат полягає в підвищенні зносостійкості гальванічних покриттів, що піддаються зневодненню дорогою, без додаткових витрат часу на зміцнюючу обробку деталей. 1 ін.
Винахід відноситься до технології обробки деталей з гальванічними покриттями і може бути використане підвищення зносостійкості покриттів.
Відомий стандартний спосіб обробки гальванічних покриттів, що є аналогом винаходу, полягає в тому, що після нанесення покриття деталі поміщають в сушильний шафа і прогрівають їх в повітряному середовищі при температурах 140-200°С протягом двох-трьох годин. Конкретні технологічні режими, рекомендовані процесу зневоднення різних покриттів, прописані у стандарті [1]. Метою зневоднення є зменшення крихкості матеріалів покриття та основи за рахунок видалення водню, що виділився на катоді та дифундував у метал у процесі осадження покриття. Недоліками цього способу є велика тривалість обробки та зниження твердості покриття.
Відомий спосіб підвищення міцності поверхневих шарів шляхом дифузійного молекулярного армування (ДМА) [2], який полягає в тому,що оброблювану поверхню спочатку активують шляхом холодної пластичної деформації, а потім виробляють хіміко-термічну обробку. Пластичну деформацію поверхні здійснюють при безперервній подачі радикалоутворюючої речовини в зону деформації до досягнення заданої величини наклепу матеріалу поверхневого шару. Хіміко-термічна обробка полягає в нагріванні деталі до температури хімічної модифікації радикалообразующего речовини, при якій починається деструкція його молекул, і витримці в печі при даній температурі при безперервній подачі радикалообразующего речовини протягом часу, необхідного для граничного насичення радикалами поверхневого зміцнюваного. Як радикалоутворюючі речовини запропоновано використовувати мінеральні масла. Для зменшення окислення радикалоутворюючої речовини запропоновано додавати до нього антиокислювальні присадки. Оброблені таким способом поверхневі шари характеризуються підвищеною твердістю, зносостійкістю та корозійною стійкістю.
В якості прототипу обраний спосіб обробки деталі з гальванічним покриттям, що включає покриття деталі радикалообразующим речовиною, зокрема веретеною олією, бензином, спиртом, та його подальше зневоднення [3].
Недоліком відомого способу та аналога є тривалість обробки, а також необхідність виконання попередньої активації поверхні.
Технічний результат цього винаходу полягає у підвищенні зносостійкості гальванічних покриттів, що піддаються зневоднюванню, без додаткових витрат часу на зміцнюючу обробку деталей.
Технічний результат досягається тим, що спосіб обробки деталі з гальванічним покриттям включає покриття деталі радикалоутворюючою речовиною і наступнезневоднення покриття, при цьому зневоднення покриття здійснюють з його одночасним дифузійним молекулярним армуванням шляхом розміщення деталі в печі, нагріву до температури початку термодеструкції радикалутворюючої речовини і витримки при даній температурі до завершення процесу зневоднення покриття.
Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що пропонується поєднати операції зневоднення та зміцнення покриттів методом ДМА. Можливість суміщення вищеописаних способів обробки деталей з покриттями (зневоднення та ДМА) обумовлена тим, що режими обробки деталей (температура нагріву, тривалість) при виконанні обох способів збігаються, а доцільність цього суміщення обумовлена відсутністю необхідності додаткових витрат часу на зміцнюючу обробку покриттів. Так, наприклад, температури, вказані в ГОСТі [1], при яких здійснюється зневоднення поверхонь (150…250°С), охоплюють діапазон температур термодеструкції радикалоутворювальних речовин (для мінеральних масел (200…250°С). А тривалість зневоднення (кілька годин) ), вказана в ГОСТі [1], дещо перевищує тривалість, необхідну для процесу ДМА (найбільш інтенсивно армування протікає протягом близько 1 години). необхідне завершення процесу зневоднення покриття.При цьому для зміцнення гальванічних покриттів не потрібно попередньої механічної обробки поверхні, мета якої - активувати поверхню за рахунок утворення на поверхні дефектів (ядер дислокації, мікротріщин), по яких радикали можуть проникати вглиб поверхні,оскільки в процесі нанесення гальванічних покриттів у них утворюється велика кількість дислокації, мікротріщин і пір, які можуть бути каналами проникнення радикалів усередину покриття.
Заявлений спосіб ресурсопідвищуючої обробки деталей з гальванічними покриттями здійснюється за наступними етапами. Після нанесення гальванічного покриття деталі знежирюють і покривають шаром радикалоутворюючої речовини, наприклад мінеральної олії, або занурюють у ванну з радикалоутворюючою речовиною. Поміщають деталі в піч або сушильну шафу. Нагрівають деталі до температури початку термодеструкції радикалоутворюючої речовини і витримують деталі при даній температурі протягом часу, необхідного для завершення процесу зневоднення покриттів. В результаті описаного способу підвищується зносостійкість та корозійна стійкість матеріалу гальванічних покриттів.
Партію зразків з берилієвої бронзи БрБ2 з нанесеним срібним покриттям товщиною 20 мкм (з мідним підшаром, товщиною 1 мкм) у кількості 10 шт. розділили на дві рівні частини. Першу частину зразків покрили (зануренням) шаром мінеральної олії І-12А. Потім зразки помістили в сушильну шафу і нагріли до температури 200°З витримали при цій температурі 2 години. Другу частину зразків обробили аналогічним чином, але без занурень у мінеральну олію. Після чого провели випробування зразків на зношування на торцевому трибометрі (схема випробувань «кільце-площина», тиск 20 МПа, частота обертання кільця – 600 хв, мастило – «Ціатим-201», тривалість випробувань – 1 година). Після завершення випробувань на зношування за допомогою профілактографа «Абріс-ПМ7» визначили лінійне зношування срібних покриттів для кожного зразка, потім отримані результати усереднили для кожної з частин. Встановлено, щосередня швидкість зношування срібного покриття першої частини зразків становить 6 мкм/годину, а другої частини зразків - 10 мкм/годину, що підтверджує заявлений ефект.
1. ГОСТ 9.305-84. Покриття металеві та неметалічні неорганічні. Операції технологічних процесів одержання покриттів.
3. Авторське свідоцтво СРСР №134954, опубл. 01.01.1961.
Спосіб обробки деталі з гальванічним покриттям, що включає покриття деталі шаром радикалообразующего речовини і подальше зневоднення гальванічного покриття, який відрізняється тим, що зневоднення гальванічного покриття здійснюють з одночасним дифузійним молекулярним армуванням шляхом нагрівання поміщеної в піч деталі до температури початку температури завершення процесу зневоднення покриття.