Электрохимические комбинированные покрытия

Электрохимические комбинированные покрытия – по­крытия, создаваемые одновремен-ным осаждением на поверхность изделий металла (сплава) и дисперсных час­тиц, находящихся во взвешенном состоянии в электролите. Осаждае­мые частицы, равномерно распреде­ляясь в объеме покрытия (рисунок 19), по­вышают его твердость, износостойкость, жаростойкость, абразивные, антифрикционные и др. свойства.

Рисунок - 21.1. Микроструктура горячего цинкового покрытия (А) на стали (Б), ×250.	Рисунок - 21.2. Микроструктура алюминиевого покрытия на сплаве марки АМг-6. ×1250

Электрохимические комбинированные покрытии осаждают преимущественно из суспензий, со­держащих взвешенные в электролите частицы соосаждаемого вещества, ре­же - из эмульсий, образующихся при введении в электролиты гидро­фобных жидкостей, или из пенообраз­ных сред. Количество частиц в элект­ролите обычно не более 10 %, их раз­меры от сотых долей до десятков мик­рометров. Иногда электрохимические комбинированные покрытии содержат частицы волокнистой формы, что несколько улучшает прежде всего механические свойства покрытий.

Рисунок - 21.3. Микроструктура электрохимического комбинированного покрытия никель – карбид титана (А) на стали марки Ст.45 (Б). ×160	Рисунок 21.4. Микроструктура электрофоретического покрытия сплава марки КХН-15 (А) на стали марки Ст.45 (Б), ×500.

Основным слоем электрохимических комбинированных покрытий служат любые металлы (сплавы), осаждаемые химическим или галь­ваническим способом. В электролит чаще всего вводят частицы бора, углерода (алмаза или графита), кремния, сурьмы, окислов, бескис­лородных тугоплавких соединений - карбидов, боридов, нитридов, суль­фидов и др., а также порошки чистых металлов и сплавов. Частицы алмаза, корунда, карборунда, карбидов и бо­ридов повышают твердость, износо­стойкость, придают абразивные св­ойства; твердые смазки (нитрид бора, гра­фит, дисульфид молибдена) улучшают антифрикционные свойства; окислы и силициды повышают жаростойкость.

В процессе осаждения электрохимических комбинированных покрытий суспен­зии механически перемешивают. Сос­тавы и режимы осаждения электро­литов аналогичны составам и режи­мам, применяемым для осаждения «чистых» электрохимических или химических по­крытий соответствующего состава. Свойства электрохимических комбинированных покрытий зависят от состава су­спензии, режима осаждения и последующей термообработки. Отжиг сни­мает или уменьшает напряжения в покрытиях, повышает прочность их сцепления с основой, увеличивает связь дисперсных частиц с основой покрытия. Особенно эффективен от­жиг, сопровождающийся активным диффузионным или химическим взаимодейст­вием дисперсных частиц с основным металлом. Так, при отжиге электро-химических комбинированных покрытий на основе никеля, железа, кобальта и их сплавов с частицами аморфного бора образуются твердые боридные фазы соответствующих металлов, рав­номерно распределенные по объему покрытия, что придает ему новые свойства.

Кроме того, возможно получе­ние электрохимических комбинированных покрытий с изменяющимся по тол­щине составом, а, следовательно, и с различными свойствами. Чаще всего ис­пользуют электрохимические комбинированные покрытия на основе меди, серебра, золота, железа, кобальта, никеля, хрома и легкоплавких ме­таллов. К нанесению таких покрытий прибегают в тех случаях, когда нуж­но изменить свойства «чистых» электро­химических покрытий, для повышения срока службы деталей машин, приборов, инструментов и др. изделий, в том числе электрических контактов, пресс-форм для пластмасс, стекла и керамики, деталей узлов трения, режущего инст­румента и изделий, эксплуатируемых при высоких температурах и в агрессивных средах. Метод осаждения электрохимических комбинированных покрытий может быть также использован для получения изделий из композицион­ных материалов с последующим уда­лением матрицы-оправки.