Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 411

Новые наноструктурированные покрытия для защиты стальных изделий

Новые наноструктурированные покрытия для защиты стальных изделий
Разработка функциональных покрытий, придающих изделию одновременно целый комплекс важных для эксплуатации свойств, таких, как коррозионная устойчивость, микротвердость, остается актуальной исследовательской задачей. 

Разработка функциональных покрытий, придающих изделию одновременно целый комплекс важных для эксплуатации свойств, таких, как коррозионная устойчивость, микротвердость, износостойкость, остается актуальной исследовательской задачей. В этой связи ученые НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей» предложили перспективный подход, открывающий новые возможности использования композиционных электрохимических покрытий.

Господствовавшие до настоящего времени технологии гальванического хромирования начинают постепенно отходить на второй план: производители отказываются от них ввиду токсичности процесса и трудностей, сопряженных с нанесением покрытия на изделия сложной геометрии. Новым, весьма перспективным подходом является применение композиционных покрытий, синтезированных электрохимическим путем. Однако их внедрению до недавнего времени препятствовал ряд нерешенных вопросов, связанных с равномерностью распределения упрочняющих частиц на поверхности изделий сложной формы. Этот технологический барьер удалось преодолеть ученым НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей».

«Главная идея состоит в том, чтобы покрытие получало упрочняющий компонент не извне, а в результате кристаллизации из собственного материала, осажденного на поверхность изделия электрохимическим способом», - пояснил автор исследования, начальник НИО НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей» А.В. Красиков.

Исследователи взяли за основу покрытие никель-фосфор, которое наносится с помощью электроосаждения. Основными недостатками таких многокомпонентных покрытий являются локальные перепады плотности тока, из-за которых на тех или иных участках поверхности «осаждаются» композиты разного химического состава. Ученые выяснили, как плотность тока осаждения никель-фосфорного покрытия изменяется при использовании электролитов различного химического состава. Им удалось подобрать электролит и режим нанесения, при которых формируется одинаковый состав покрытия с армирующим компонентом на всей поверхности изделия.

Следующим этапом работы стало улучшение характеристик нового композиционного покрытия. Для этого была использована добавка из тугоплавкого металла – вольфрама, который способен образовывать с никелем твердые равновесные растворы.

«Глубинное понимание механизмов процесса совместного осаждения этих металлов позволило найти оптимальные условия для получения покрытий никель-фосфор, содержащих значительное количество фосфора и вольфрама, - отметил руководитель проекта А.В. Красиков. - Дальнейшая термообработка при специально подобранном режиме приводила к формированию наноструктурированного композиционного материала».

Новое покрытие с «вольфрамовой добавкой» отличается высокой равномерностью нанесения и коррозионной стойкостью в соляном растворе, а устойчивость его фазового состава и свойств при нагреве говорит о возможном применении в парах трения. Микротвердость наноструктурированного покрытия соответствует значениям, получаемым при классическом хромировании. Еще одним существенным преимуществом является то, что температура термической обработки невысока, что исключает нежелательные фазовые изменения в сталях, на которые наносят покрытие. Все это делает данную разработку перспективной для будущего внедрения.

композиционные электрохимические покрытия наноструктурированные покрытия ниц курчатовский институт стальные изделия функциональные покрытия цнии км «прометей»

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.