Химия и химические технологии/ 5. Фундаментальные проблемы создания новых материалов и технологий

Сатаев М.С.¹, Кошкарбаева Ш.Т.¹, Тукибаева А.С.¹, Кожакулов Н.К.¹, Салменова Т.²

Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауезова¹, Казахстан,

Академический инновационный университет², Казахстан

Основные параметры технологии получения композиционных покрытий

Технологию получения медьфосфорных пленок удобно использовать для получения композиционных покрытий. Поэтому нами разработан гальвано-химический способ получения композиционных покрытий, при котором процессы нанесения на поверхность изделия неметаллической фазы и осаждения металла матрицы производятся раздельно. Данный способ позволяет получить следующие результаты [1].

1. Количество неметаллической фазы в композиционном покрытии не будет связано с гальваническим процессом, и будет зависеть от удерживания частиц влажной поверхностью детали при напылении. Проведя повторное напыление можно добиться повышенного количества второй фазы в покрытии.

2. Расширить диапазон веществ, используемых в качестве второй фазы, так как снимается ограничение по доставке этих веществ на поверхность катода.

3. Проводить заращивание металлом в обыкновенных стационарных ваннах, не изменяя стандартную технологию. Это позволит упростить проведение опытно-промышленных испытании и внедрение предлагаемой технологии в производство.

Новизна предлагаемого способа получения композиционных покрытий состоит в том, что первоначально на покрываемой поверхности изделия создается слой неметаллической фазы. Для этого изделие смачивается раствором соли затем на этот слой напыляется неметаллическая фаза. При последующей обработке изделия восстановительным газом образуется первичный металлический слой, закрепляющий неметаллическую фазу на поверхности изделия. Дальнейшее заращивание металлической фазой (матрицей) гальваническим или химическим способом [2].

Эксперименты по внедрению в покрытие частиц некоторых неметаллов (таблицы 1 и 2) показывают, что данным способом можно получать покрытия с высоким содержанием неметаллической фазы. Так при использовании в качестве второй фазы дисульфида молибдена, оксида алюминия и графита их содержание в покрытии составляло соответственно 38, 40, 37 % (вес.).

Таблица 1 - Материальные балансы при получении композиционных покрытий

Наименование операции	Номер образца	Вес образца, г	Привес, г
Исходный образец S=25см^2	1 2 3	4,231 4,522 4,554	-
Обработка сульфатом меди	1 2 3	4,505 4,800 4,836	0,275 0,278 0,282
Напыление второй фазы 1.Дисульфид молибдена 2.Оксид алюминия 3.Графит	1 2 3	4,959 5,412 5,357	0,453 0,612 0,521
Закрепление массы путем обработки фосфином	1 2 3	4,700 5,151 5,092	-0,259 -0,261 -0,278
Нанесение гальванического покрытие (меди)	1 2 3	5,550 6,022 5,966	0,850 0,871 0,874
Содержание неметаллической фазы в композиционном покрытии	1 2 3	-	38 40 37

Таблица 2 - Содержание компонентов в композиционных покрытиях

Содержание металлической фазы, г			Содержа-ние неметаллической фазы, г	Общий вес компози-ционных покрытий	Внедрение неметаллической фазы
Фосфид Меди	Металл покрытия	Общее			вес %	об %
0,016 0,017 0,017	0,850 0,871 0,874	0,866 0,888 0,891	0,453 0,612 0,521	1,319 1,500 1,412	38 40 37	56 63 70

Принципиальная технологическая схема нанесения композиционных покрытий показана на рисунке 1.

Рисунок 1 - Принципиальная технологическая схема нанесения композиционных покрытий

Для получения качественных покрытий проводят тщательную предварительную обработку поверхности изделия по общепринятой технологической схеме.

Таким образом, гальвано-химический способ позволяет нанести порошкообразный неметаллический материал на металлическое изделие любой конфигурации и получить износостойкие композиционные покрытия с высоким содержанием и равномерным распределением неметаллического компонента.

Литература

1. Отчет о НИР «Технологии получения неорганических наноструктурированных материалов, в том числе технологии упрочнения оборудования нанесением наносруктурированных композиционных материалов» по теме №501 «Технология получения наноструктурированных композиционных покрытий», Шымкент, 2009, 100с.

2. Сатаев М.С., Кошкарбаева Ш.Т., Кожакулов Н.К., Наурызова С.З., Тукибаева А.С. Получение поверхностных пленок фосфида меди. XIX Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. тез. докл. т.3. Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2011.- с 173