Технология нанесения износостойких композитных покрытий, осаждаемых из хромовых электролитов и водных оксидосодержащих суспензий с пониженной концентрацией наноалмазов

Abstract

Повышение ресурса техники и снижение затрат на ее эксплуатацию относятся к приоритетным направлениям развития современного машиностроения. Существенное снижение надежности и долговечности машин и механизмов связано с износом узлов трения, в результате которого 80–90 % техники преждевременно выходит из строя. Потери из-за износа узлов трения машин в развитых странах оцениваются в 1,3–1,6 % ВВП, а ежегодные затраты на их вос- становление, например, в США и странах ЕЭС превышают 200 млрд. долларов, в России составляют около30 млрд. долларов, а в Беларуси превышают 800 млн. долларов. Для снижения потерь от износа существует широкая гамма различных технологических приемов инженерии поверхности. Нанесение электрохимических покрытий, в частности хромирование, занимает особое место в ряду методов инженерии поверхности благодаря широким функциональным возможностям наносимых покрытий, имеющимся технологическим способам формирования покрытий в широком диапазоне толщин и др . К числу эффективных методов повышения свойств электрохимических хромовых покрытий относятся использование в качестве наполнителя детонационных наноалмазов (ДНА) и применение комбинированной обработки покрытий, в частности, на- несение многофункциональных пленок различной природы на поверхность осажденного металла. Нанесение износостойких хромовых покрытий с наноалмазами известно с 80-х годов прошлого века, и апробировано для упрочнения широкого класса деталей различного функционального назначения: элементы узлов трения; металло- и деревообрабатывающий режущий инструмент; формообразующий инструмент по обработке металлов, стекла, полимеров, резины, абразивных материалов и др. Однако высокая концентрация наноалмаза в электролите (до 40 г/л) в существующих технологиях и обусловленные этим значительные первоначальные экономические затраты, а также недостаточная кол- лоидная стабильность (седиментационная устойчивость) дисперсной фазы (ДФ) в таких электролитах и нестабильность качества осаждаемых покрытий сдерживают широкое применение ДНА в практике хромирования. Повысить эффективность применения наноалмазов для модифицирования хромовых покрытий при сохранении высокого уровня эксплуатационных характеристик покрытия возможно снижением концентрации наноалмазов и повышением седиментационой устойчивости наноалмазной ДФ в электролите, а также применением дополнительных физико-химических методов обработки осажденного металла. Изложенное дает основание считать актуальной тему диссертационной работы, посвященной разработке высокоэффективной технологии нанесения износостойких композитных покрытий, осаждаемых из хромовых электролитов и водных оксидосодержащих суспензий с пониженной концентрацией наноалмазов.