Aktualności i przegląd rynku

Wytwarzanie powłok kompozytowych Ni-B

Do elektroosadzania powłok niklowych użyto niskostężeniową kąpiel do niklowania (NS) o składzie: 0,45 M NiSO4•7H2O, 0,3 M NiCl2•6H2O, 0,85 M H3BO3. Jako składniki dodatkowe zastosowano: sól sodową imidu kwasu o-sulfobenzoesowego (sacharyna SA) w stężeniu 15 mM, butyn-2-diol-1,4 (BD) w stężeniu 5 mM, które użyto w kąpieli pojedynczo i razem. Zawartości amorficznego boru (prod. Aldrich) w kąpieli wynosiły 2-10 g/dm3. Powłoki kompozytowe osadzano przy pH 3,8, temp. 318 K i gęstości prądu 4 A/dm2 w czasie 30 minut, tak aby otrzymać warstwy o grubości co najmniej 20 μm. Stosowano mieszanie mieszadłem magnetycznym.

Pomiary właściwości wytworzonych powłok

Zawartość cząstek w powłokach kompozytowych oznaczano metodą grawimetryczną. Mikrotwardość osadzonych powłok mierzono metodą Vickersa przy użyciu mikrotwardościomierza Hannemana, stosując obciążenia 0,01 i 0,05 kG. Chropowatość wytworzonych warstw niklowych mierzono profilografem TR 100 prod. Elcometr Instruments Ltd. Pomiary rentgenowskie były wykonane na proszkowym dyfraktometrze Siemens D500 wyposażonym w półprzewodnikowy detektor Si[Li]. Użyto promieniowania KaCu. Naprężenia własne mierzono metodą dylatometryczną przy zastosowaniu przyrządu IS-meter prod. OMI Austria. Właściwości tribologiczne wytworzonych warstw kompozytowych mierzono na maszynie tarciowej Amslera A-135 przy stałym nacisku jednostkowym, stosując ślizgowy węzeł tarcia (ruch obrotowy). Warunki pomiarów były następujące: układ trący – klocek - krążek, zestawienie par ciernych – próbka powłoka kompozytowa - przeciwpróbka stal 40 H (ok. 35 HRC), prędkość obrotowa przeciwpróbki n = 200 obr./min, prędkość tarcia V = 0,35 m/s, obciążenie P = 25 daN, warunki współpracy powierzchni – smarowanie olejem Lux, przez jednokrotne zanurzenie. Pomiar zużycia prowadzono co 30 minut mikroskopowo i grawimetrycznie.

Rysunek 1 przedstawia wyniki zawartości cząstek dyspersyjnych w powłokach.

Zwiększanie zawartości cząstek dyspersyjnych w kąpieli Cv powodowało wzrost ich zawartości w powłoce kompozytowej Cp (Rys. 1), natomiast związki organiczne dodawane do kąpieli wywierały zróżnicowany wpływ na zawartość boru wbudowywanego w powłokę. Użycie w kąpieli 15 mM samej sacharyny spowodowało zmniejszenie zawartości cząstek dyspersyjnych w powłokach kompozytowych w stosunku do powłok bez organicznych dodatków. Dodatek 5 mM butyndiolu do kąpieli miał wpływ katalizujący na wbudowywanie cząstek boru w powłokę kompozytową. Przy jednoczesnym użyciu sacharyny i butyndiolu zawartość cząstek w powłoce była większa niż dla samej sacharyny i mniejsza niż dla butyndiolu. Zawartość nanocząstek w kąpieli ma znaczący wpływ na ich zawartość w osnowie metalowej [7]. Zależności naprężeń własnych od grubości powłok kompozytowych Ni-B są przedstawione na rysunku 2.