ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ЗНОСОСТІЙКОГО ХРОМУВАННЯ ВИСОКОКРЕМНИСТОГО СПЛАВУ АЛЮМІНІЮ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2025.4.07Ключові слова:
технологія електрохімічних покриттів, гальванотехніка, висококремністий алюмінієвий сплав, зносостійке хромування, електроліт хромування, анодні матеріали, енергоефективність, фізика процесу, відновлення іонів хрому, швидкість осадження, вихід за струмомАнотація
У роботі представлено результати дослідження технологічних особливостей процесу твердого зносостійкого хромування деталей, виготовлених із висококремнистого алюмінієвого сплаву АК12М2МгН. Для формування мікрорельєфу і забезпечення надійного зчеплення покриття запропоновано застосування піскоструминної обробки, шліфування та хонінгування. Встановлено, що використання традиційних методів спеціальної підготовки (цинкатної обробки, анодування в ортофосфорній кислоті або нанесення підшару нікелю) для поставленої задачі є недоцільним через ускладнення технологічної схеми та погіршення адгезії. Запропоновано схему підготовки поверхні, що передбачає хімічне знежирення, травлення в суміші концентрованих кислот HNO3 : HF = 1 : 5 та безпосереднє хромування.
Експериментально досліджено енергоефективність та продуктивність стандартних (розбавлених і середньоконцентрованих), надсульфатних, а також сучасних електролітів з добавками Solar Catalyst 2100 і HEEF-25.
У розбавленому стандартному електроліті при температурі 60 °С досягнуто швидкості осадження 90 мкм/год. при катодному виході за струмом 18 %. У надсульфатному електроліті, з огляду на його низьку розсіювальну здатність, рекомендовано обмежити температуру до 60 °С і катодну густину струму до 200 А/дм². За цих параметрів швидкість осадження становила 150 мкм/год., а катодний вихід за струмом склав 16,7 %.
Використання електроліту з добавкою Solar Catalyst 2100 забезпечило катодний вихід за струмом до 22 % та формування мікропористої структури покриття. Незважаючи на нижчу швидкість осадження (60 мкм/год.), покриття характеризуються підвищеною зносостійкістю та кращою розсіювальною здатністю.
В електроліті HEEF-25 одержано покриття з підвищеною твердістю, зносостійкістю та мікропористою структурою. За температури 60 °С і густини струму 90 А/дм2 ка- тодний вихід за струмом досягав 27 %, а швидкість хромування – 110 мкм/год.
Отримані результати свідчать про доцільність застосування електроліту HEEF-
25 для зносостійкого хромування висококремнистого алюмінієвого сплаву АК12М2МгН.
Посилання
Hard Chrome Plating. URL: https://hcsplating.com/finishes/hard-chrome-plating.
Important Considerations In Hard Chromium Plating. Plating & Surface Finishing. April 2002. URL: https://www.nmfrc.org/pdf/psf2002/040210.pdf.
Eric Svenson. DuraChrome Hard Chromium Plating. Plating Resources, Inc. Cocoa, Florida, USA 1980, 2006. URL: https://plating.com/wp- content/uploads/2022/03/DuraChrome.pdf.
Posuvailo V. M. Porivniannia metodiv poverkhnevoho zmitsnennia detalei mashyn pokryttiamy. Visnyk Cherkaskoho derzhavnoho tekhnolohichnoho universytetu. 2021. № 4. P. 83-97. DOI: https://doi.org/10.24025/2306-4412.4.2021.253298.
Sohi M. H., Kashi A., Hadavi S. M. Comparative tribological study of hard and crack-free electrodeposited chromium coatings. Journal of Materials Processing Technology. 2003. No. 138(1-3), P. 219–222. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092401360300075X.
Yakymenko H. Ya. Halvanichni pokryttia. Aspekty vyboru, funktsionalni vlastyvosti i tekhnolohiia oderzhannia : navch. posib. Kharkiv : NTU «KhPI». 2009. 148 p.
Yakymenko H. Ya., Artemenko V. M. Tekhnichna elektrokhimiia. Ch.3. Halvanichni vyrobnytstva: Pidruchnyk / za red. B. I. Bairachnoho. Kharkiv : NTU «KhPI». 2006. 272 p.
DSTU 2839-94. Splavy aliuminiievi lyvarni. Tekhnichni umovy. Kyiv : Derzhstandart Ukrainy. 1995. 44 p. Diisnyi z 31.10.1994 r.
Kenneth R. Newby. Functional Chromium Plating. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/002605769593368C.
John Bibber. Zincate- or Stannate-Free Plating of Aluminum and its Alloys. Metal Finishing. 2013. Vol. 111, iss. 1. P. 23–25. DOI: https://doi.org/10.1016/S0026- 0576(13)70173-9.
Suchasni tekhnolohii funktsionalnoi obrobky poverkhni. Laboratornyi praktykum : navch. posib.; uklad.: O. V. Kosohin, M. V. Byk, D. Yu. Ushchapovskyi. Kyiv : KPI im. Ihoria Sikorskoho. 2025. 71 p.
Sliusar M. A. Suchasni elektrolity ta metody khromuvannia. Tekhnolohii ta dyzain. 2019. № 3(32). URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/td_2019_3_12.
HEEF 25. Chromium plating process. URL: https://www.scribd.com/document/926713806/Heef-25.
HENE 6000 catalyst. A unique non fluoride catalyst for high speed chromium plating. URL: https://www.primechemicals.com.pk/data-sheets/HENE-6000-catalyst-data- sheet.pdf.
