[go: up one dir, main page]

RU2360044C1 - Nickel-based galvanic composite material - Google Patents

Nickel-based galvanic composite material Download PDF

Info

Publication number
RU2360044C1
RU2360044C1 RU2008125015/02A RU2008125015A RU2360044C1 RU 2360044 C1 RU2360044 C1 RU 2360044C1 RU 2008125015/02 A RU2008125015/02 A RU 2008125015/02A RU 2008125015 A RU2008125015 A RU 2008125015A RU 2360044 C1 RU2360044 C1 RU 2360044C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nickel
cobalt
composite material
diamond
electrolyte
Prior art date
Application number
RU2008125015/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Ильич Балакай (RU)
Владимир Ильич Балакай
Анна Валерьевна Арзуманова (RU)
Анна Валерьевна Арзуманова
Наталья Юрьевна Курнакова (RU)
Наталья Юрьевна Курнакова
Илья Владимирович Балакай (RU)
Илья Владимирович Балакай
Ксения Владимировна Балакай (RU)
Ксения Владимировна Балакай
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)"
Priority to RU2008125015/02A priority Critical patent/RU2360044C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2360044C1 publication Critical patent/RU2360044C1/en

Links

Landscapes

  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: composite material produced as a result of galvanic method application contains nickel, cobalt and diamond at the following ratio of components, wt %: cobalt 2.1-7.3, ultrafine diamond powder 0.4-3.2, nickel is rest of ingredients.
EFFECT: improved micro solidity.
2 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности с целью увеличения срока службы деталей в узлах машин, механизмов, а также пресс-форм, обладающих повышенной микротвердостью.The invention relates to electroplating and can be used in mechanical engineering, instrumentation and other industries in order to increase the service life of parts in machine assemblies, mechanisms, as well as molds with high microhardness.

В промышленности появилась необходимость увеличения износостойкости различных материалов на основе никеля.In industry, the need arose to increase the wear resistance of various nickel-based materials.

Увеличения микротвердости материалов на основе никеля можно достигнуть за счет легирования их металлами и/или неметаллами.An increase in the microhardness of nickel-based materials can be achieved by alloying them with metals and / or non-metals.

Известны композиционные материалы на основе никеля с С, Si, SiC, TiC, TaC, ZrC, WC, SiO2, TiO2, BeO, ZrO2, Cr2O3, MoS2, MoSi2 и т.д. (Сайфуллин Р.С. Композиционные покрытия и материалы. М., Химия, 1977), обладающие повышенной микротвердостью по сравнению с чисто никелевыми покрытиями.Nickel-based composite materials with C, Si, SiC, TiC, TaC, ZrC, WC, SiO 2 , TiO 2 , BeO, ZrO 2 , Cr 2 O 3 , MoS 2 , MoSi 2 , etc. are known. (Sayfullin R.S. Composite coatings and materials. M., Chemistry, 1977), possessing increased microhardness in comparison with purely nickel coatings.

Существенным недостатком этих композиционных материалов и сплавов является то, что микротвердость является недостаточной.A significant drawback of these composite materials and alloys is that microhardness is insufficient.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности является композиционный материал никель-бор-алмаз следующего состава, мас.%:Closest to the claimed invention in technical essence is a composite material nickel-boron-diamond of the following composition, wt.%:

борboron 0,2-3,20.2-3.2 ультрадисперсный алмазный порошокultrafine diamond powder 0,1-2,60.1-2.6 никельnickel остальное.rest.

Дегтярь Л.Л., Кудрявцева И.Д., Кукоз Ф.И., Сысоев Г.Н. Композиционное электрохимическое покрытие. RU 2048573 С1, МКИ C25D 15/00, опубл. 20.11.1995.Degtyar L.L., Kudryavtseva I.D., Kukoz F.I., Sysoev G.N. Composite electrochemical coating. RU 2048573 C1, MKI C25D 15/00, publ. 11/20/1995.

Однако данный композиционный материал имеет недостаточную микротвердость.However, this composite material has insufficient microhardness.

Задачей настоящего изобретения является повышение микротвердости и снижение внутренних напряжений материалов на основе никеля с кобальтом, легированных ультрадисперсным алмазным порошком.The objective of the present invention is to increase the microhardness and reduce the internal stresses of materials based on nickel with cobalt doped with ultrafine diamond powder.

Указанная задача достигается получением композиционного материала никель-кобальт-алмаз при следующем соотношении компонентов, мас.%:This task is achieved by obtaining a composite material Nickel-cobalt-diamond in the following ratio of components, wt.%:

кобальтcobalt 2,1-7,32.1-7.3 ультрадисперсный алмазный порошокultrafine diamond powder 0,4-3,20.4-3.2 никельnickel остальное.rest.

Наличие кобальта в композиционном материале никель-кобальт-алмаз приводит к увеличению его микротвердости.The presence of cobalt in the composite material nickel-cobalt-diamond leads to an increase in its microhardness.

Увеличение содержания кобальта выше верхнего заявляемого предела приводит к увеличению внутренних напряжений, ухудшению качества и снижению микротвердости композиционного материала.An increase in the cobalt content above the upper claimed limit leads to an increase in internal stresses, deterioration in quality and a decrease in microhardness of the composite material.

Уменьшение содержания кобальта в композиции ниже нижнего заявляемого предела приводит к снижению микротвердости композиционного материала.A decrease in the cobalt content in the composition below the lower claimed limit leads to a decrease in the microhardness of the composite material.

Для апробирования предложенного состава композиционного материала никель-кобальт-алмаз были изготовлены композиции, химический состав которых приведен в табл.1, где 2, 3, 4 - содержание кобальта на нижнем, среднем и верхнем уровнях соответственно, а 1 и 5 - содержание кобальта в композиции за граничными значениями.To test the proposed composition of the nickel-cobalt-diamond composite material, compositions were prepared whose chemical composition is given in Table 1, where 2, 3, 4 are the cobalt content at the lower, middle, and upper levels, respectively, and 1 and 5 are the cobalt content in compositions beyond the boundary values.

Композиционный материал никель-кобальт-алмаз получали электрохимическим способом из электролита следующего состава, г/л:The composite material nickel-cobalt-diamond was obtained by the electrochemical method from an electrolyte of the following composition, g / l:

хлорид никеля шестиводныйnickel chloride hexahydrate 200-350200-350 сульфат кобальта семиводныйcobalt sulfate 8-128-12 борная кислотаboric acid 25-4025-40 хлорамин Бchloramine B 1,5-3,51,5-3,5 ультрадисперсная алмазная суспензияultrafine diamond suspension (УДА-В ТУ 84.1124-87)(UDA-V TU 84.1124-87) 0,1-2,30.1-2.3

Режимы электролиза: рН 1,0-5,0, температура 18-40°С, катодная плотность тока 0,5-14 А/дм2, перемешивание.Electrolysis modes: pH 1.0-5.0, temperature 18-40 ° C, cathodic current density 0.5-14 A / dm 2 , mixing.

Таблица 1
Химический состав композиционного материала никель-кобальт-алмаз и никель-бор-алмаз - по прототипу
Table 1
The chemical composition of the composite material Nickel-cobalt-diamond and Nickel-boron-diamond - according to the prototype
Композиционный материалComposite material КобальтCobalt Ультрадисперсный алмазный порошокUltrafine diamond powder БорBoron НикельNickel 1one 1,41.4 0,10.1 -- 98,598.5 22 2,12.1 0,40.4 97,597.5 33 5,75.7 1,81.8 -- 92,592.5 4four 7,37.3 3,23.2 -- 89,589.5 55 7,67.6 3,63.6 87,887.8 По прототипуAccording to the prototype -- 1,31.3 1,71.7 97,097.0

Пример 1. Композиционный материал химического состава, мас.%: кобальт 1,4, ультрадисперсный алмазный порошок 0,1, никель остальное, осаждали из электролита состава, г/л: хлорид никеля шестиводный 150, сульфат кобальта семиводный 6, борная кислота 20, хлорамин Б 1,0, ультрадисперсная алмазная суспензия 0,05 при рН 5,7, температуре 16°С и катодной плотности тока 4 А/дм2. Электролит готовили следующим образом. В электролитической ванне, заполненной до 3/4 необходимого объема водопроводной водой, при температуре 60-70°С растворяли борную кислоту, хлорамин Б и хлорид никеля, после того как довели уровень электролита до необходимого объема, вводили ультрадисперсную алмазную суспензию. рН электролита доводили либо соляной кислотой, либо гидроокисью натрия или калия (100-150 г/л).Example 1. Composite material of chemical composition, wt.%: Cobalt 1.4, ultrafine diamond powder 0.1, nickel else, precipitated from the electrolyte composition, g / l: nickel chloride hexahydrate 150, cobalt sulfate heptahydrate 6, boric acid 20, chloramine B 1.0, ultrafine diamond suspension of 0.05 at pH 5.7, a temperature of 16 ° C and a cathodic current density of 4 A / DM 2 . The electrolyte was prepared as follows. In an electrolytic bath filled to 3/4 of the required volume with tap water, boric acid, chloramine B and nickel chloride were dissolved at a temperature of 60-70 ° C, after the electrolyte level was adjusted to the required volume, an ultrafine diamond suspension was introduced. The pH of the electrolyte was adjusted either with hydrochloric acid or with sodium or potassium hydroxide (100-150 g / l).

Пример 2. Композиционный материал химического состава, мас.%: кобальт 2,1, ультрадисперсный алмазный порошок 0,4, никель остальное, осаждали из электролита состава, г/л: хлорид никеля шестиводный 200, сульфат кобальта семиводный 8, борная кислота 25, хлорамин Б 1,5, ультрадисперсная алмазная суспензия 7,0 при рН 5,5, температуре 18°С и катодной плотности тока 6 А/дм2. Электролит готовили по методике, описанной выше.Example 2. Composite material of chemical composition, wt.%: Cobalt 2.1, ultrafine diamond powder 0.4, nickel else, precipitated from the electrolyte composition, g / l: nickel chloride hexahydrate 200, cobalt seven-hydrous sulfate 8, boric acid 25, chloramine B 1.5, ultrafine diamond suspension 7.0 at pH 5.5, a temperature of 18 ° C and a cathodic current density of 6 A / dm 2 . The electrolyte was prepared according to the method described above.

Пример 3. Композиционный материал химического состава, мас.%: кобальт 5,7, ультрадисперсный алмазный порошок 1,8, никель остальное, осаждали из электролита состава, гл: хлорид никеля шестиводный 280, сульфат кобальта семиводный 10, борная кислота 32, хлорамин Б 3,0, ультрадисперсная алмазная суспензия 1,2 при рН 3,0, температуре 30°С и катодной плотности тока 9 А/дм2. Электролит готовили по методике, описанной выше.Example 3. Composite material of chemical composition, wt.%: Cobalt 5.7, ultrafine diamond powder 1.8, nickel else, precipitated from the electrolyte composition, hl: nickel chloride hexahydrate 280, cobalt seven-hydrous sulfate 10, boric acid 32, chloramine B 3.0, ultrafine diamond suspension 1.2 at pH 3.0, a temperature of 30 ° C and a cathode current density of 9 A / DM 2 . The electrolyte was prepared according to the method described above.

Пример 4. Композиционный материал химического состава, мас.%: кобальт 7,3, ультрадисперсный алмазный порошок 3,2, никель остальное, осаждали из электролита состава, гл: хлорид никеля шестиводный 350, сульфат кобальта семиводный 12, борная кислота 40, хлорамин Б 4,5, ультрадисперсная алмазная суспензия 2,3 при рН 1,1, температуре 40°С и катодной плотности тока 14 А/дм2. Электролит готовили по методике, описанной выше.Example 4. Composite material of chemical composition, wt.%: Cobalt 7.3, ultrafine diamond powder 3.2, nickel else, precipitated from the electrolyte composition, hl: nickel chloride hexahydrate 350, cobalt seven-hydrous sulfate 12, boric acid 40, chloramine B 4.5, an ultrafine diamond suspension of 2.3 at pH 1.1, a temperature of 40 ° C and a cathodic current density of 14 A / dm 2 . The electrolyte was prepared according to the method described above.

Пример 5. Композиционный материал химического состава, мас.%: кобальт 7,6, ультрадисперсный алмазный порошок 3,6, никель остальное осаждали из электролита состава, гл: хлорид никеля шестиводный 370, сульфат кобальта семиводный 15, борная кислота 40, хлорамин Б 5,0, ультрадисперсная алмазная суспензия 2,5 при рН 0,9, температуре 45°С и катодной плотности тока 13 А/дм2. Электролит готовили по методике, описанной выше.Example 5. Composite material of chemical composition, wt.%: Cobalt 7.6, ultrafine diamond powder 3.6, nickel, the rest was precipitated from the electrolyte composition, hl: nickel chloride hexahydrate 370, cobalt seven-hydrous sulfate 15, boric acid 40, chloramine B 5 , 0, an ultrafine diamond suspension of 2.5 at a pH of 0.9, a temperature of 45 ° C and a cathodic current density of 13 A / dm 2 . The electrolyte was prepared according to the method described above.

Покрытие по прототипу осаждали из электролита следующего состава, г/л: хлорид никеля шестиводный 200-300, борная кислота 20-25, аммоний сернокислый 10-40, сахарин 0,6-1,5, декагидродекаборан натрия (ТУ 6-02-01-513-86), ультрадисперсная алмазная суспензия (УДА-В ТУ 84.1124-87) 0,05-1,2. Катодная плотность тока 1-5 А/дм2, рН 1,0-4,5, температура 18-25°С.The coating according to the prototype was precipitated from an electrolyte of the following composition, g / l: hexavalent nickel chloride 200-300, boric acid 20-25, ammonium sulfate 10-40, saccharin 0.6-1.5, sodium decahydrodecaborane (TU 6-02-01 -513-86), ultrafine diamond suspension (UDA-V TU 84.1124-87) 0.05-1.2. The cathodic current density is 1-5 A / dm 2 , pH 1.0-4.5, temperature 18-25 ° C.

В табл.2 приведены физико-механические свойства предложенного композиционного материала никель-кобальт-алмаз и по прототипу - никель-бор-алмаз.Table 2 shows the physicomechanical properties of the proposed composite material nickel-cobalt-diamond and, according to the prototype, nickel-boron-diamond.

Таблица 2
Физико-механические свойства предложенного композиционного материала никель-кобальт-алмаз и по прототипу - никель-бор-алмаз
table 2
Physico-mechanical properties of the proposed composite material is nickel-cobalt-diamond and, according to the prototype, nickel-boron-diamond
Физико-механические свойства композиционного материалаPhysico-mechanical properties of the composite material Предложенный состав композицииThe proposed composition ПрототипPrototype 1one 33 22 4four 55 Микротвердость, ГПаMicrohardness, GPa 2222 2525 2929th 2727 2323 2323 Внутренние напряжения, МПаInternal stress, MPa 58,858.8 59,059.0 61,261.2 64,464,4 69,369.3 64,864.8

Как видно из табл.2, износостойкость композиционного материала никель-кобальт-алмаз превышает износостойкость сплава никель-бор-алмаз в 1,1-1,3.As can be seen from table 2, the wear resistance of the composite material Nickel-cobalt-diamond exceeds the wear resistance of the alloy Nickel-boron-diamond in 1.1-1.3.

Claims (1)

Композиционное электрохимическое покрытие на основе никеля, содержащее ультрадисперсный алмазный порошок, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
кобальт 2,1-7,3 ультрадисперсный алмазный порошок 0,4-3,2 никель остальное
A composite nickel-based electrochemical coating containing ultrafine diamond powder, characterized in that it additionally contains cobalt in the following ratio of components, wt.%:
cobalt 2.1-7.3 ultrafine diamond powder 0.4-3.2 nickel rest
RU2008125015/02A 2008-06-19 2008-06-19 Nickel-based galvanic composite material RU2360044C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008125015/02A RU2360044C1 (en) 2008-06-19 2008-06-19 Nickel-based galvanic composite material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008125015/02A RU2360044C1 (en) 2008-06-19 2008-06-19 Nickel-based galvanic composite material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2360044C1 true RU2360044C1 (en) 2009-06-27

Family

ID=41027194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008125015/02A RU2360044C1 (en) 2008-06-19 2008-06-19 Nickel-based galvanic composite material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2360044C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2638480C2 (en) * 2016-06-06 2017-12-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Composite coating based on nickel with ultra-dispersed diamonds

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2048573C1 (en) * 1992-01-03 1995-11-20 Новочеркасский политехнический институт Composition electrochemical plating
JP2006225730A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Nagaoka Univ Of Technology Material formed with nanodiamond particle-containing plating film and method for producing the same
WO2008000583A1 (en) * 2006-06-28 2008-01-03 Siemens Aktiengesellschaft Sheet metal and metal for producing sheet metal

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2048573C1 (en) * 1992-01-03 1995-11-20 Новочеркасский политехнический институт Composition electrochemical plating
JP2006225730A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Nagaoka Univ Of Technology Material formed with nanodiamond particle-containing plating film and method for producing the same
WO2008000583A1 (en) * 2006-06-28 2008-01-03 Siemens Aktiengesellschaft Sheet metal and metal for producing sheet metal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2638480C2 (en) * 2016-06-06 2017-12-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Composite coating based on nickel with ultra-dispersed diamonds

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lupi et al. Electrodeposition of nickel cobalt alloys: the effect of process parameters on energy consumption
CN102773434A (en) Nanocomposite electroplating layer copper plate of continuous casting crystallizer and preparation process of nanocomposite electroplating layer copper plate
CA1118710A (en) Hard, heat-resistant nickel electrodeposits
JP6048429B2 (en) Cobalt-nickel alloy material and article coated therewith
EP3178968A1 (en) Copper-nickel alloy electroplating bath
JP2007308801A (en) Nickel/cobalt/phosphorus electroplating composition and its application
CN106086958B (en) A kind of rare earth nickel cobalt tungsten disulfide multicomponent alloy anticorrosion antiwear composite deposite, electroplate liquid and preparation method thereof
RU2360044C1 (en) Nickel-based galvanic composite material
CN107737892B (en) Nickel cobalt manganese alloy coating and its preparation process is electroplated in continuous casting crystallizer copper plate
RU2352693C1 (en) Galvanic nickel composite
RU2362843C1 (en) Electrolyte for sedimentation of composition coating nickel-cobalt-diamond
RU2422561C2 (en) Galvanic composite material on base of nickel
JP5740616B1 (en) Additive for acidic zinc alloy plating bath, acidic zinc alloy plating bath, and method for producing zinc alloy plated member
RU2437967C1 (en) Procedure for sedimentation of composite coating nickel-vanadium-phosphorus-boron nitride
Yao Preparation, mechanical property and wear resistance of Ni–W/Al2O3 composite coatings
RU2213813C1 (en) Electroplating nickel-base composite material
RU2489530C1 (en) Electrolyte for deposition of nickel-cobalt-silicon oxide-plastic fluor composite coating
RU2418107C2 (en) Procedure for production of composite electro-plate nickel-cobalt-aluminium oxide and composite electro-plate nickel-cobalt- aluminium oxide
RU2297476C1 (en) Electrolyte for deposition of composition nickel-fluoroplastic coating
RU2352694C1 (en) Composition nickel cobalt ftoroplastic coating electrolyte
RU2489531C1 (en) Galvanic nickel-based composite material
KR100696000B1 (en) Anodizing Electrolyte Composition of Aluminum Alloy
RU2558327C2 (en) Method of production of zinc based composite coatings
CN109628967B (en) Nickel-cobalt alloy plating solution for crystallizer copper plate and device thereof
Song et al. High corrosion resistance multilayer nickel coatings on AZ91D magnesium alloys

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100620

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120327

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130620