Galwaniczne hybrydowe powłoki kompozytowe Ni-SiC-Fluoropolimer

• Autorzy: Szeptycka B.

Warianty tytułu

EN

Electroplated Ni-SiC-Fluoropolymer Hybrid Composite Coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W przedstawionych badanich elektroosadzano hybrydowe powłoki kompozytowe z osnową niklową używając cząstek ceramicznych SiC i polimerów PTFE i CFx. Do badań użyto niskostężeniową kąpiel niklową KN zawierającą 130 g/ dm sześciennych siarczanu niklu, 70 g/dm sześciennych chlorku niklu i 45 g/dm sześciennych kwasu borowego, pięć różnych rodzajów cząstek dyspersyjnych oraz 20 ml/dm sześciennych dodatku HRN. Stosowano mieszanie mechaniczne, gęstość prądu 4 A/dm kwadratowych, temp. 318 K i pH 4. Do sporządzania dyspersji stosowano trzy związki powierzchniowo-czynne. Do badań tekstury wytworzonych warstw stosowano metodę dyfrakcji rentgenowskiej a ich skład ilościowy analizowano przy użyciu SEM z przystawką EDS. Naprężenia własne mierzono metodą dylatometryczną IS-metrem. Zawartość cząstek w powłokach analizowano grawimetrycznie a mikrotwardość mierzono metodą Vickersa. Rejestrowano katodowe krzywe chronowoltamperometryczne w zakresie od -0,6 do - 1,2 V. Pomiary zużycia i współczynnika tarcia wykonano na testerze T-05 w warunkach tarcia ze smarowaniem przy zastosowaniu różnych prędkości poślizgu w zakresie 0,27 - 1 m/s oraz obciążenia 50 N i 100 N. Porównując otrzymane wyniki badań powłok Ni-SiC-fluoropolimer stwierdzono, że są one kilkakrotnie bardziej odporne na zużycie ścierne w porównaniu ze stalą w warunkach tarcia ze smarowaniem. Również współczynnik tarcia w tych warunkach był mniejszy i obniżał się znacząco ze wzrostem obciążenia i prędkości poślizgu. Hybrydowa powłoka kompozytowa Ni-SiC1000-DT 60% miała mniejszy współczynnik tarcia i większą odporność na zużycie niż inne badane warstwy kompozytowe.

EN

In present studies the hybrid composite coatings were prepared with nickel matrix and SiC ceramic particles and PTFE or CFr polymer particles. The electrodeposition processes of Ni-SiC-fluoropolymer hybrid composite coatings from low concentrated KN nickel plating bath was developed. The main components of the bath were nickel sulphate - 130 g/cubic dm, nickel chloride - 70 g/ cubic dm, boric acid - 45 g/ cubic dm, five dispersed various particles and HRN addition agent - 20 ml/ cubic dm. The electrodeposition was carried out with a mechanical stirring at [formula]. Three surface-active compounds were used to prepare the SiC and fluoropolymer dispersion in nickel bath. Preferred orientation of the obtained composite coatings were studied by X-ray analysis, while their incorporation percentage were analysed by scanning electron microscopy (SEM) and Energy Dispersion Spectroscopy (EDS). IS-meter was used for measurement of the internal stress. The particles content in the coatings was analysed gravimetrically. The microhardness of deposited coatings was measured using Vicker's method with Hanemann microhardness tester at the load of 0,05kG. Cathodic voltammetric curves with continuously changing potential were recorded in the range from -0.6 to -1.2 V. The sliding wear tests were performed by wheel abrasion test based on microprocessor tribology set T-05-tester type roller-block, with lubrication along with the specimen surface at the speed range of 0.27 to 1 m/s under specific loads of 50N and 100N. Analysing the results obtained for Ni-SiC-fluoropolymer coatings it was found that their wear resistance was many times higher as compared with steel in the conditions of friction with lubrication. The friction coefficient in these conditions was low and decreased significantly with the increase of load and rubbing speed. But it could be caused by the presence of lubrication as well as by self-lubricating properties of the composite coatings. The Ni-SiC1000-DT hybrid composite coating has lower friction coefficient and higher wear resistance than other investigated layers. This coating has a high microhardness, low roughness and also low content of built - in dispersion particles.

Słowa kluczowe

PL

powłoki kompozytowe; materiałoznawstwo; powłoki

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2003
• Tom: Nr 2
• Strony: 22--31
• Opis fizyczny: 15 rys., 2 tabele, bibliogr. 36 poz.

Twórcy

autor

Szeptycka B.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Patent USA 3 677 907 (1972).
• [2] Patent holenderski 7 203 718 (1973).
• [3] Pat. brytyjski 1 511 109, (1978).
• [4] Patent USA 3 787 294 (1974).
• [5] Teterina N.M., Haldeev G.V., Zascita Metallov, 28, 473, (1992).
• [6] Poeton A.R., "Composite Coatings for Advanced Performance", Metals and Materials, 1988, 702.
• [7] Ramesh Bapu G.N.K., Mohan S., Plating and Surf. Finish., 4, (1995), 86.
• [8] Teterina N.M., Chaldeev G.W., Zaszczita Metallov, 34, (3), (1998), 314.
• [9] Kunugi Y., Fuchigami T., Nonaka T., Chem.Lett., (1989), 1467.
• [10] Kunugi Y., Fuchigami T., Nonaka T., Matsumura S., J. Electroanal. Chem., 287, (1990), 385.
• [11] Kunugi Y., Kymada R., Nonaka T., ibid., 313, (1991), 215.
• [12] Kunugi Y., Nonaka T., Chong Y., Watanabe N., Electrochim.Acta, 37(2), (1992), 353.
• [13] Szczygieł B., Dabrowiecki K., WaligOra A., Metalloberflache, 47, (1993), 186.
• [14] Szczygieł B., ibid., 48, (1994) 239.
• [15] Szczygieł B., Oberflachen Werkstoffe, 5, (1994), 11.
• [16] Szczygieł B., Galvanotechnik, 86, (1995), 1070.
• [17] Szczygieł B., Oberflachen Werkstoffe, 35, (1994), 5, 11.
• [18] Szczygieł B., Trans. Inst. Metal Finish., 73(4), (1995), 142.
• [19] Szczygieł B., Trans. Inst. Metal Finish., 75, (1997), 59.
• [20] Yeh S.H., Wan C.C., Plat. and Surf. Finish., 3, (1997), 54.
• [21] Mertz K., Gemmler A., Metzger W., Galvanotechnik, 83, (1992), 2295.
• [22] Popov D., Monev M., ibid., 86, (1995), 1417.
• [23] Tanida Y., Pat. japoński JP 05255896, 1992.
• [24] Kurosawa K., Kawagoe R., Kojima T., Pat. Japoński JP 07207496, 1994.
• [25] Kobayashi Y., Pat. Japoński JP 08311696, 1995.
• [26] Guo Z., Den L., Yang X., Zhu X., Cailao Baohu, 34(1), (2001), 4-5, 11.
• [27] Szeptycka B., Dyspersyjne hybrydowe kompozyty metalowo – polimerowo – ceramiczne osadzane elektrochemicznie, Praca statutowa IMP, 1998 r.
• [28] Szeptycka B., Inżynieria Powierzchni, 2, (1999), 8.
• [29] Szeptycka B., Inżynieria Powierzchni, 3, (2000),12.
• [30] Szeptycka B., Opracowanie technologii galwanicznych powłok Ni – PTFE – SiC, Praca statutowa IMP, 1999 r.
• [31] Szeptycka B., Hybrydowe galwaniczne powłoki Ni – SiC –PTFE, 66, Materiały Konferencyjne 72 MTP, Poznań, 15.06.2000 r.
• [32] Szeptycka B., Inżynieria Powierzchni, 4, (2000), 19.
• [33] Szeptycka B., Inżynieria Powierzchni, 3, (2001), 21.
• [34] Szeptycka B., Galvanotechnik, 3, (2002), 663.
• [35] Szeptycka B., Ochrona przed korozją, wydanie specjalne, 7th Polish Corrosion Conference KOROZJA 2002, 2002, 390.
• [36] Szeptycka B., Przeciwzużyciowe samo –smarne powłoki elektrochemiczne w zespołach ciernych (na przykładzie transportu), projekt badawczy nr 7 T08C 010 20.