Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Electrodeposition and properties of nanocrystalline Ni-based alloys with refractory metal from citrate baths

Bigos A., Bełtowska-Lehman E., Indyka P., Szczerba M. J., Kot M., Grobelny M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

247-253

EN

The main aim of the present work was to determine the optimal conditions for electrodeposition of metallic Ni-Mo coatings of enhanced micromechanical properties. These alloys were electrodeposited on the ferritic steel substrate, under galvanostatic regime in a system with a rotating disk electrode (RDE), from an aqueous citrate complex solution containing nickel and molybdenum salts. The effect of the electrolyte solution pH (adjusted by sulphuric acid or ammonia) on the molybdenum content and on deposit quality as well as on the current efficiency of the electrodeposition process, has been studied. It was established that increase of bath pH is correlated with gradual increase of molybdenum content in deposits up to pH 7, where the maximum concentration of Mo(VI) electroactive citrate complex ions [MoO4(Cit)H]4- (Cit= C6H5O7-3 ) in plating bath was observed. In the selected bath of the optimum pH value, the effect of cathodic current density, as a crucial operating parameter which strongly controls the chemical composition and microstructure parameters (e.g. phase compositions, crystallite size), on the mechanical and tribological properties of the resulting coatings has been determined. It has been shown that - under all investigated current density range - crack-free, well adherent Ni-Mo coatings, characterized by microhardness of 6.5-7.8. GPa, were obtained. Alloys deposited at higher tested current densities (above 3.5 A/dm2) were characterized by compact and uniform microstructure, and thus had the highest wear and friction resistance.

PL

Głównym celem pracy było ustalenia optymalnych warunków procesu elektroosadzania metalicznych powłok Ni-Mo o podwyższonych właściwościach mikromechanicznych. Charakteryzowane stopy zostały osadzone na podłożu ze stali ferrytycznej, w warunkach galwanostatycznych, w modelowym układzie z wirujaca elektroda dyskowa (WED), z wodnych kompleksowych roztworów cytrynianowych zawierających sole niklu i molibdenu. Określono wpływ pH elektrolitu (regulowanego przez dodatek kwasu siarkowego lub amoniaku) na zawartość molibdenu w stopie, jakość osadów, jak również wydajnosc pradowa procesu elektroosadzania. Stwierdzono, że wzrost pH jest związany ze stopniowym zwiększaniem zawartości molibdenu w powłokach. Maksymalna zawartość molibdenu uzyskano w stopach wydzielonych z kąpieli galwanicznej o pH 7, gdzie jednocześnie zaobserwowano najwyższe stężenie cytrynianowych, elektroaktywnych kompleksów molibdenu typu [MoO4(Cit)H]4?-(Cit=C6H5O3-7 ). Dla wybranej kąpieli galwanicznej o optymalnym pH badano wpływ gęstości prądu katodowego (kluczowego parametru operacyjnego, kontrolującego między innymi skład chemiczny oraz mikrostrukturę, w tym skład fazowy i rozmiar krystalitów) na właściwości mechaniczne i tribologiczne wytworzonych powłok. Wykazano, że w całym analizowanym zakresie gęstości prądu, otrzymano powłoki Ni-Mo bez siatki mikropęknięć, o dobrej adhezji do stalowego podłoża, charakteryzujące się podwyższoną twardością w zakresie 6.5 do 7.8 GPa. Ponadto, powłoki osadzane przy wyższych gęstościach prądu (powyżej 3.5 A/dm2) odznaczają się zwartą i jednorodną mikrostrukturą, a tym samym najwyższą odpornością na zużycie przez tarcie.

2

Mechanical and tribological properties of electrodeposited Ni-Mo coatings

Kot M., Bełtowska-Lehman E., Bigos A., Indyka A., Morgiel J., Rakowski W.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

373-376

EN

Mechanical and tribological properties of electrodeposited Ni-Mo coating were studied. Coatings with a thickness of 30 ?m were deposited on steel disc substrates at different cathodic current densities 0.5÷5 A/dm2. Microhardness and Young's modulus of electrodeposits were measured by Vickers instrumented microindentation method. Tested coatings have a hardness from 6.4 to 7.8 GPa and Young's modulus of 180÷260 GPa. Coatings show significantly different character of deformation from elastic-plastic to brittle fracture that were found from scratch test results. Tribological tests, which have been performed on ball-on-disc tribometer showed that the increase in current density above 3 A/dm2 resulted in increased several times the wear resistance of coatings and the friction coefficient decreased from 0.8 to 0.25. Large differences in hardness and wear resistance of Ni-Mo coatings was explained by significant differences in Mo content and surface roughness of coatings obtained at different current densities. Microstructure of electrodeposits were performed using SEM and TEM techniques. Properties of Ni-Mo coatings were compared with the hard chromium coating that is nowadays frequently used in industry.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań oraz analizę właściwości mechanicznych i tribologicznych powłok Ni-Mo osadzanych metodą elektrochemiczną. Powłoki o grubości 30 um wytworzono na stalowych podłożach przy rożnych gęstościach prądu osadzania 0,5÷5 A/dm2. Testy indentacyjne wykazały, że badane powłoki charakteryzują się twardością z zakresu 6,4 do 7,8 GPa oraz modułem Younga 180÷260 GPa. Uzyskane powłoki znacząco rożniły się charakterem deformacji, występujących na skutek odkształceń sprężysto-plastycznych lub kruchego pękania, co obserwowano na obrazach torów zarysowania. Badania tribologiczne przeprowadzone w styku kula- -tarcza wskazują, że wzrost gęstości prądu powyżej 3 A/dm2 powoduje, że uzyskiwane powłoki charakteryzują się znacznie większą odpornością na zużycie oraz zmniejszeniem współczynnika tarcia z 0,8 do 0,25. Duże różnice w twardości i odporności na zużycie powłok Ni-Mo tłumaczono znacznymi różnicami udziału Mo w powłokach oraz rożną morfologią powierzchni powłok otrzymywanych przy rożnych gęstościach prądu. Badania mikrostruktury tych powłok wykonano za pomocą mikroskopii SEM i TEM. Właściwości powłok Ni-Mo porównano z powłoką z twardego chromu, która jest obecnie często stosowana w przemyśle.

3

Electrodeposition of nanocrystalline Ni-Mo coatings from citrate electrolyte solution

Bełtowska-Lehman E., Bigos A., Indyka A., Tarkowski L., Kot M., Morgiel J.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

369-372

EN

The kinetics of Ni-Mo electrodeposition from an aqueous citrate complex bath of pH 8.5, containing molybdenum and nickel salt has been investigated by means of steady-state polarization measurements in a system with a rotating disk electrode (RDE). The partial current densities for Ni and Mo deposition as a function of the rate of mass transport were determined. The coatings were deposited on the steel substrates, under potentiostatic and galvanostatic conditions. Thick, crack-free Ni-Mo coatings containing 5÷20 wt. % of Mo were obtained at room temperature with cathodic current efficiencies up to 70%. The electrodeposits were analyzed by SEM, EDS and XRD techniques. The effect of cathodic current density on chemical composition, morphology, phase composition and residual stresses of Ni-Mo coatings has been investigated. The main factors influencing the morphology of coatings were discussed. The relationship between structural properties and functionality (wear and corrosion resistance) has also been determined.

PL

Elektroosadzanie powłok Ni-Mo prowadzono w wodnych, cytrynianowych roztworach elektrolitów o pH 8.5, zawierających sole niklu i molibdenu. Kinetyka procesu została zbadana za pomocą stacjonarnych pomiarów polaryzacji katodowej w układzie z wirującą elektrodą dyskową (RDE). Ustalono zależność pomiędzy parcjalną gęstością prądu katodowego w procesie rozładowania jonów Ni i Mo, a szybkością transportu masy do katody. Powłoki osadzano w temperaturze pokojowej na stalowych dyskach, w warunkach potencjostatycznych i galwanostatycznych. Otrzymano pozbawione pęknięć powłoki Ni-Mo zawierające od 5 do 20 procent masowych molibdenu, z wydajnością bliską 70%. Mikrostruktura uzyskanych powłok została scharakteryzowana z zastosowaniem następujących technik: SEM, EDS i XRD. Określono wpływ gęstości prądu katodowego na morfologię, skład chemiczny i fazowy oraz naprężenia własne powłok Ni-Mo. Ponadto ustalono zależność pomiędzy właściwościami strukturalnymi a funkcjonalnymi powłok, takimi jak odporność na korozję oraz na zużycie.