Керування складом і властивостями бінарних і тернарних електролітичних вольфрамвмісних покривів

Abstract

Встановлено вплив режимів електролізу на склад і морфологію поверхні бінарних Co(Fe)-W і тернарних Fe-Co-W сплавів. Доведено, що нанесені в імпульсному режимі покриви бінарними сплавами відрізняються більш рівномірним розподілом компонентів по поверхні, меншим вмістом оксигену і глобулярною морфологією. Це пояснюється особливостями електрокристалізації сплавів в умовах нестаціонарного електролізу: під час імпульсу відбувається відновлення Fe3+до Fe2+, а оксовольфраматів – до оксидів вольфраму у проміжному ступені окиснення. В період паузи реалізуються процеси адсорбції реагентів, відновлення Fe2+ до металічного стану, хімічного відновлення проміжних оксидів вольфраму ад-атомами гідрогену та хімічна реакція вивільнення лігандів. Застосування імпульсного струму дозволяє осаджувати тернарні Fe-Co-W з більш рівномірною поверхнею і розширити діапазон вмісту тугоплавкого компоненту в сплаві, а вихід за струмом процесу підвищується практично вдвічі до 70 – 75 % порівняно із гальваностатичним. Показано, що за фазовим складом бінарні покриви є твердими розчинами вольфраму в α-Fe або α-Co, тоді як тернарний Fe-Co-W є аморфно-кристалічним і містить фази інтерметалідів Co7W6 і Fe7W6, а також α-Fe та цементиту Fe3C. Доведено можливість керування складом і морфологією поверхні вольфрамвмісних покривів із залізом та/або кобальтом застосуванням різних режимів та параметрів електролізу – постійного та імпульсного струму з варіюванням густини струму, тривалості імпульсу/паузи. Імпульсний електроліз сприяє підвищенню вмісту тугоплавкого компоненту та ефективності електролізу. Електролітичні сплави переважають за мікротвердістю основу зі сталі у 3–4 рази, причому підвищення вмісту вольфраму забезпечує підвищення механічних характеристик, за рахунок утворення інтерметалідів та аморфної структури покривів. За показниками покриви сплавами Co(Fe)-W і Fe-Co-W можуть ефективно використовуватись для зміцнення поверхонь зі сталі та чавуну, а також у ремонтних технологіях для відновлення спрацьованих деталей з наданням поверхні підвищених фізико-механічних властивостей