PL239465B1 - Kompozytowa powłoka stopowa Ni-B/B - Google Patents
Kompozytowa powłoka stopowa Ni-B/B Download PDFInfo
- Publication number
- PL239465B1 PL239465B1 PL430187A PL43018719A PL239465B1 PL 239465 B1 PL239465 B1 PL 239465B1 PL 430187 A PL430187 A PL 430187A PL 43018719 A PL43018719 A PL 43018719A PL 239465 B1 PL239465 B1 PL 239465B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- amount
- coating
- boron
- composite
- deposition
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 6
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N lead nitrate Chemical compound [O-][N+](=O)O[Pb]O[N+]([O-])=O RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QDWJUBJKEHXSMT-UHFFFAOYSA-N boranylidynenickel Chemical compound [Ni]#B QDWJUBJKEHXSMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest kompozytowa która powłoka stopowa Ni-B/B, która zawiera osnowę Ni-B, w którą wbudowane są cząstki proszku boru (B), i jest otrzymywana w procesie osadzania metodą redukcji chemicznej w temperaturze 75 - 90°C i pH 12 - 14 z wieloskładnikowego roztworu zawierającego: chlorek niklu(II) w ilości 20 - 40 g/l, borowodorek sodu w ilości 0,4 - 2,0 g/l, azotan ołowiu w ilości 0,01 - 0,05 g/l, etylenodiaminę w ilości 70 - 100 g/l, wodorotlenek sodu w ilości 70 - 100 g/l oraz rozproszone w kąpieli cząstki proszku boru w ilości 0,5 - 10 g/dm3.
Description
Przedmiotem wynalazku jest nowy materiał kompozytowy w postaci powłoki kompozytowej z osnową ze stopu Ni-B i wbudowaną w nią fazą dyspersyjną w postaci nanoproszku boru wytwarzany bezprądowo metodą redukcji chemicznej.
STAN TECHNIKI
W stanie techniki występują publikacje opisujące kompozytowe powłoki stopowe Ni-B z wbudowanymi cząstkami różnych proszków.
W pracy [U.S. Waware et al. / Journal of Alloys and Compounds 769 (2018) 353-359] jako fazę dyspersyjną stosowano TI2O3, w innej z prac [J.K. Pancrecious et al. Surface & Coatings Technology 356 (2018) 29-37] wykorzystywano CeO2. Jako faza dyspersyjna w tego typu powłokach stosowano także węglik krzemu [E. Georgiza et al. / Surface & Coatings Technology 325 (2017) 46-51], tlenek tytanu [V. Niksefat, M. Ghorbani / Journal of Alloys and Compounds 633 (2015) 127-136], azotek krzemu [A. Mazurek et al./Archives of Materials Science and Engineering, 87 (2017), 21 -26] czy tlenek glinu [G. Cieślak, et al. / Ochrona przed korozją, 60, 7 (2017), 215-217]. Zastosowanie nanoproszku boru jako fazy dyspersyjnej jest dość rzadkie, przykładem prac gdzie bor był stosowany jako faza dyspersyjna, a osnowę stanowi nikiel osadzany elektrochemicznie są [A. Gajewska-Midziałek, B. Szeptycka, D. Derewnicka, A. Nakonieczny, Wear resistance of nanocrystalline composite Ni-B coatings, Tribology International, 39(8) (2006) 763-768, A. Gajewska-Midzialek, B. Szeptycka, A. Nakonieczny, Nanocrystalline electochemical composite coatings with nickel matrix and boron, Transaction of the Institute of Metal Finishing, 87(3) (2009) 141-144]. Do tej pory w stanie techniki nie stwierdzono występowania powłok Ni-B/B w konfiguracji osnowa - faza dyspersyjna.
Niniejszy wynalazek ma na celu wytworzenie nowego rodzaju powłok o unikalnych właściwościach, które wynikają z wzajemnych oddziaływań między osnową stopową Ni-B, a proszkiem boru (B) jako fazą dyspersyjną.
UJAWNIENIE WYNALAZKU
Celem wynalazku było opracowanie powłoki kompozytowej o zwiększonej twardości w porównaniu ze znaną powłoką Ni-B otrzymywaną metodą chemiczną bez wbudowanych cząstek dyspersyjnych.
Przedmiotem wynalazku jest kompozytowa powłoka stopowa Ni-B/B, która charakteryzuje się tym, że zawiera osnowę nikiel-bor (Ni-B) oraz wbudowane w nią cząstki proszku boru (B) i jest otrzymywana w procesie osadzania metodą redukcji chemicznej w temperaturze 75-90°C i pH 12-14 z wieloskładnikowego roztworu zawierającego: chlorek niklu(II) (20-40 g/ dm3), borowodorek sodu (0,4-2,0 g/ dm3), azotan ołowiu (0,01-0,05 g/ dm3), etylenodiaminę (70-100 g/ dm3), wodorotlenek sodu (70-100 g/dm3) oraz rozproszone w kąpieli cząstki proszku boru (0,5-10 g/dm3). Cząstki proszku boru wbudowywane są równocześnie z formującą się powłoką Ni-B.
Powłoka otrzymywana jest przez osadzanie na podłoże metalowe lub niemetalowe. Każdy rodzaj podłoża wymaga indywidualnego przygotowania przed procesem osadzania powłoki Ni-B/B w celu zainicjowania reakcji w procesie osadzania oraz zapewnienia dobrej przyczepności z powłoką. Sposoby przygotowania konkretnych rodzajów podłoża są znane ze stanu techniki.
Korzystnie roztwór do osadzania powłok Ni-B/B miesza się mechanicznie z prędkością 50-500 obr./min, a czas procesu osadzania wynosi 1-120 min.
Korzystnie cząstki boru wbudowane są w całej objętości powłoki i powłoka o takiej strukturze charakteryzuje się twardością w zakresie od 900-1100 HK0,01. Twardość takiej powłoki jest większa o 200 HK0,01 w porównaniu do powłoki Ni-B.
Korzystnie powłokę Ni-B/B po osadzeniu poddaje się obróbce cieplnej w temperaturze 350380°C przez czas 20-60 minut. Dzięki temu uzyskuje się powłokę o większej twardości w stosunku do powłok przed obróbką cieplną.
W efekcie prowadzenia procesu otrzymuje się stopową powłokę kompozytową Ni-B/B. Grubość osadzanej powłoki zwiększa się z wydłużaniem czasu prowadzenia procesu.
PRZYKŁAD WYKONANIA I ILUSTRACJE
PRZYKŁAD
Do elektrolitu składającego się z chlorku niklu (30 g/l), borowodorku sodu (1,6 g/l), azotanu ołowiu (0,0145 g/l), etylenodiaminy (90 g/l), wodorotlenku sodu (90 g/l) dodano 1 g proszku boru o wymiarach cząstek poniżej 1 μm. Następnie roztwór mieszano mechanicznie z prędkością 200 obr./min. i pod
PL 239 465 Β1 grzano do temperatury 90°C. Proces osadzania prowadzono w czasie 120 minut. Jako podłoże zastosowano stal węglową S235JR, która była odtłuszczona węglanem wapnia i trawiona w kwasie siarkowym. W efekcie otrzymano powłokę kompozytową o dużej twardości (Fig. 1) składającą się z osnowy stopowej Ni-B i równomiernie rozproszonej w całej objętości powłoki (Fig. 2) fazy dyspersyjnej w postaci cząstek boru. Wytworzoną powłokę Ni-B/B poddano obróbce cieplnej w temperaturze 360°C w czasie 20 min. w atmosferze powietrza. Ilustracja Fig. 1 przedstawia wykres twardości powłok Ni-B oraz Ni-B/B przed i po obróbce cieplnej (OC). W wyniku obróbki cieplnej twardość powłok zwiększa się w stosunku do powłok przed obróbką cieplną (Fig. 1 - słupki z oznaczeniem OC).
ILUSTRACJE
Ilustracja Fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny prostopadły do powierzchni powłoki Ni-B/B z zaznaczonymi obszarami analizy składu chemicznego. Tabela 1 przedstawia zawartość procentową pierwiastków w badanych obszarach z Fig. 2.
Tabela I
| Pierwiastek | Obszar 1 | Obszar 2 | Obszar 3 |
| % atomowy | % atomowy | % atomowy | |
| Ni | 16,6 | 24,4 | 16,6 |
| B | 77,9 | 70,8 | 82,1 |
| O | 2,8 | 2,2 | 1,3 |
| C | 2,7 | 2,6 | - |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (4)
- Zastrzeżenia patentowe1. Kompozytowa powłoka stopowa Ni-B/B, znamienna tym, że zawiera osnowę Ni-B, w którą wbudowane są cząstki proszku boru (B), i jest otrzymywana w procesie osadzania metodą redukcji chemicznej w temperaturze 75-90°C i pH 12-14 z wieloskładnikowego roztworu zawierającego: chlorek niklu(lI) w ilości 20-40 g/l, borowodorek sodu w ilości 0,4-2,0 g/l, azotan ołowiu w ilości 0,01-0,05 g/l, etylenodiaminę w ilości 70-100 g/l, wodorotlenek sodu w ilości 70-100 g/l oraz rozproszone w roztworze cząstki proszku boru w ilości 0,5-10 g/dm3.
- 2. Powłoka wg zastrz. 1, znamienna tym, że roztwór do osadzania podczas nanoszenia powłoki miesza się mechanicznie z prędkością 50-300 obr./min., a czas osadzania wynosi 1-120 min.
- 3. Powłoka wg zastrz. 1, znamienna tym, że cząstki boru wbudowane są w całej objętości powłoki i charakteryzuje się twardością w zakresie od 900-1100 HK0,01.
- 4. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że po osadzeniu poddaje się ją obróbce cieplnej w temperaturze 350-380°C przez czas 20-60 minut i charakteryzuje się twardością w zakresie od 1100-1400 HK0,01.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL430187A PL239465B1 (pl) | 2019-06-08 | 2019-06-08 | Kompozytowa powłoka stopowa Ni-B/B |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL430187A PL239465B1 (pl) | 2019-06-08 | 2019-06-08 | Kompozytowa powłoka stopowa Ni-B/B |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL430187A1 PL430187A1 (pl) | 2020-12-14 |
| PL239465B1 true PL239465B1 (pl) | 2021-12-06 |
Family
ID=73727744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL430187A PL239465B1 (pl) | 2019-06-08 | 2019-06-08 | Kompozytowa powłoka stopowa Ni-B/B |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL239465B1 (pl) |
-
2019
- 2019-06-08 PL PL430187A patent/PL239465B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL430187A1 (pl) | 2020-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5306318A (en) | Process for making coated abrasives for grinding wheels | |
| DE2038716C3 (de) | Legierung auf Nickel- oder Kobaltbasis und ihre Verwendung als harter verschleissfester Überzug | |
| US3061525A (en) | Method for electroforming and coating | |
| CN101585084B (zh) | 烧结多孔体的生产方法 | |
| CN105209178B (zh) | 三元陶瓷热喷涂粉末和涂覆方法 | |
| CZ2002572A3 (cs) | Ochranný vícefunkční směsný povlak na bázi lehkých slitin a způsob jeho výroby | |
| WO2004005585A1 (de) | Diamantelektrode und verfahren zu ihrer herstellung | |
| Rezagholizadeh et al. | Electroless Ni-P/Ni-B-B4C duplex composite coatings for improving the corrosion and tribological behavior of Ck45 steel | |
| CN105483432B (zh) | 一种钛合金耐磨层及其制备方法 | |
| Güler et al. | The effect of advanced electrodeposited Ni-P-Cu coatings obtained with scrap cu plates on the tribological performance of Al powder metallurgy products | |
| Kollabathini et al. | Corrosion behaviour of advanced composites containing surface modified SIC as reinforcement | |
| EP2507406A2 (en) | Electroless ni-composite plated substrate and method | |
| PL239465B1 (pl) | Kompozytowa powłoka stopowa Ni-B/B | |
| AU2017386460B2 (en) | Self-lubricating ceramic cutting tool material added with nickel-phosphorus-alloy-coated calcium fluoride composite powder and preparation method therefor | |
| JPS60258481A (ja) | 粒子分散表面被覆部材の製造方法 | |
| Zuo et al. | Effect of activators on the properties of nickel coated diamond composite powders | |
| EP1451392B1 (de) | Vorbehandlungsprozess für das beschichten von aluminiumwerkstoffen | |
| DE1942292B2 (de) | Verfahren zur abscheidung eines ueberzuges | |
| CN108546898B (zh) | 一种NiTi合金与TiB2陶瓷复合的涂层材料及其制备方法 | |
| DE3509242A1 (de) | Verfahren zur herstellung von oberflaechenschutzschichten mit niob oder tantal | |
| US3989558A (en) | Coating and diffusion process for improving the life of cobalt-bonded sintered carbide tools | |
| US3785783A (en) | Ruthenium or osmium on hard metal | |
| DE102006002371A1 (de) | Verfahren zur Beschichtung eines Hartmetall- oder Cermetsubstratkörpers und beschichteter Hartmetall- oder Cermetkörper | |
| JPS6238429B2 (pl) | ||
| RU2785506C1 (ru) | Способ напыления градиентного покрытия на основе композиционного порошка системы Al:Si3N4:SiAlON |