Структура та фізико-механічні властивості електрокристалізованих покриттів сплавом Ni−P

Abstract

UK: Вступ. Вироби, покриті електролітичним сплавом Ni−P, становлять значний інтерес у багатьох галузях промисловості, таких як електроніка (магнітні записувальні пристрої), нафтова та газова промисловість, виробництво медичного обладнання, виробництво каталізаторів. У зв’язку з цим постає завдання визначення раціональних режимів осадження електрокристалізованих покриттів на основі сплаву Ni−P з підвищеними технологічними та експлуатаційними властивостями та дослідження їх структури. Крім того, є потреба у заміні хромових електропокриттів, які разом із дуже високими показниками механічних, захисних та декоративних властивостей, одержуються із токсичних, небезпечних для життя та здоров’я людини електролітів. Матеріали та методика. У роботі як заміну хромовим запропоновано електропокриття сплавом Ni−P, одержаним із нового, розробленого нами електроліту. Виявлено режими одержання якісних електропокриттів сплавом Ni−P, за яких визначено найкращі характеристики осадження, механічні та декоративні властивості. Результати. Досліджено вплив параметрів електролізу на вихід за струмом, швидкість осадження, мікротвердість, морфологію поверхні та відбивну здатність електрокристалізованих покриттів. Також з’ясовано, що додавання іонів фосфору до електроліту нікелювання викликає аморфізацію осадів сплавом Ni−P. Наукова новизна. Вивчено вплив режиму осадження на формування внутрішньої будови та морфології поверхні електролітичних покриттів Ni−P, отриманих із розробленого авторами електроліту. Висновки. Досліджено закономірності електроосадження покриттів сплавом Ni−P, виявлено фактори, які впливають на формування структури та властивостей. Встановлено, що додавання іонів фосфору в електроліт нікелювання викликає аморфізацію покриттів, підвищення мікротвердості та відбивної здатності. На основі аналізу одержаних даних визначено оптимальні умови електрокристалізації, за яких можна одержати покриття із заданими фізико-механічними властивостями.

EN: The purpose of the research. Ni−P electrolytic alloy coated products are of great interest in many industries such as electronics (magnetic recording devices), oil and gas industry, medical equipment manufacturing, catalyst manufacturing. In this connection, the task of determining rational deposition modes of electrocrystallized coatings based on Ni−P alloy with increased technological and operational properties and researching their structure arises. In addition, there is a need to replace chrome electrocoatings, which, along with very high indicators of mechanical, protective and decorative properties, are obtained from toxic electrolytes that are dangerous of human life and health. Materials and methodology. In this work, electroplating of Ni−P alloy, obtained from a new electrolyte developed by us, was proposed as a replacement for chromium. Modes of obtaining high-quality electrocoating with Ni−P alloy have been identified, in which the best deposition characteristics, mechanical and decorative properties have been determined. Results. The effect of electrolysis parameters on current output, deposition rate, microhardness, surface morphology and reflectivity of electrocrystallized coatings was investigated. It was also found that the addition of phosphorus ions to the nickel plating electrolyte leads to amorphization of Ni−P alloy deposits. Scientific novelty. The influence of the deposition regime on the formation of the internal structure and surface morphology of Ni−P electrolytic coatings obtained from the electrolyte developed by the authors was studied. Conclusions. The patterns of electrodeposition of Ni−P alloy coatings were studied, and the factors influencing the formation of structure and properties were identified. It was established that the addition of phosphorus ions to the nickel plating electrolyte leads to amorphization of coatings, an increase in microhardness and reflectivity. On the basis of the analysis of the received data, the optimal conditions of electrocrystallization, under which it is possible to obtain a coating with specified physical and mechanical properties, are determined.