Поверхностное упрочнение алюминиевых сплавов химическим никелированием

С.А. Земляков1, А.М. Гурьев2,3, М.А. Гурьев2, С.Г. Иванов4
1АО «Алтайский завод прецизионных изделий», пр. Космонавтов, 6/2, 656023, Барнаул
2ФБГОУ ВО Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, пр-т Ленина 46, 656038 Барнаул
3Уханьский текстильный университет, КНР, 1 Fang Zhi Road, 430073 Ухань
4ООО «Технологии упрочнения», ул. Туриногорская, 656063 Барнаул
Аннотация
В работе проведено упрочнение алюминиевых сплавов АК4 и В95 методом химического никелирования. Полу-ченные покрытия исследованы с помощью оптической микроскопии, рентгенофазового анализа, изучено рас-пределение микротвердости по сечению покрытия. Изме-рена твердость упрочненных образцов, которая для уп-рочненного сплава В95 в 1,9 раза выше чем для упроч-ненного сплава АК4. Установлено, что параметры никелевого покрытия (тол-щина, микротвердость, фазовый состав) зависят от хими-ческого состава обрабатываемого алюминиевого сплава. Максимальные значения толщины покрытия и микро-твердости наблюдаются при никелировании и последую-щей термической обработке сплава В95. Установлено, что при термической обработке химически никелированного алюминиевого сплава В95 возможно образование интерметаллида AlNi на границе покрытия и основного материала, имеющего большую твердость, чем основное никелевое покрытие. На границе никелевого покрытия и сплава АК4 интерметаллидная прослойка не образуется. Установлено, что максимальная микротвердость достига-ется в нижней части покрытия, составляющей 40-50% от его толщины и по мере приближения к границе раздела покрытия и обрабатываемого материала микротвердость монотонно возрастает до максимума, далее – монотонно же убывает до микротвердости, соответствующей основ-ному материалу. На дифрактограмме образца из алюми-ниевого сплава В95 после термической обработки на-блюдается появление в главном пике интерметаллида AlNi. На дифрактограмме образца из алюминиевого сплава АК4 после термической обработки наблюдается только твердый раствор Al-Ni. Образование никелевого покрытия с таким распределе-нием значений микротвердости на алюминиевом сплаве В95 позволит упрочненному изделию «прирабатываться» в процессе эксплуатации, что должно благоприятно вли-ять на ресурс работы изделия в целом.
Получена: 02 апреля 2017   Исправлена: 01 мая 2017   Принята: 11 мая 2017
Просмотры: 39   Загрузки: 18
Ссылки
1.
Gurevich L. M., Shmorgun V. G., Slautin O. V., Bogdanov A. I. Sloistye intermetallidnye kompozity i pokrytija. M.: Metallurgizdat. 2016. 346р. [Гуревич Л. М., Шморгун В. Г., Слаутин О. В., Богданов А. И. Слоистые интерметаллидные композиты и покрытия. М.: Металлургиздат. 2016. 346с.]
2.
Lysak V. I., Kuzmin S. V. Explosive welding of metal layered composite materials. Paton Electric Welding Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine. 2003. 117p.
3.
Trykov Ju. P., Gurevich L. M., Shmorgun V. G. Sloistye kompozity na osnove aljuminija i ego splavov M.: Metallurgizdat. 2004. 230p. [Трыков Ю. П., Гуревич Л. М., Шморгун В. Г. Слоистые композиты на основе алюминия и его сплавов М.: Металлургиздат. 2004. 230с.]
4.
Anju M. Pillai, A. Rajendra, A. K. Sharma J. Coat. Technol. Res., 9 (6) 785 – 797 (2012). DOI 10.1007 / s11998‑012‑9411‑0
5.
Dresvyannikov A. F., Ivshin Ya. V., and Khairullin M. G. Protection of Metals. 6 (36) pp. 551 – 554 (2000).
6.
Nikandrova L. I. Himicheskie sposoby poluchenija metallicheskih pokrytij. Leningrad: Mashinostroenie. 1971. 104p. [Никандрова Л. И. Химические способы получения металлических покрытий. Ленинград: Машиностроение. 1971. 104с.]
7.
Devyatkina T. I., Luchneva S. I., Fomicheva S. V., Rogozhin V. V., Gavrilov G. N., Naumov V. I., and Mukhalenko M. G. Russian Journal of Applied Chemistry. 8 (89) pp. 1245−1251 (2016). DOI 10.1134 / S107042721608005X
8.
K. Hari Krishnan, S. John, K. N. Srinivasan, J. Praveen, M. Ganesan, P. M. Kavimani. Metallurgical and Materials Transactions A. 6 (37) 1917 (2006). DOI: 10.1007 / s11661‑006‑0134‑7
9.
Ivanov S. G., Garmaeva I. A., Guriev M. A., Guriev A. M., Starostenkov M. D. Lecture Notes in Mechanical Engineering. 49 22 (2015). DOI: 10.1007 / 978‑3‑319‑15684‑2_7
10.
Ivanov S. G., Guriev A. M., Starostenkov M. D., Ivanova T. G., Levchenko A. A. Russian Physics Journal. 2 (57) 266 (2014). DOI:10.1007 / s11182‑014‑0234‑6
11.
Kazakov A. A., Kiselev D. Metallography, Microstructure, and Analysis. DOI 10.1007 / s13632‑016‑0289‑6
12.
Kazakov A. A., Ryaboshuk S., Lyubochko D., Chigintsev L. Microscopy and Microanalysis. 3 (21) 1775 (2015). Doi:10.1017 / S1431927615009551
13.
Kazakov A. A. and Kiselev D. Microscopy and Microanalysis. 3 (21) 457 (2015). DOI 10.1017 / S1431927615003086.
14.
Kazakov A. A., Luong N. H., Kasakova E. I., Zorina E. M. Proceedings of the 32nd Annual Convention of the International Metallographic Society Held “Understanding Processing, Structure, Property and Behavior Correlations”. Cincinati, Ohio ASM International. (1999) p. 133 – 142.
15.
Kazakov A. A., Kovalev P. V., Myasnikov A. L., Drobinin A. A., Zinchenko S. D. Chernyie metally. 2 32 (2006) (in Russian). [Казаков А. А., Ковалев П. В., Мясников А. Л., Дробинин А. А., Зинченко С. Д. Черные металлы. 2 32 (2006).]
16.
Garmaeva I. A., Lygdenov B. D., Dolgorov A. A. Fundamental’nye problemy sovremennogo materialo-vedenija. 1 (6) 19 (2009). [Гармаева И. А., Лыгденов Б. Д., Долгоров А. А. Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 1 (6) 19 (2009).]
17.
Himiko-termicheskaja obrabotka metallov i splavov: Spravochnik // Pod red. L. S. Ljahovicha. M.: Metallurgija, 1981. 424p. [Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Справочник // Под ред. Л. С. Ляховича. М.: Металлургия, 1981. 424 с].