Каталог разработок

Алмазно-кластерное покрытие. Композиционные хром-алмазные износостойкие покрытия с применением наноалмазов детонационного синтеза

Поставщик: ООО «РАМ» Ключевые слова: наноалмазы, композиционные материалы, технологии, инновации

ООО «РАМ» владеет технологией нанесения износостойкого алмазно-кластерного покрытия (АКП) «НаноХром», а также технологией изготовления и восстановления деталей с использованием АКП.

Электролитическое хромирование — один из наиболее широко распространенных процессов в гальванике. Это связано, в первую очередь, со многими уникальными свойствами хромовых покрытий, которые определили его применимость в самых разных отраслях промышленности. Помимо высоких декоративных характеристик хромовое покрытие используется для придания антифрикционных свойств и повышенной износостойкости изделиям, работающим в особо нагруженных условиях. Как правило, для улучшения прочностных свойств детали покрывают толстым слоем хрома.

В то же время процесс хромирования является одним из наиболее сложных, имеющих ряд отрицательных свойств, таких, как самая низкая рассеивающая способность, очень низкий выход по току металла, способность к растрескиванию в виде сетки, а также неравномерность распределения, неоднородность цвета и блеска по поверхности и краевые эффекты (прижоги, дендриты, сколы и отлущивание сильно напряженных покрытий на кромках и выступах) при увеличении толщины защитного покрытия.

Разработанная ООО «РАМ» технология хромирования, в основе которой — нанесение композиционных хром-алмазных покрытий (ХАП) с применением кластерных наноалмазов детонационного синтеза, позволяет улучшить физико-химические свойства и снизить толщину гальванического покрытия.

Образцы с нано-алмазным покрытием, сделанные по заказу ГК «Роснанотех».

Принцип действия износостойкого покрытия

В основу технологии нанесения защитного покрытия положен способ, сущность которого заключается в изменении механизма осаждения металла, в частности хрома, за счёт введения в электролит коллоидных частиц кластерного (ультрадисперсного) наноалмаза. Кластерные материалы (наноалмазы) существенно меняют процесс гальванического осаждения металлов, что, в свою очередь, изменяет структуру износостойкого покрытия. Вследствие этого качественно улучшается адгезия хрома и достигается полное копирование микрорельефа покрываемой поверхности, что значительно увеличивает предельные напряжения сдвигового и нормального отрыва гальванического покрытия от основы.

Получение АКП основано на способности наноалмазов размерами 4–6 нм соосаждаться с металлами при их электрохимическом и химическом восстановлении из растворов их солей. Это приводит к образованию двухфазного композиционного электрохимического покрытия, состоящего из металлической матрицы и внедренных в нее дисперсных частиц наноалмазов.

Используемые наноалмазы представляют собой частицы, близкие по форме к сферическим или овальным, не имеющим острых кромок. НА (наноалмазы) вообще не имеют четко очерченных граней и представляют собой сочетание одного из самых инертных и твердых веществ в природе — алмаза (ядро частицы НА) с достаточно химически активной оболочкой в виде различных функциональных групп, способных участвовать в различных химических реакциях, что приводит к появлению уникальных свойств у стандартных гальванических покрытий.

В зависимости от состава электролита, выбранных подслоев и режимов нанесения возможно получение АКП с различными заданными свойствами.

Такое защитное покрытие обладает повышенными триботехническими характеристиками, высокой микротвёрдостью, высокой теплопроводностью, хромированное оборудование и материалы выдерживают увеличенные динамические нагрузки при эксплуатации и отличаются повышенной коррозионной стойкостью. Ресурс такого гальванического покрытия увеличивается в 2,5 — 10 раз по сравнению с обычным твёрдым хромированием в зависимости от области использования изделия.

Свойства алмазно-кластерного гальванического покрытия

  • Увеличение износостойкости: в 2,5 — 5,7 раза (по сравнению с обычным твёрдым хромированием)
  • Микротвёрдость: до 1400 HV
  • Коэффициент сухого трения: до 0,09
  • Повышение коррозионной стойкости: в 2 — 2,5 раза (за счёт отсутствия пористости по сравнению с обычным хромированием)
  • Температура работы, не более: 1100°С
  • Толщина покрытия: 0,5 — 500 мкм.

Сцепление с материалом поверхности на уровне прочности базового металла. Нанесение осуществляется на любые углеродистые, инструментальные, штамповые стали, чугун, медь, латунь.

Микроструктура обычного твердого хромового покрытия на образце металла

Микроструктура обычного твердого хромового покрытия на образце металла. Увеличение в 200 раз.

Микроструктура нано-алмазного хромового покрытия ООО РАМ на образце металла

Микроструктура нано-алмазного хромового покрытия ООО РАМ на образце металла. Увеличение в 200 раз.

Съемка поверхности микроструктуры обычного твердого хромового покрытия

Съемка поверхности микроструктуры обычного твердого хромового покрытия. Увеличение в 400 раз.

Съемка поверхности микроструктуры нано-алмазного хромового покрытия ООО РАМ

Съемка поверхности микроструктуры нано-алмазного хромового покрытия ООО РАМ. Увеличение в 400 раз.

Сферы применения изностойкого покрытия

Приоритетным для нашей компании является нанесение гальванического покрытия на элементы насосного оборудования, в частности, бурового и скважинного оборудования для нефтедобычи (детали, работающие под нагрузкой и требующие высокой износостойкости и коррозионной стойкости) в том числе:

  • сёдла клапанов нефтяных насосов;
  • роторы винтовых насосов;
  • опорные элементы гидрозащиты, буров и погружных электродвигателей;
  • внутренние поверхности корпусов поршневых гидрокомпенсаторов и гидрозащиты.

Кроме того возможно нанесение защитного покрытия на детали узлов трения машин и механизмов, детали станков-экструдеров, детали волочильного оборудования, пресс-формы, матрицы, пуансоны, свёрла, развёрстки, метчики, долбяки, резцы, металлорежущие фрезы, надфили, напильники, ножи и прочие инструменты и детали, требующие высокой износостойкости.

Карточка организации:

  • Теги