|
связано с тем, что повышение концентрации хлористого железа затрудняет адсорбцию иона бора на катоде. Уменьшение концентрации хлористого железа ниже 250 кг/м3 при прочих равных условиях приводит к формированию напряженных и плохо сцепленных с подложкой осадков. 3.5. Исследование внутренних напряжений в легированных железных покрытиях 3.5.1. Методика исследования внутренних напряэ/сений Внутренние напряжения присущи в той или иной мере всем электроосажденным металлам. Изучение внутренних напряжений в электролитических осадках имеет большое практическое значение, так как под их влиянием происходит растрескивание и отслоение осадков, снижение усталостной прочности и другие явления. Существуют различные точки зрения на механизм возникновения внутренних напряжений. X. Детнер и И. Эльце предполагают, что собственные напряжения первого рода могут возникать под действием растворенного в осажденном металле водорода, вследствие разложения неустойчивых гидритов металла и возможного сокращения объема, а также вследствие посторонних включений крупных частиц. По мнению К. Снейвли, причиной возникновения внутренних напряжений является образование в покрытиях различного количества гидридов, последующего их распада и, связанных с ними, объемными изменениями. Распад гидрида сопровождается некоторой усадкой, вызывающей появление трещин в том слу54 |
60 С увеличением рН наблюдается увеличение микротвердости с 6600 до 8500 МПа. После рН 1,0 не наблюдается увеличения микротвердости, очевидно, это связано с защелачиванием и образованием гидроокиси, покрытие становится хрупким, снижается прочность сцепления. С увеличением катодной плотности тока микротвердость покрытий увеличивается. Это связано с тем, что повышается содержание фосфора в осадке и при высоких катодных плотностях тока образуются мелкокристаллитные осадки, которые характеризуются высокой микротвердостью. Микротвердость Ре Р покрытия при увеличении концентрации хлористого железа уменьшается. При изменении содержания РеСЬ ' 4Н20 в пределах от 300 до 600 кг/м3 микротвердость покрытий падает от 8500 до 7300 МПа. Очевидно, это связано с тем, что повышение концентрации хлористого железа затрудняет адсорбцию гипофосфит иона на катоде. Уменьшение концентрации хлористого железа ниже 300 кг/м3 при прочих равных условиях приводит к формированию напряженных и плохо сцепленных с подложкой осадков. Выводы Изучено влияние концентрации составляющих электролита, температуры, кислотности, катодной плотности тока и коэффициента асимметрии тока на качество железо-фосфорных покрытий. Установлено, что все параметры, характеризующие процесс электроосаждения железо-фосфорного покрытия взаимосвязаны и влияют на качество осадков. На основе полученных экспериментальных данных были построены диаграммы, определяющие параметры электролиза, которые обеспечивают получение высококачественных осадков без сетки трещин. Установлено, что 101 4.3. Исследование внутренних напряжений железо-фосфорных покрытий 4.3.1 Общие сведения Внутренние напряжения присущи в той или иной мере электроосажденным осадкам всех металлов. Изучение внутренних напряжений в электролитических осадках имеет большое практическое значение, так как под их влиянием происходит растрескивание и отслоение осадков, снижение усталостной прочности и другие явления. Под внутренними напряжениями в электроосажденном покрытии принято понимать силы, стремящиеся изменить объем осадка. Если осадок стремится сжаться или уменьшить свой объем, в основном металле возникают напряжения растяжения (+■). Если осадок стремится расшириться или увеличиться в объеме, в основном металле возникают напряжения сжатия вВнутренние напряжения называют еще остаточными напряжениями, так как они существуют в деталях, изделиях и конструкциях в случае отсутствия внешнего воздействия (силового или температурного). Внутренние напряжения бывают трех родов: 1) напряжения первого рода (макронапряжения)-уравновешивающиеся в областях, соизмеримых с размерами детали; 2) напряжения второго рода (кристаллические)-уравновешивающиеся в объемах порядка величины зерна металла; 3) напряжения третьего рода (элементарные)-уравновешивающиеся в объемах, имеющих порядок элементарной кристаллической ячейки. Существуют различные точки зрения на механизм возникновения внутренних напряжений. 102 X. Детнер и И. Эльце предполагают, что собственные напряжения первого рода могут возникать под действием растворенного в осажденном металле водорода, вследствие разложения неустойчивых гидритов металла и возможного сокращения объема, а также вследствие посторонних включений крупных частиц. Но мнению К. Снейвли, причиной возникновения внутренних напряжений является образование осадка различного количества гидритов, последующего их распада и, связанных с ними, объемными изменениями. Распад гидрида сопровождается некоторой усадкой, вызывающей появление трещин в том случае, если возникающие напряжения превышают пределы пластической деформации. Некоторые исследователи основываются на одной какой-либо причине возникновения внутренних напряжений, но большинство исследователей утверждают, что внутренние напряжения возникают в результате одновременного влияния ряда факторов. 4.3.2 Методика измерения внутренних напряжений Наиболее высокую воспроизводимость результатов обеспечивает метод растяжения-сжатия ленточного катода [105, 106]. Условия осаждения покрытий остаются постоянными в течение опыта, а результаты измерений легко поддаются магемети ческой обработке. В случае измерения внутренних напряжений по методу непрерывной деформации ленточного катода при различных механических характеристиках покрытия и основы, рассчетная формула имеет следующий вид: __ Ек-<\ /Гпс1 а~[1(1-5к)+1(1 .9п) |