Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.399-403 УДК 621.793.3 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ПОКРЫТИЙ КАРБИДОВ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ НА РАЗЛИЧНЫХ ПОДЛОЖКАХ И ИЗУЧЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ В. С. Долматов, С. А. Кузнецов Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия Аннотация Методом бестокового переноса в солевых расплавах получены покрытия карбидов тугоплавких металлов на сталях различных марок и углеродных волокнах Карбопон-В-22, позволяющие увеличить срок эксплуатации изделий при работе в агрессивной среде, высокой температуре и абразивном износе. Ключевые слова: бестоковый перенос, покрытие, карбиды тугоплавких металлов, углеродное волокно, стальная подложка. ELECTROCHEMICAL SYNTHESIS OF COATINGS OF REFRACTORY METAL CARBIDES ON DIFFERENT SUBSTRATES AND STUDY OF THEIR PROPERTIES V. S. Dolmatov, S. A. Kuznetsov I. V. Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f the Federal Research Centre “Kola Science Centre o f the Russian Academy o f Sciences”, Apatity, Russia A b stra c t Coatings of refractory metal carbides have been obtained by currentless transfer in molten salts on steels of various grades and Carbopon-B-22 carbon fibers, which allow to increase the lifetime of products during working in an aggressive environment, high temperature and abrasive wearing. Keywords : currentless transfer, coating, refractory metal carbides, carbon fiber, steel substrate. Стальные детали и арматура современной космической, силовой и запорной техники производятся по стандартам, предусматривающим высокую износостойкость и коррозионную стойкость элементов. Хорошие эксплуатационные характеристики таких деталей могут обеспечить различные защитные покрытия на поверхности стального изделия. Это могут быть, например, покрытия карбидов тугоплавких металлов, отличающихся высокой температурой плавления, жаростойкостью, высокой микротвердостью, антиабляционными свойствами. Наиболее используемыми методами получения таких защитных покрытий являются химическое и физическое осаждение из газовой фазы, прямое восстановление оксидов металлов углеродом, наплавка и др. Однако они обладают целым рядом недостатков: аппаратурное оформление этих методов является технически сложным и дорогим, высокие рабочие температуры выше 1273 K приводят к диффузионному взаимодействию с подложкой, существуют проблемы с равномерностью распределения покрытия и их высокой пористостью. Перспективными методами синтеза карбидных покрытий являются электрохимические методы синтеза в расплавленных солевых системах [1-3], лишенные вышеперечисленных недостатков и являющиеся относительно простыми в плане технической организации процесса. В результате электрохимического синтеза получаются практически беспористые покрытия карбидов тугоплавких металлов, обладающие хорошей адгезией с подложкой, имеющие высокую износостойкость и триботехнические характеристики. Методика эксперимента В качестве контейнера для расплава солей применялся тигель из стеклоуглерода (марка «СУ-2000»). В качестве реторты, в которую помещался стеклоуглеродный тигель со смесью солей, был использован толстостенный стакан из нержавеющей стали, верхняя часть которого снабжена холодильником с водяным охлаждением. Реторта закрывалась крышкой со специальными технологическими отверстиями для токоподводов и добавок солей. Вакуумирование электрохимической ячейки осуществлялось до давления менее 1,0 Па при ступенчатом нагревании. Сначала на холоде, а затем при заданной температуре. По окончании вакуумирования через технологическое отверстие ячейка заполнялась очищенным и осушенным аргоном, после чего электролит расплавлялся. Эксперименты проводились в интервале температур 973-1223 K. В работе использовались следующие солевые компоненты: фоновый расплав эквимолярной смеси хлоридов натрия NaCl и калия KCl, перекристаллизованные в растворе плавиковой кислоты гептафторотанталат 399