202291. lajstromszámú szabadalom • Eljárás krómbázisú bevonatrétegek előállítására
7 HU 202291 B 8 A találmány szerinti eljárással a krómbázisú és kluszter gyémántrészecskéket tartalmazó kompozit bevonat kialakítása rendkívül egyszerű és a következőképpen történik. Egy ismert módon előállított elektrolitba 4-6 tX-os vizes kluszter gyémántkolloidot keverünk. Ily módon az elektrolitban a kluszter gyémánttartalom 5-40 g/1 lesz. A kezelendő munkadarabot, amelyet kátédként használunk, bemeritjük az elektrolitba, miután az elektrolitot a megadott hőmérsékletre melegítettük. Az anódokat ólomból vagy ólom-antimon ötvözetből készítjük. Az elektrolizáló kádat természetesen az elektrolitnak ellenálló anyagból, például titánból, üvegből, kerámiából vagy műanyagból készítjük. Üzembehelyezés előtt az elektrolitot mechanikusan vagy gázbefúvatással (például sűrített levegővel) megkeverjük. A továbbiakban az elektrolit kényszerkeverése nem szükséges. A kluszter gyémánt szuszpenziós stabilitását az elektrolitban az anódon és a katódon történő gázkiválás, valamint a hővezetés biztosítja. A felhordandó bevonat vastagsága a munkadarab jellegétől függően állítható be. Borotvapengéknél például 0,02-0,06 pm, vágószerszámoknál 0,5-5 um, présszerszámoknál 10-50 um, motorgyűrűknél 80-200 um és különböző regenerálandó gépalkatrészek esetén akár 200 um fölött is lehet. Az elektrolitot célszerűen olyan koncentrációban állítjuk elő, hogy a szükséges üzemi koncentrációt vízzel történő hígítással lehessen elérni. A koncentrált elektrolit lehetővé teszi a könnyebb szállítást és tárolást, a kluszter gyémántokkal együtt. Az elektrolitnak a kluszter gyémántokkal történő üzemelése során az összetételt folyamatosan ellenőrizzük és a szükséges korrekciókat üzem közben végrehajtjuk. Komplikáltabb alakú munkadarabok bevonatainak elkészítésekor adott esetben az anódokat árnyékoló lapokkal lehet ellátni. Ezeket az ismert módon állítjuk elő. A munkadarabok előkészítése is a szokásos módon történik: a bevonandó felületeket megtisztítjuk, zsírtalanítjuk, maratjuk és az oxidfilmet eltávolítjuk. A találmány további részleteit kiviteli példák segítségével fogjuk ismertetni. A továbbiakban megadandó elektrolit összetételek természetesen csak példaként szolgálnak és adott esetben a bemutatottakon kívül is tartalmazhatnak adalékanyagokat. Ilyenek lehetnek például a felületi feszültséget csökkentő vagy a gőzölgést korlátozó adalékok. Ezek használatánál azonban figyelemmel kell lenni arra, hogy az ilyen adalékok a kluszter gyémántokkal szemben nem feltétlenül közömbösek és a gyémántok koagulációra vagy kicsapódásra történő hajlamát fokozhatják. Ez természetesen befolyásolhatja az eljárás hatékonyságát. 1. példa Desztillált vízben 250 g/1 krómsavanhidridet, 2,5 g/1 kénsavat és 6 tX-os vizes kluszter gyémántkolloidot oldottunk fel, ahol a gyémántszemcsék nagysága 0,001-0,01 um között volt. A kluszter gyémántok mennyisége a teljes elektrolitban 5 g/1 volt. Az előállított elektrolitot gőzzel, forró vízzel vagy elektromosan melegített kádba öntöttük. Az elektrolitot a kádban mintegy 35 °C-ra melegítettük fel, majd beakasztottuk az anódokat és elhelyeztük a kátédként szolgáló munkadarabot. Komplikált alakú munkadarabok esetében speciális, árnyékoló lemezekkel ellátott anódokat alkalmaztunk. Behelyezés előtt a munkadarabokat gondosan megtisztítottuk és ismert kémiai és/vagy elektromechanikai úton zsírtalanítottuk, leóblitöttük, majd a katódsínekre függesztettük. Szabványos, feszültBégszabályzóval és áramerősség szabályzóval ellátott egyenáramú áramforrást alkalmaztunk. A munkadarabokat tehát elhelyeztük az előmelegített elektrolitba és negatív polaritásé 30 A/dm2 áramsürűségű áramot kapcsoltunk be 30 másodpercig. Ezután pozitív polaritásé áramot alkalmaztunk 60 A/dm2 áramsűrűséggel 15 másodpercig. Ezután pozitív polaritásé áramot használtunk 30 A/dm2 áramsűrűséggel. A bevonat kiválási sebessége 1 um/perc volt. A bevonat mikrokeménységét természetes gyémánt gúlával mértük, amelynek csúcsszöge 108,9° volt. Ezzel a mikrokeménység értéke 65,0 N/mm2 volt. 2-5. példa Az 1. példában bemutatott módon bevonatokat készítettünk. A különböző elektrolitokban a kluszter gyémántok mennyisége 10, 20, 30, illetve 40 g/1 volt. Ily módon a bevonatrétegek keménysége 84,0, 113,0, 120,6 és 103,0 N/mm2 volt. 6-8. példák A bevonat készítésének a módja megegyezett az 1. példában ismertetettel. A felhasznált kluszter gyémántok mennyisége az elektrolitban 15 g/1 volt. Az elektrolitot különböző alkalmak során 45, 55, illetve 70 °C-ra melegítettük. Az ily módon kapott átlagos mikrokeménység értéke 102,0, 141,0 és 128,0 N/mm2 volt. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6
