Гальванические покрытия FE-NI-P для восстановления изношенных деталей сельскохозяйственной техники и технологического оборудования

Актуальность. Анализируя гальванически нанесенный сплав Fe-Ni-P с помощью сканирования электронным микроскопом и рентгеновского анализа, становится очевидной его необычная структура, включающая микро- и морфологические особенности. Этот сплав, получаемый из сульфатного электролита при использовании асимметричного переменного тока, представляет собой комплексную систему с присутствием α-Fe и β-Ni фаз, а также фосфора, интегрированного в FeαNi, и фазы FeSO₄, возникающей в результате электролиза при динамических условиях. Применение тепловой обработки вызывает появление дополнительных фаз, таких как Ni₃P и Fe₃P. Примечательной характеристикой данного сплава является его уникальная аморфно-нанокристаллическая структура. Усиление характеристик оболочек из сплава Fe-Ni-P происходит благодаря интеграции фосфора, который делает их вдвое прочнее и в три раза более защищёнными от коррозии по сравнению с традиционными Fe-Ni оболочками. Также термическая обработка этих оболочек ведет к увеличению их устойчивости к коррозии и микротвердости за счет создания интерметаллических фаз. Было замечено, что обработанные таким образом плуги выделяются улучшенной в 1,5-2,2 раза стойкостью к абразивному износу и коррозии по сравнению с изделиями из сормайта, достигая результатов, аналогичных композитным оболочкам. Исследования показывают значительное уменьшение износа внутренней части зернопроводов после их обработки сплавом на основе железа, никеля и фосфора. В частности, после перемещения 25 000 тонн зерна зернопроводы, восстановленные данным сплавом, демонстрируют примерно в 2,4-3,1 раза более низкий уровень износа по сравнению с аналогами, изготовленными из обычной листовой стали.
Объект. Объектом исследования является изучение гальванических покрытий типа Fe-Ni-P.
Результаты и выводы. Применение катодного тока с переменной асимметрией, где плотность тока колеблется от 5 до 30 А/дм² и коэффициент асимметрии находится в диапазоне от 8 до 12, приводит к формированию поверхностей с равномерными структурами. Эти структуры характеризуются наличием как аморфных, так и кристаллических частиц, создавая образцы, которые внешне похожи на сферы и капли. В их состав входят фазы соединений вроде Ni₃P и Fe₃P, а также содержатся элементы, такие как α-Fe, β-Ni, и фосфор, встраивающийся в твердые растворы FeαNi.

1. Полищук С. Д., Стекольников Ю. А., Чурилов Д. Г. и др. Восстановление сельскохозяйственной техники и оборудования гальваническими покрытиями на основе железа. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2019. № 3 (43). С. 130-135.

2. Ушанев А. И., Кравченко А. М., Борисов Г. А. и др. Современные технологии и материалы для защиты металлических и неметаллических поверхностей сельскохозяйственной техники. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2019. № 3 (43). С. 142-147.

3. Полищук С. Д. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники хромовым покрытием с применением наноуглерода. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П. А. Костычева. 2022. Т. 14. № 3. С. 113-120.

4. Полищук С. Д., Стекольников Ю. А., Чурилов Д. Г., Стекольникова Н. Ю., Арапов И. С. Восстановление сельскохозяйственной техники и оборудования гальваническими покрытиями на основе железа. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2019. № 3 (43). С. 130-135.

5. Астанин В. К., Стекольников Ю. А., Емцев В. В., Чурилов Д. Г., Композиционные покрытия на основе сплавов железа с никелем. Проблемы совершенствования машин, оборудования и технологий в агропромышленном комплексе: материалы международной научно-технической конференции. 2019. С. 74-77.

6. Чурилов Д. Г., Стекольников Ю. А., Арапов И. С., Шемякин А. В., Андреев К. П. Промышленное использование хромирования при ремонте деталей сельскохозяйственной техники. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева.2019. № 4 (44). С. 120-125.

7. Пухов Е. В., Сидоренков В. Л., Успенский И. А. и др. Результаты определения температурных значений поверхности восстанавливаемой детали при газотермическом плакировании. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2023. Т. 15. № 2. С. 140-146.

8. Фадеев И. В., Успенский И. А., Воронов В. П. и др. Влияние продолжительности струйной мойки на степень очистки деталей. Техника и оборудование для села. 2022. № 8 (302). С. 28-30.

9. Астанин В. К., Стекольников Ю. А., Стекольникова Н. Ю. и др. Наводороживание основного металла и хромовых покрытий. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2018. № 2 (38). С. 127-136.

10. Шемякин А. В., Фадеев И. В., Успенский И. А. и др. Повышение коррозионной стойкости внутренних поверхностей топливных цистерн при очистке. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2023. Т. 15. № 1. С. 182-190.

11. Успенский И. А., Фадеев И. В., Пестряева Л. Ш. и др. Присадка к средствам для мойки деталей автотракторной техники. Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2020. № 4 (60). С. 414-425.

12. Фадеев И. В., Успенский И. А., Пестряев Д. А. и др. Дипинаконборатные добавки в растворы для мойки деталей автотракторной техники. Техника и оборудование для села. 2021. № 5 (287). С. 37-40.

13. Успенский И. А., Кулик С. Н., Митрохина Е. В., Фадеев И. В. Определение оптимальной продолжительности процесса мойки деталей в растворе синтетического моющего средства. Техника и оборудование для села. 2020. № 8 (278). С. 40-42.