В даній роботі вивчали зміну фізико-хімічних та механічних властивостей сталевих матеріалів з гальванопокривами карбідів молібдену, вольфраму і дибориду цирконію.

Для осадження карбіду вольфраму обрали розплав NaCl–LiF–Na₂WO₄–Na₂CO₃, а для дибориду цирконію – NaCl–KСl–NaF–K₂ZrF₆–KBF₄.

Експерименти при 1173 K показали, що для осадження покривів карбіду вольфраму можна використовувати розплав, що містить 5 мас. % Na₂WO₄. За вмісту Na₂CO₃ до 0,2 мас.% на катоді виділяються суцільні осади сплавів W–W₂C, склад яких також залежить від концентрації карбонату. За концентрації 0,2///0,5 мас.% формуються суцільні осади W₂C, за 0,5…1,0 мас.% – суцільні осади W₂C–WC, а за ще більших концентрацій – незчеплений осад W₂C–WC. Оптимальним є розплав NaCl–LiF–5,0 мас.% Na₂WO₄–0,4 мас.% Na₂CO₃. Суцільні осади отримано при 1073…1323 K. Добре зчеплені рівномірні безпористі покриви сформовано за катодної густини струму 2…15 А/дм² і швидкості осадження 2…20 мкм/хв. Вихід покривів W₂C за струмом – до 40…50%, їх товщина – до 50 мкм.

На основі хроновольтамперометричних досліджень встановлено, що для забезпечення стійкого розряду спільних комплексів цирконію і бору необхідно підтримувати в розплаві KСl–NaCl молярне співвідношення [Zr(IV) + B(III)]:[F¯] > 1:4 (за співвідношення [Zr(IV)]: [B(III)] = 1:2). При цьому ВЕС призводить до виникнення однорідної фази дибориду цирконію в широкому інтервалі густин струму. Абсолютна сумарна концентрація Zr(IV) і B(III) в електроліті (в інтервалі 0,6…30 мас.%) не впливає на cклад продукту і техніко-економічні показники процесу. Встановлено, що температурний поріг початку синтезу в досліджуваному розплаві 923…943 K, інтервал оптимальних температур для одержання покривів 1073…1173 K за катодної густини струму 5…20 А/дм².

Пористість покривів визначали, накладаючи на поверхню зразків сталей Ст. 3 і 45 фільтрувальний папір, просочений розчином гексаціаноферату (ІІІ) калію. Середня кількість пор на 100 см² за оптимальних режимів нанесення покривів звичайно 4…7, що свідчить про їх практичну безпористість.

Мікротвердість покривів карбіду молібдену становить 18…19, карбіду вольфраму – 29…31, дибориду цирконію – 31…32 ГПа. Дифузійна зона, що забезпечує адгезію покриву з основою, підтверджена якісним і напівкількісним мікрорентгеноспектральними аналізами шліфів поперечних перерізів на електронному зонді МS-46 “Саmеса”. Покрив плавно переходить в основу, що підтверджують стереосканограми відколів покритих зразків.

На зносо- і абразивну тривкість випробовували зразки сталі 45 з різними покривами. Контртіло – загартована сталь. У результаті нанесення карбід-молібденових покривів зносотривкість зразків збільшилася в 5…7 разів, карбід-вольфрамових – у 6…9, а диборид-цирконієвих – у 8…11 разів. Абразивна тривкість зразків сталі 45 з покривами карбіду молібдену зросла в 4…6 разів, карбіду вольфраму – в 7…8, дибориду цирконію – у 8…10 разів.

Корозійну стійкість виробів із сталі Ст. 3, покритих W₂C і ZrВ₂, перевіряли в 3%-му розчині хлориду натрію протягом 96 год, у концентрованих НСl (38 мас.%), Н₂SO₄ (95,1 мас.%) і Н₃РО₄ (85,9 мас.%) кімнатної температури впродовж 20 год; нагрітих до 353 K і розведених до 9,5 мас.% розчинів цих же кислот протягом 8,5 год. Швидкість корозії оцінювали за втратою маси. Корозійна стійкість виробів зростає в 10…3000 разів порівняно з основою, а в певних середовищах покриті зразки практично не кородують.

Отже, для підвищення поверхневої твердості, зносо-, абразивної та корозійної стійкості сталевих матеріалів можна використати гальванопокриви карбіду вольфраму і дибориду цирконію, нанесені електролізом іонних розплавів.