Электролит титанирования

 

Изобретение относится к гальваностегии , в частности к нанесению титановых покрытий. Электролит может найти применение для получения защитно-декоративных покрытий, а также при упрочении штамповой оснастки и режущего инструмента с последуквдим азотированием . Цепь изобретения - повышение стабильности электролита. Электролит содержит, г/л: титан сернокислый (на металл) 3,7-5,5; формальдегид бисульфит.натрия 100-200;.пирогаллол А 10-20, аммиак до рН 755-П,0. Введение в состав электролита органи-, ческих компонентов, выполняющих функцию антиокислителя и комплексообраэователя, позволяет повысить срок службы электролита до корректировки и обеспечить получение качественных прочносцепленных с подложкой из стали , меди и медных сплавов титановых покрытий. 2 табл. О (Л

СОВХОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Е1 1 25 И 3!54

БИЬЛ11(<

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4122878!23-02 (22) 17,06.86 (46) 30,07.88. Бюл. 9 28 (71) Киевское производственное объединение "!Овелирпром" (72) Г.П.Омельченко и Н.А.Труба (53) 621.357.7:669.295 (088.8) (56) Заявка Японии Р 56-5996, кл. С 25 D 3/54, 1981, P.Æ. "Химия", 1976, 11 16, реф.

9 16JI347. (54) ЭЗЖКТРОЛИТ ТИТАНИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению титановых покрытий. Электролит может найти применение для получения защитно-декоративных покрытий, а также при упрочении штамповой оснастки и режущего инструмента с последующим азотированием. Цель изобретения - повыйение стабильности злектролита, Электролит содержит, г/л титан сериокис" лый (на металл) 3,7-5,5; формальдегид бнсульфит.натрия 100-200;, пирогаллол

"А" 10-20, аммиак до рН 7,5-11 0"

Введение в состав злектролита органи-, чески< компонентов, выполняющих функцию антиокислителя и комплексообразо" вателя, позволяет повысить срок службы электролита до корректировки и обеспечить получение качественных прочносцепленных с подложкой из стали, меди и медных сплавов титановых а я

Ф покрытий. табл..l 413157

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению титановых покрытий на изделия из меди, сплавов меди и стали

Цель изобретения — повышение стабильности электролита.

Осаждение ведут из электролита, содержащего титан сернокислый, формальдегид, бисульфид натрия и пирогаллол "А".

Процесс осуществляют при 20-50 С, катодной плотности тока 3-10 А/дм без применения разделительной мемб раны. В качестве анодов используют

" пластины из платины или стали, Х18Н9Т.

Электролит готовят следующим образом. 20

Формальдегид бисульфит натрия растворяют B дистиллированной воде при 60-80 С, затем вводят пирогаллол

"А" и растворя2от при перемешивании, после полного растворения пирогалло- 25 ла A" добавляют небольши2и порциями титан серно кислый (1 5Е-ный раствор) и 25Х-ный водный раствор аммиака.

Растворение титана сернокислого производят при постоянном контроле рН, который должен находиться в пределах

7-9. Титан сернокислый является основным компонентом электролита.

В среде. восстановителя формальдегид бисульфита натрия пирогаллол "A", образует с солями титана прочные ком- 35 плексные соединения, обуславливающие высокую стабильность электролита.

Полученные осадки плотные, компактные, с высокой степенью блеска.

Толщина покрытия составляет 2-3 мкм, Нижний предел концентрации соли титана 3,7 г/л (в пересчете на металл), что составляет 98 мл 157.-ного раствора сернокислого титана обуслов45 лен тем, что при уменьшении концентрации соли титана ниже этого предела возрастает перенапряжение выделения титана на катоде, резко падает процент вь2хода по току, в результате чего невозможно получить предельнь2е значения толщинь2 покрытия (2-3 мкм).

Уменьшение концентрации соли титана ниже 3,7 г/л на качество осадка и рассеивающую способность электроли55 та не влияет. Хорошее качество осадка сохраняется до полного " тощения злек тролита солью титана.

Верхний предел концентрации соли титана 5,5 г/л (в пересчете на металл) зависит только от концентрации пирогаллола "А", максимальная растворимость которого составляет 20 г/л при 20-50 С для данного электролита.

Экспериментально установлено, что устойчивое комплексное соединение титана и пирогаллола "А" образуется только тогда, когда на связывание 1 г комплексообразователя берут не более

7-8 мл 157-ного раствора сернокислого титана, что в пересчете на металл составляет 0,26-0,28 r. При нарушении предельного соотношения Т и пирогаллола "А" выпадает осадок бурового цвета или образуется коллоидный раствор.

Нижний и верхний пределы концент" раций комплексообразователя пирогаллола "А" 10-20 г/л пропорциональны концентрациям основной соли титана соответственно 3,7-5,5 г/л в пересчете на металл и верхний предел концентрации 20 г/л, кроме того, связан с ограниченной растворимостью пирогаллола "А", Восстановитель — формальдегид бисульфит натрия, вводится в электролит для предотвращения" окисления сернокислой сол22 титана Т1 - Т2. кис" лородом воздуха и кислородом, растворенным в воде.

Предел концентраций 100-200 г/л формальдегид бису2 ьфит натрия достаточен для поддержания химического равновесия окислительно-восстановительных реакций, происходящих во время приготовления электролита титанирования с концейтрацией основной соли титана 3,7-5,5 г/л (в пересчете на металл). Концентрация восстановителя свыше 200 г/л нежелательна, так как на поверхности покрытия появляется черный налет.

Поддержание рН в пределах 7"9 при приготовлении электролита обусловлено тем, что при повышении рН свыше 9 трехвалентный титан, добавляемый в виде 157.-ного раствора сернокислого титана, может гидролизоваться H выпасть в осадок, при рН киже 7 могут образоваться соединения титана, из которых электрохимического осаждения покрытий на катоде не происходит.

I

После приготовления электролита рН можно подцерживать в интервале

6,0-11,0, 100-200

10-20

7,5-11 0

Т аб лица 1

Содержание компонентов, г/л, в электролите. по примерам

Компонент

I 1 2 3 ) 4 5 6 1 нннестный

3,7 3,8 4,0 4,5 5,5 6,0

Титан сернокислый

48,4

Фторид титана

Формальдегид бисульфит натрия

180 200 220

15 20 20

100 130 150

Пирогаллол "А"

10

7,5 8,0 8,5 9,0 11,0 2,4

Аммиак до рН

Таблица 2 (I

Режим

6 Известный

Плотность тока,А/дм

Температура, С

Электро- 20,0 лит выпал в 20

05 30 50 l00 200

15 20 35 50 60 осадок

Продолжительность осаждения, мин

10 15 20 30 40

14131

Изменение температуры в интервале

20-50 С и плотности тока 3-10 А/дм и на качество покрытий, выход по току, рассеивающую способность существенно-

ro влияния не имеет.

Конкретные примеры, иллюстрирующие получение и использование электролита, представлены в табл. 1 и 2.

Как видно из представленных данных, предлагаемый элек тролит о тличается высокой стабильностью и позволяет получать качественные титановые покрытия тОЛЩННОЙ ДО 5 мкм имеюЩее хорошую прочность сцепления с поверхностью образцов, изготовленных из стали, меди, латуни, магниевых сплавов, Электролит может найти применение в различных отраслях промьппленности для нанесения на детали защитно-декоративных титановых покрытий, а также для упрочнения штамповой оснастки и режущего инструмента с последующим азотированием.

Формула изобретения

Электролит титанирования, содержащий соль титана, аммиак, комплексообразователь и восстановитель, о тличающийся тем, что, сцелью повьппения стабильности электролита, в качестве соли титана он содержит титан сернокислый, а в качест" ве восстановителя и комплексообразователя соответственно формальдегид бисульфит натрия и пирогаллол "А" при следующем соотношении компонен" тов, г/л:

Титан сернокислый (на металл) 3,7-5,5

Формальдегид бисульфит натрия

Пирогаллол A"

Аммиак до рН

1413157

Продолжение табл.2

Режим б Известный

10 30 l 0 02 О,l

Выход по току, Ж

Толщина мк м

0,5 2,0 3,0 3,0

3,0

3,0

Внешний вид

Блестящий белый с серым оттенком

Про чное

60 53 50

50 25

Стабильность в работе

До полной выработки титана

100

Рассеивающая способ-.. ность 70 72 70 70 70

Составитель В.Игнатьев

Редактор Н.Киштулинец Техред М.Ходанич

Корректор И. Василь ева

Заказ 3740/28 Тираж 621

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное I

Производственно-поли " афическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сцепление с основой !

Отражательная способно сть

Г ГЛ

Блестящий белый Блестящий с черными верти- белый с кальными поле- серым отсами тенком