Электролит цинкования

 

Изобретение относится к гальваностегии , в частности к электролитическому нанесению цинковых покрытий, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для защиты металлических изделий от коррозии. Цель - повышение скорости осаждения цинка, снижение агрессивности и улучшение рассеивающей способности электролита . Электролит содержит, г/л%, сернокислый цинк 80-160, хлористый аммоний 160-200, столярный клей 1-6, триарилметановый краситель 0,1-0,5, Введение триарилметанового красителя, выбранного из группы, включающей бриллиантовый зеленый, метиловый зеленый , кислотный фиолетовый С и основной синий К, обеспечивает скорость осаждения в барабане) цинка 13,5- 15,7 мкм/ч. Рассеивающая способность электролита 40-45%, агрессивность 10- 15 мг/дк ч. 1 табл. с 5В (Л

,СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 25 D 3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

80-160

160-200

1-2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4611940/02 (22) 02.1 2.88 (46) 30.03.91. Бюл. У 12 (71) Московский вечерний металлургический институт и Люберецкое произ водственное объединение "Завод им. ухтомскогоп (72). В.И.Игнатьев, М.А.Шлугер, Т.Г.Ситникова, А.В.Крупина и А.А.Кац (53) 621.357.7:669,587(088.8) (56) Гальванические покрытия в маши—

» ностроении. Справочник под ред.

M.À.Шлугера. M. Машиностроение, 1985, с.177. (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ЦИНКОВАНИЯ (57) Изобретение относится к гальва ностегии, в частности к электролитическому нанесению цинковых покрытий, Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому нанесению цинковых покрытий.

Цель изобретения — повышение скорости осаждения цинка, снижение агрессивности и улучшение рассеивающей способности электролита.

Электролит содержит сернокислый цинк, хлористый аммоний, столярный клей и триарилметановый краситель, выбранный из группы, включающей мети-. ловьп»-зеленый,. бриллиантовый зеленый, кислотный фиолетовый С, основной синий К при следующем соотношении компонентов, г/л:

„„SU„„1638213 А ) 2 и может быть использовано в различных отраслях промышленности для защиты металлических изделий от коррозии.

Цель — повышение скорости осаждения цинка, снижение агрессивности и улучшение рассеивающей способности электролита. Электролит содержит, г/л: сернокислый цинк 80-160, хлористый аммоний 1 60-200, столярный клей 1-6, триарилметановый краситель 0,1-0,5.

Введение триарилметанового красителя, выбранного из группы, включающей бриллиантовый зеленый, метиловый зеленый, кислотный фиолетовый С и основной синий К, обеспечивает скорость осаждения в барабане, цинка 13,515,7 мкм/ч. Рассеивающая способность ,. электролита 40-45Х, агрессивность 1015 Mr/äê ч, 1 табл.

С:

Сернокислый цинк

Хлористь»й аммоний

Клей столярный

Триарилметановый краситель, выбранный из вышеуказанной группы 0,1-0,5

Электролит готовят путем последовательного растворения в воде всех указанных компонентов.

Электроосаждение ведут прн комнатной температуре, рН 4-6 и плотности тока 1-6 А/дм

Вводимые в состав электролита красители представляют собой мелкодис1б38213 (С К5) N N(

С С хф з)з„

МетипаВый зеленый бриллиаитобыд зеленый (С З)2 у (3)2

О О

Оснобной синий К персные порошки, хорошо растворимые в воде и водных растворах электролитов.

Особенность поведения рассматрива5 емых компонентов в электролите состоит в том, что.благодаря наличию в структуре молекул красителя азотсодержащего активного центра они проявляют сильные поверхностно-активные 19 ! свойства и склонны к адсорбции и взаимодействию с поверхностью цинка.

Адсорбируясь и прочно закрепляясь на повер: ости цинка, молекулы ПАВ образуют плотный барьерный слой, затрудняющий разряд ионов цинка в процессе электролиза и препятствующий растворению цинка по химическому механизму в момент, когда деталь с цинковым покрытием не подвергается катодной поИонизация электродонорной аминогруппы большей частью происходит при увеличении кислотности среды и заклю- 5 чается в присоединении протона к атому азота за счет его неподеленной пары электронов, причем нейтральная молекула превращается в катион. Вместе с тем для триарилметановых производ- О ных характерны некоторые превращения, в соответствии с которыми в/зависимости от рН среды могут переходить в недиссоциированную или диссоциированную форму. При подкислении раствора равно-. весие сдвинуто в сторону образования диссоциированной формы, которая по химическому характеру представляет собой соли слабых оснований. ляризации. Большое влияние на коррозионное поведение цинка и катодную поляризацию оказывает кислотность электролита. По мере снижения рН электролита катодная поляризация возрастает.

Параллельно с ростом поляризации в присутствии добавок, с ростом кислотности среды наблюдается снижение агрессивности электролита. Обнаруженный характер влияния рН электролита на катодный процесс и коррозионные свойства цинка можно объяснить особенностями строения и химического поведения органических добавок, присутствующих в электролите и участвующих в формировании адсорбционного слоя на поверхности электрода. Молекула триарилметанового красителя содержит в составе ! -две или три электродонорные аминогруппы.

Таким образом, повышение кислотно- . сти среды способствует переходу красителя в ионную (катионную) форму и поддержанию его в этом состоянии, адсорбционная способность которой на отри1 цательно заряженной поверхности электрода оказывается выше, чем нейтральной молекулы, в силу очевидности возникновения и преобладания ионной (ге. терополярной) связи между положительно заряженным катионом и отрицательно заряженной поверхностью электрода.

Указанное обстоятельство является причиной повышения эффективности действия добавок в более кислых растворах.

13

6 ностьр2 40-457 (рассеит1а11Впая способность известного 23X), низкой агрессивностью 10-15 мг/дм, ч (агрессивг ность известного электролита 50мг/дмк

Вч) и обеспечивает скорость осаждения 13,5-15,7 мкм/ч (скорость .осаждения в известном электролите составляет 7,2 мкм/ч).

16382

Формула изобретения

Р,1-0,5

Прнмер

Состав електролнтк, г/лр м ° и 1 (2 (3 (4 ) 5 1 б 17 J в 1ФУ

/О !! J 12 Ii

80 120 160 . 80

I20 160 80

120

160

120

16О

ВО

1го

Сарнокнслый нннк

Хлорнстый аммоннй

Столнрньнь клей

160 180 200

1 ° 5 2

0.1

200

18О

180

160 1ВО 200 160

180

I 60

1,5

2 . 1

1,5

I,5

1,5

Врнллнантозый леленьдь .ь

11етнлозый нелепый

О,Э О,S

О,1

0,l

0,2

0,5

ВнслотньФ фнолетозый С

Основной сннмй K

О,l О,Э

6 5 о,5

6 5 рй

Плотность тока, А/дм

I 1

98 97

1,5

1,5 1,5

98 . 98

1 ° 5

1,5

I 5

99

98

99

98

Выход по току, 2

Скорость осакденнк, мкм/ч (з барабане)

Атресснзность ° мг /дм ч

13,5 14,2

15 14

I5,4 13 ° 6

12 15

7,2

14 ° 5

15 ° 7

1Э,7

13 ° 3 14,3

16 . 13

l4,8

l6 ° 2

l 5,3

1Э

1О

44 45 42

45 42

Рассензанвал способность, I гэ

40 42 43

12 ll 12

42

12

Внутреннме напрлкеннл, НПа

1З

12

12

1Э

47

ll/á з

50 49

II/á II/O

З 4

11нкротеердость sr!íì

49 50

50

48

П/б

П/б

П/б . Л/б

3 4

0/Ü

П/б

П/б

E/á ь

Мат

Внанннй знд локрытнл к

Порнстость, Т/см э. 3

22

21 22 го г1

2 I 20

20 . 22

2О

Ворротноннал стойкость, ч

П р в м ° ч а н в е. 1. Температура електролнта во всех сну ванн 20аС.

2, Атресснзность ьлектролнта оказывалась нрв внсвовврозазнн ° нем нннкоаык образное без актвманма тока,.

Качество осадков, получаемых из электролитов, содержащих рассматриваемые добавки, оказывается достаточно высоким и улучшается с повышением кислотности электролита, а значения плотностей тока, при которых осаждаются качественные осадки, возрастают до 5-6 А/дм

Ниже в таблице приведены конкрет-. ные примеры, иллюстрирующие использование изобретения, Как видно из представленных данных, введение в состав электролита триарилметановых красителей позволяет повысить скорость элек- 15 троосаждения покрытий, снизить агрессивность электролита и улучшить его рассеивающую способность.

При указанных режимах электролиза из электролита образуются полублестящие цинковые покрытия, имеющие высокую прочность сцепления с основой.

Электролит стабилен в работе, практически не нуждается в корректировке по вводимым добавкам, определение 25 содержания которых проводят простым фотоколориметрическим методом, и обеспечивает гарантированное качество получаемых покрытий в течение длительного срока эксплуатации ванны. 30

Предлагаемый электролит характеризуется высокой рассеивающей способЭлектролит цинкования, содержащий сернокислый цинк, хлористый аммоний и столярный клей, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения скорости осаждения покрытий, снижения агрессивности и улучшения рассеивающей способности электролита, он дополнительно содержит триарилметановый краситель, выбранный из группы, включающей бриллиантовый зеленый, метиловый зеленый, кислотный фиолетовый С и основной синий К, при следующем соотношении компонентов, г/л: .Сернистый цинк 80-160

Хлористый аммоний 160-200

Столярный клей 1-2

Триарилметановый краситель, выбранный из указанной группы