Электролит хромирования
Использование: электрохимическое хромирование. Сущность изобретения: электролит содержит, г/л: хромовый ангидрид 150-250; серная кислота 0,5-2,0; технический криолит (в пересчете на фтор-ионы) 2.5-5,0; карбоновая кислота 0,5-2,0; двуокись титана (в. пересчете на ион четырехвалентного титана) 0,2-0,5; хромотроповая кислота 1,6-3,8. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0.5-2,0 у 0,5-2,0 0,2-0,5 1К) IQQ (л) ОО (Л (21) 4849397/26 (22) 09.07.90 (46) 28.02.93. Бюл. 1ч 8 (71) Одесский конструкторско-технологический институт по поршневым кольцам (72) А.Д,Соколов и Я,M.Áåéçåðìàí (56) Авторское свидетельство СССР N 756893, кл. С 25 D 3/04, 1978. Авторское свидетельство СССР N. 1308648. кл. С 25 D 3/04. 1985. Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению электролитических хромовых покрытий. В настоящее время широко применяются электролиты хромирования на основе хромового ангидрида для нанесения защитных и износостойких покрытий на детали из черных металлов. Цель изобретения — повышение контактной усталостной прочности хромированных деталей из черных металлов. Это достигается тем, что электролит хромирования, содержащий хромовый ангидрид, ион S04, фторсодержащее соеди-2 нение, карбоновую кислоту из группы включающей щавелевую, лимонную винную, дополнительно содержит ионы Ti u анион хромотроповой кислоты при следующем соотношении компонентов, г/л: хромовый ангидрид 150-250 фторсодержащее соединение (вещество I43 группы: ЗКаГ.AIF3. К23! Р6, 1 чаг51Еб в пересчете на фтор-ион) Mg SIFr, 2.5-5.0 „„5U„„1798385 Al (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ХРОМИРОВАНИЯ (57) Использование: электрохимическое хромирование. Сущность изобретения: электролит содержит, г/л: хромовый ангидрид 150-250; серная кислота 0,5-2,0; технический криолит (B пересчете на фтор-ионы) 2.5-5,0; карбоновая кислота 0,5-2,0; двуокись титана (в. пересчете на ион четырехвалентного титана) 0,2-0,5; хромотроповая кислота 1,6-3,8. 1 табл. SO4 (в пересчете на серную кислоту) ка4обоновая кислота Т1 . анион хромотроповой кислоты 1,6-3,8 В процессе хромирования анион хромотроповой кислоты связывает в комплексы мешающие ходу процесса восстановления хрома на катоде трехвалентные ионы железа, а также осуществляет транспортировку ионов титана в виде комплекса из раствора к катоду, где в прикатодном слое происходит разложение комплекса и образующиеся ионы титана препятствуют проникновению атомарного водорода в покрытие и способствуют выделению Нг на катоде, что Bb зывает увеличение контактно-усталостной прочности покрытия, Введение аниона хромотроповой кислоты способствует сохранению стабильности электролита и. предотвращает выпадение в осадок соединений титана. Совместное присутствие ионов Ti аниона хромотроповой кислоты обуславливает 1798385 повышение контактно-усталостной прочности, что является проявлением нового свойства. Анализ технических решений в данной области техники показал, что использование хромотроповой кислоты известно в аналитической химии, а также в текстильной промышленности в процессе окрашивания тканей. Использование аниона хромотроповой кислоты в электролитах хромирования не выявлено. Использование четырехвалентного титана широко известйо в лакокрасочной промышленности в качестве пигмента, 15 использование четырехвалентного катиона титана в хромировании не выявлено. Использование аниона хромотроповой кислоты в сочетании с Tl в электролите хромирования придает получаемому покры- 20 тию новое свойство — высокую контактноусталостную. прочность. Методика проведения испытаний на контактно-усталостную прочность следующая, 25 Испытания на контактную усталостную прочность покрытия проводились на двухроликовой машине СМЦ-2, Образцами служили ролик с хромовым покрытием, нанесенным из предлагаемого электролита, 30 содержащего, г/л: Н Я04 0,5-2,0 хромовый ангидрид 150-250 фторсодержащее соединение (в пе- 35 ресчете на фтор-ион) 2,5-5,0 ка4обоновая кислота 0,5-2,0 Tl 0,2-0,5 анион хромотроповой кислоты 1,6-3.8 40 и состава-прототипа. Контртело — ролики из каленой стали, Режимы нанесения покрытия; плотность тока 35-55 А/дм г время хромиро- 45 вания 4,5-5,0 час толщина слоя хрома 280-300 мкм Испытуемый образец и контртело закрепляли во вращающихся центрах на параллельных осях с вращением в 50 противоположные стороны (скорость 4,18 м/се к). В этом случае за каждый оборот образца его поверхность подвергается одному циклу нагружения, Ролик и контртело при- 55 жимаются друг к другу с силой P. При этом на поверхности контртела возникают нормальные контактные напряжения. max = 0,418 где D u d - диаметр ролика и контртела; b — длина контакта вдоль образующей; E - приведенный модуль упругости, Меняя величину силы Р изменяют значение om»<, В испытаниях фиксируют число циклов, после которого наступает поверхностное язвенное поражение хромового покрытия. Из этих точек в координатах напряжение-число циклов строят кривые усталостной прочности на базе нескольких миллионов циклов и определяют предел выносливости, Зная усилия, воздействующие на образец, геометрические размеры образца. число циклов до разрушения, строили кривые усталости для различных образцов. Пример, На поршневые кольца (дет. А 27.01,00,001) 110 мм из ванны, содержащей электролит предлагаемого состава, наносят хромовое покрытие при следующем режиме: плотность тока 35-55 А/дм температура 55-60 С время хромирования 4,5-5,0 час Составы, использованные для иллюстрации предлагаемого изобретения, а также контактно -усталостная прочность получаемых из этих составов покрытий приведены в таблице 1. Из данных таблицы следует, что у покрытия полученных из составов 2-4 (по и редлагаемому техническому решению) усталостно-контактная прочность увеличивается в 2,0-2,5 раза по сравнению с прототипом. Состав 5, содержащий компоненты в меньших количествах не позволяет получать покрытие с повышенной контактно-усталостной прочностью. Состав 6, содержащий компоненты в больших количествах,. чем заявляемое, проявляет нестабильность в работе. Таким образом, предлагаемое изобретение дает возможность изготавливать поршневые кольца, обладающие большей контактно-усталостной прочностью хромового покрытия, что приводит к увеличению срока их службы, Формула изобретения Электролит хромирования, включающий хромовый ангидрид, серную кислоту. фторсодержащее соединение и карбоновую кислоту, выбранную из группы, включающей щавелевую, лимонную и винную, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения контактно-усталостной прочности покры1798385 — 2,5-5,0; — 0,5-2,0; — 150-250; — 0,5-2,0, хромовый ангидрид серная кислота фторсодержащее соединение, (вещество, выбранное из группы: тех10 — 0,2-0,5; — 1,6-3,8. Состав электролита, г/л Покрытие Режим осаждения Двуокись Хромотротитана в повая киспересчете . лота в на метан пересче, те на анион Контактно-усталостная прочность, НПа Фтор. l КарбоноВремя; ч Плотност ь тока, дИ Хром. ангидрид Толщина слоя, мкм Серная кислота соед вая кислота По прототипу Ф 50 55 5,0 230 200 2аа 4,о 1,о Предлагаемый состав 150 0,5 280 500 280 500 300 500 1,6 58 5,о 55 4,8 60 4,5 2,5 0,5 0,2 3,5 1,0 0,4 509 209 0,5 55 гюю 1,0 2,5 3,8 250 209 Запредельоне составы 100 0,5 2,0 0,5 40 55 5,0 О,1 Не удалось получить покрытие требуемой величины 1,5 250 " 2 5 5,0 2,5 4,0 ю,6 55 5,0 300 200 Составитель С.Маевская Редактор А.Павловская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Òêà÷ Заказ 753 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 тий, он дополнительно содержит двуокись титана и хромотроповую кислоту, а в качестве фторсодержащего соединения, вещество. выбранное из группы: технический криолит, кремнефторид калия, кремнефторид натрия, кремнефторид магния, при следующем соотношении KQMtloHBHToB, г/л: нический криолит, кремнефторид калия, кремнефторид натрия, кремнефторид магния, в пересчете на фтор-ион) карбоновая кислота двуокись титана (в пересчете на ион четырехвалентного титана) хромотроповая кислота
