Электролит для получения цинк-никелевого покрытия

 

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к получению гальванических покрытий сплавом цинк-никель. Электролит содержит, г/л: сернокислый цинк 120 - 140; сернокислый никель 160 - 180; хлористый никель 25 - 45; сернокислый натрий 20 - 40; борная кислота 20 - 40; тетракисоксиметилолфосфоний хлорид 1 - 6.

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к получению гальванических покрытий сплавом цинк-никель.

Известен кислый сульфатный электролит для получения цинк-никелевых покрытий [1] содержащий в своем составе триэтаноламин и сульфосалициловую кислоту при следующих соотношениях компонентов, г/л: Сернокислый цинк 45-65 Сернокислый никель 70-90 Сульфосалициловая кислота 10-15 Триэтаноламин 50-60 Процесс ведут при воздушном или механическом перемешивании, плотность тока 2-3 А/дм², выход по току 95-97% Содержание цинка и никеля в сплаве покрытия 8-11% Недостатком этого электролита является необходимость применения смеси добавок. Блескообразование сильно зависит от рН электролита (рН 5) и наблюдается только при перемешивании в ходе процесса. Проводились испытания коррозионной стойкости и отражательной способности покрытий на качественном уровне, количественные данные отсутствуют.

Наиболее близким по составу к предлагаемому электролиту является кислый сульфатный электролит осаждения цинк-никелевых сплавов в состав которого входит, г/л: Сернокислый цинк 127 Сернокислый никель 165 Хлорид никеля 36 Сернокислый натрий 30 Борная кислота 30 Однако этот электролит не позволяет получать блестящих покрытий с высокой микротвердостью (микротвердость покрытия, полученного в электролите приведенного состава, равна 126 кГ/мм² при плотности тока 1,5 А/дм² и 141 кГ/мм² при плотности тока 2,5 А/дм²). Коррозионное сопротивление покрытий в этом электролите составляет 235 Ом˙см² (эти показатели определены нами для покрытий, полученных в электролите приведенного состава).

Целью изобретения является повышение степени блеска, микротвердости и коррозионной стойкости покрытий цинк-никелевым сплавом.

Для этого в электролит для получения цинк-никелевого покрытия, содержащий сернокислый цинк, сернокислый никель, хлорид никеля, сернокислый натрий, борную кислоту, вводят тетракисоксиметилолфосфоний хлорид при следующем соотношении компонентов, г/л: Сернокислый цинк 120-140 Сернокислый никель 160-180 Хлористый никель 25-45 Сернокислый натрий 20-40 Борная кислота 20-40 Тетракисоксиметилол- фосфоний хлорид 1-6 Процесс ведут при плотности тока 1,5-3,0 А/дм², рН 4,5-5,0, выход по току 97-99% Состав сплава зависит от плотности тока, содержание никеля находится в интервале 10-20% Изменение концентрации компонентов выше верхнего и ниже нижнего предлагаемых пределов приводит к потере степени блеска, уменьшению коррозионной стойкости и нарушению процесса осаждения сплава.

В предлагаемом электролите получают блестящие покрытия цинк-никелевым сплавом со степенью блеска 55-65% относительно алюминиевого зеркала, коррозионным сопротивлением 650-1000 Ом˙см² и микротвердостью 400-625 кГ/мм².

Электролит готовят простым смешением компонентов.

В процессе осаждения нет необходимости в перемешивании электролита.

Синтез тетракисоксиметилолфосфоний хлорида известен [Труды Казанского химико-технологического института, 1969, вып. 40, ч. 11, с. 107] Применение тетракисоксиметилолфосфоний хлорида в качестве блескообразующей добавки в электролиты не известно.

П р и м е р 1. Электроосаждение цинк-никелевого сплава ведут в электролите следующего состава, г/л: Сернокислый цинк 120 Сернокислый никель 180 Хлористый никель 25 Сернокислый натрий 30 Борная кислота 35 Тетракисоксиметилол- фосфоний хлорид 1 Плотность тока 1-2 А/дм², рН 3,8-4,9, время осаждения 20-30 мин, выход по току 96-99% коррозионное сопротивление 1000 Ом˙см², степень блеска 60% относительно алюминиевого зеркала, микротвердость 400 кГ/мм² при плотности тока 1,5 А/дм² и 385 кГ/мм² при плотности тока 2,5 А/дм².

П р и м е р 2. Электроосаждение цинк-никелевого сплава ведут в электролите следующего состава, г/л: Сернокислый цинк 130 Сернокислый никель 160 Хлористый никель 35 Сернокислый натрий 20 Борная кислота 40 Тетракисоксиметилол- фосфоний хлорид 3 Плотность тока 1-2 А/дм², рН 3,8-4,9, время осаждения 20-30 мин, выход по току 96-99% коррозионное сопротивление 650 Ом˙см², степень блеска 65% относительно алюминиевого зеркала, микротвердость 410 кГ/мм² при плотности тока 1,5 А/дм² и 551 кГ/мм² при плотности тока 2,5 А/дм².

П р и м е р 3. Электроосаждение цинк-никелевого сплава ведут в электролите следующего состава, г/л: Сернокислый цинк 135 Сернокислый никель 175 Хлористый никель 40 Сернокислый натрий 40 Борная кислота 25 Тетракисоксиметилол- фосфоний хлорид 4 Плотность тока 1-2 А/дм², рН 3,8-4,9, время осаждения 20-30 мин, выход по току 96-99% коррозионное сопротивление 800 Ом˙см², степень блеска 60% относительно алюминиевого зеркала, микротвердость 510 кГ/мм² при плотности тока 1,5 А/дм² и 661 кГ/мм² при плотности тока 2,5 А/дм².

П р и м е р 4. Электроосаждение цинк-никелевого сплава ведут в электролите следующего состава, г/л: Сернокислый цинк 140 Сернокислый никель 165 Хлористый никель 45 Сернокислый натрий 35 Борная кислота 30 Тетракисоксиметилол- фосфоний хлорид 5
Плотность тока 1-2 А/дм², рН 3,8-4,9, время осаждения 20-30 мин, выход по току 96-99% коррозионное сопротивление 880 Ом˙см², степень блеска 55% относительно алюминиевого зеркала, микротвердость 540 кГ/мм² при плотности тока 1,5 мм² и 896 кГ/мм² при плотности тока 2,5 А/дм².

П р и м е р 5. Электроосаждение цинк-никелевого сплава ведут в электролите следующего состава, г/л: Сернокислый цинк 125 Сернокислый никель 170 Хлористый никель 30 Сернокислый натрий 25 Борная кислота 20 Тетракисоксиметилол- фосфоний хлорид 6
Плотность тока 1-2 А/дм², рН 3,8-4,9, время осаждения 20-30 мин, выход по току 96-99% коррозионное сопротивление 750 Ом˙см², степень блеска 65% относительно алюминиевого зеркала, микротвердость 620 кГ/мм² при плотности тока 1,5 А/мм² и 936 кГ/мм² при плотности тока 2,5 А/дм².

Внутреннее напряжение сжатия покрытия при концентрации тетракисоксиметилолфосфоний хлорида 1-10 г/л, плотности тока 1,5-3,0 А/дм² и времени осаждения 20 мин составляет 100-700 кГ/мм² (без определенной зависимости от концентрации и плотности тока).

Таким образом, предлагаемый электролит позволяет получать блестящие покрытия сплавом цинка-никеля с хорошим декоративным видом, высокой коррозионной стойкостью и повышенной микротвердостью, превышающие по этим показателям покрытия, полученные в электролите по прототипу и аналогу.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИНК-НИКЕЛЕВОГО ПОКРЫТИЯ, содержащий сернокислый цинк, сернокислый никель, хлористый никель, сернокислый натрий, борную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тетраоксиметилолфосфоний хлорид при следующем соотношении компонентов, г/л:
Сернокислый цинк 120 140
Сернокислый никель 160 180
Хлористый никель 25 45
Сернокислый натрий 20 40
Борная кислота 20 40
Тетраоксиметилолфосфоний хлорид 1 6