Электролит для осаждения покрытий никель - бор

 

Изобретение касается нанесения гальваническим методом износостойкого покрытия никель-бор, не содержащего вредных примесей Pb, Zn, As, Cd, и может быть применено в пищевом, электронном машиностроении. Электролит для осаждения покрытия никель-бор, содержащий, г/л: никель сернокислый (семиводный) 230 - 300, никель хлористый /шестиводный/ 25 - 35, никель уксуснокислый 4-6, кислота уксусная /ледяная/ 5-15, соль полиэдрического бората /в пересчете на B₁₀N₁₀^2-/ 0,1 -2,0. "Прогресс" 0,5-1, Омл/л и акрилат-ион 0,02 - 0,05. 2 табл.

Изобретение относится к электроосаждению покрытий на основе сплава никель-бор и может найти применение в пищевом, электронном машиностроении и медицинской технике как износостойкое покрытие, не содержащее вредных примесей.

Известен электролит для осаждения покрытий на основе никель-бор, содержащий/ г/л: никель хлористый 80 140, декагидроборат натрия 0,05 5,0, натрий уксуснокислый 20 60, натрий рениевокислый 11 15, натрий фтористый 3-5, сернокислая 0,1 2,0 и уксусная кислота до pH 5,0 -5,2.

Недостатком электролита является низкая экологическая чистота покрытия.

Целью изобретения является уменьшение содержания вредных примесей в покрытии при сохранении его износостойкости за счет возрастания адсорбционной способности бордобавки, приводящей в увеличению процентного содержания бора в сплаве.

Сущность изобретения заключается в том, что покрытие осаждают из электролита, содержащего, г/л: сернокислый /семиводный/ никель 230 300; хлористый /шестиводный/ никель 25 35, уксуснокислый /четырехводный/ никель 4 6, уксусную ледяную кислоту 5 15, до pH 3,0 4,0 соль полиэдрического бората в пересчете на B₁₀H₁₀^2- 0,1 2,0 "Прогресс" 0,5 - 1,0 мл/л, акрилат-ион 0,02 0,05.

Осаждение ведут при плотностях тока 4 60 А/дм² при 45 - 60^oC. Процесс осаждения заканчивают по достижении заданной толщины покрытия.

Увеличение концентрации акрилат-иона более 0,05 г/л не приводит к дальнейшему увеличению чистоты покрытий никель-бор /отсутствие в них Pb, Zn, As, Cd/.

Концентрация акрилат-иона в растворе ниже 0,02 г/л не обеспечивает устранения вредных примесей в покрытии.

Электролит готовят последовательным добавлением к раствору солей никеля соли полиэдрического бората и акрилат-ионов. Электролит доводят до pH 3,0 - 4,0 ледяной уксусной кислотой. Понижение концентрации сернокислого никеля ниже 200 г/л и хлористого никеля ниже 20 г/л приводит к уменьшению анодного выхода по току /менее 80%/. Повышение концентрации этих солей выше 300 и 35 г/л соответственно ведет к уменьшению рассеивающей способности электролита /менее 50% / и осаждение крупнозернистых покрытий, особенно при плотностях тока выше 6 А/дм².

Введение ацетата никеля в сочетании с уксусной кислотой обеспечивает высокую буферную емкость электролита и поддержание его pH в пределах 3,0 - 4,0. Снижение концентрации ацетата никеля <1 г/л и уксусной кислоты ниже 5 г/л соответственно приводит к снижению буферной емкости электролита ниже 0,01 г. э. NaOH/pH л, что не позволяет получать качественное покрытие при плотностях тока 4 60 А/дм². Повышение концентрации этих компонентов выше 6 и 15 г/л соответственно вызывает ухудшение рассеивающей способности электролита и ведет к получению неравномерных крупнозернистых покрытий. Повышение концентрации этих компонентов выше 6 и 15 г/л соответственно вызывает ухудшение рассеивающей способности электролита и ведет к получению неравномерных крупнозернистых покрытий. Повышение концентрации акрилат-иона выше 0,05 г/л не приводит к увеличению чистоты покрытия, его микротвердости и износостойкости, а также приводит к химической нестойкости /коагуляции/ акрилат-ионов в растворе электролита. При снижении концентрации акрилат-ионов ниже 0,02 г/л не обеспечивается устранение вредных примесей /Pb, Zn, As, Cd/ в покрытии.

Способ иллюстрируется табл.1, 2, где представлены составы электролита, режим осаждения, свойства покрытий и содержание в них вредных примесей.

Бор в покрытии определяли в виде борной кислоты после связывания никеля трилоном Б. Содержание вредных примесей /Pb, Zn, As, Cd/ в покрытии определяли на атомно-абсорбционном спектрометре модели 2100 фирмы PERMIN-ELMEP, точность определения элементов в покрытии 0,001 мас.

Микротвердость покрытий измеряли на микротвердомере ПМТ-3 при нагрузке 50 г. Износостойкость покрытий никель-бор определяли на виброустановке /конструкции АО ВНИПП/ в среде риса с добавкой 5 мас. абразива МК 20; амплитуда колебаний испытательной камеры 10-12 мм, частота колебаний 200 Гц, время испытаний 8 ч.

Как видно из представленных данных /табл.1, 2/, предлагаемый электролит и способ осаждения покрытия позволяет получить износостойкое покрытие никель-бор, не содержащее вредных примесей.

Формула изобретения

Электролит для осаждения покрытий никель бор, содержащий соль никеля, соль полиэдрического бората, никель хлористый, ацетат-ион и уксусную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит "Прогресс" и акрилат-ион, в качестве соли никеля никель сернокислый, а в качестве ацетат-иона никель уксуснокислый при следующем соотношении компонентов, г/л: Никель сернокиелый (семиводный) 230 300 Никель хлористый (шестиводный) 25 35 Никель уксуснокислый 4 6 Кислота уксусная (ледяная) 5 15 Соль полиэдрического бората (в пересчете на B₁₀H^2-₁₀)) 0,1 2,0 "Прогресс", мл/л 0,5 1,0 Акрилат-ион 0,02 0,05,

РИСУНКИ

Рисунок 1