Электролит для осаждения сплава цинк-железо

 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электрическому осаждению сплава цинк-железо, с целью восстановления изношенных поверхностей деталей машин, например, корпусов гидравлических насосов, посадочных мест блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания, коробок передач и др. Электролит для осаждения сплава цинк-железо содержит, г/л: сульфат цинка 250-300, хлорид железа 60-100, борная кислота 25, фторид натрия 10 и первичный гидрохлорид алкиламмония (C₆-C₁₂) 1-3. В результате использования электролита повышаются физико-механические характеристики покрытия: прочность сцепления, улучшается структура осадка, снижается дендридообразование. 1 табл.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению сплава цинк-железо с целью восстановления изношенных поверхностей деталей машин, например, корпусов гидравлических насосов, посадочных мест блоков цилиндров двигателей, внутреннего сгорания, коробок перемены передач и др.

Известны растворы электролитов для осаждения сплава цинк-железо, содержащие сернокислое железо, сернокислый цинк, сернокислый алюминий, сернокислый натрий и аскорбиновую кислоту. Однако покрытия, получаемые из этих составов электролитов, имеют недостаточную микротвердость и слабую сцепляемость с основой. Электролиты имеют рассеивающую способность, малопроизводительны и подвержены окислению и загрязнению. Особенно это наблюдается при применении их при нестационарных режимах электроосаждения сплава цинк-железо (вневанное, проточное осаждение при различных формах тока).

Наиболее близким к изобретению является известный раствор электролита для осаждения сплава цинк-железо, содержащий в г/л: Цинк сернокислый 200-300 Железо сернокислое 50-60 Алюминий сернокислый 40-50 Натрий сернокислый 50-60 Борная кислота 20-30 Аскорбиновая кислота 5-10 Натриевая соль нафталиндисульфокислоты 2-5 Покрытия, получаемые из этого раствора электролита, обладают повышенной микротвердостью 90-150 кг/мм².

Однако данный раствор электролита имеет сложный состав, затруднена его корректировка по составу в технологическом процессе.

Осадки имеют крупнозернистую структуру, низкую сцепляемость с основой и при восстановлении деталей из алюминиевых сплавов имеют отличительный удельный температурный коэффициент линейного расширения. Электролит склонен к окислению, дендридообразованию при повышенных плотностях тока и малопроизводителен в нестационарных условиях осаждения сплава.

Целью изобретения является повышение физико-механических характеристик покрытия, прочности сцепления, улучшения структуры осадка, химической стойкости раствора и снижения дендридообразования.

Цель достигается тем, что раствор электролита для осаждения сплава цинк-железо, содержащий сульфат цинка, соль железа, борную кислоту, соль натрия и органическую добавку, отличается тем, что с целью повышения физико-механических характеристик покрытия, прочности сцепления, улучшения структуры осадка, химической стойкости раствора и снижения дендрирообразования в электролит вводят в качестве соли железа хлорид железа, в качестве соли натрия фторид натрия, а в качестве органической добавки первичный гидрохлорид алкиламмония (C₆-C₁₂) при следующем соотношении компонентов, г/л: Cульфат цинка 250-300
Xлорид железа 60-100
Борная кислота 25
Фторид натрия 10
Первичный гидрохлорид алкиламмония (C₆-C₁₂) 1-3.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав электролита отличается от известного введением новых компонентов, а именно: в качестве соли железа хлорид железа, в качестве соли натрия фторид натрия, в качестве органической добавки первичный гидрохлорид алкиламмония (C₆-C₁₂).

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". В раствор электролита вводятся первичные алкиламмониевые соли, в качестве которых используется известный технический реагент АНП-2, применяемый при флотации руд в качестве в качестве собирателя, общей формулой R-NH₂NCl, где R=C₆H₁₃-C₁₂H₂₅ (первичный алкиламмония гидрохлорид, смесь веществ).

Предлагаемый состав раствора электролита отличается от известного тем, что он более прост по содержанию, производителен и отвечает технологическому процессу при восстановлении деталей в нестационарных условиях (проточное, на различных формах тока). Покрытия получаются гладкими, плотными с мелкозернистой структурой, обладающие повышенной износокоррозийной стойкостью.

Таким образом, данный раствор электролита позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Осаждается твердый сплав замещения ионов цинка ионами железа, что обеспечивает физико-механические характеристики осадка, идентичные характеристикам основы алюминиевого сплава АК-4, АЛ-9, из которых изготовлены детали машин.

Процесс восстановления изношенных деталей из алюминиевых сплавов рекомендуется проводить при температуре 20-30^oC, катодной плотности тока 40-60 А/дм² и расходом раствора электролита 6 мкм³/с. Скорость вращения катода 30 об/мин.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены 12 смесей ингредиентов, 3 из которых показали оптимальные результаты (см.таблицу).

Использование изобретения позволит повысить физико-механические характеристики покрытия: прочность сцепления, структуру осадка, химическую стойкость раствора и снизит дендридообразование.

Формула изобретения

Электролит для осаждения сплава цинк-железо, содержащий сульфат цинка, соль железа, борную кислоту, соль натрия и органическую добавку, отличающийся тем, что он в качестве соли железа содержит хлорид железа, в качестве соли натрия фторид натрия, а в качестве органической добавки первичный гидрохлорид алкиламмония (С₆ С₁₂) при следующем соотношении компонентов, г/л:
Сульфат цинка 250 300
Хлорид железа 60 100
Борная кислота 25
Фторид натрия 10
Первичный гидрохлорид алкиламмония (С₆ С₁₂) 1 - 3д

РИСУНКИ

Рисунок 1