Электролит для нанесения хромовых покрытий

 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности, к электрохимическому осаждению хромовых покрытий. Электролит для нанесения хромовых покрытий содержит: 250-300 г/л хромового ангидрида и 25-30 г/л сопряженных кислот общей формулы: где R₁ - OH, H; R - CH₃, H. Использование электролита позволяет расширить сырьевую базу веществ, применяемых в качестве органических добавок, при хромировании, увеличить выход по току и микротвердость покрытий, а также снизить энергозатраты. 1 табл.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности, к электрохимическому осаждению хромовых покрытий.

Известен электролит для нанесения хромовых покрытий (см. описание изобретения к Японскому патенту N 24002 кл. 12 A 231.3, 1970 г.), содержащий хромовый ангидрид и органическую добавку. В качестве органической добавки используют бетаин (глицин бетаин, α бетаин или b бутирол бетаин).

Известен электролит для электролитического осаждения хрома (см. описание изобретения к авт. св. N 244055, кл. C 23 B 5/06 от 3.05.67), содержащий хромовый ангидрид и органическую добавку. В качестве органической добавки используют аминопроизводное сульфаниловой кислоты.

Недостатком известных электролитов является низкий выход по току. Для получения удовлетворительных характеристик электролит при электроосаждении необходимо охлаждать, что повышает энергозатраты процесса.

Технической задачей предлагаемого электролита является расширение сырьевой базы веществ, используемых в качестве органических добавок при хромировании, увеличение выхода по току, увеличение микротвердости покрытий и снижение энергозатрат.

Сущность изобретения заключается в том, что электролит для нанесения хромовых покрытий, содержащий хромовый ангидрид и органическую добавку, согласно изобретению, в качестве органической добавки он содержит сопряженные кислоты общей формулы: где R₁ OH, H; R CH₃, H.

при следующем соотношении компонентов, г/л: хромовый ангидрид 250-300 сопряженные кислоты 25-30 Использование в качестве органической добавки сопряженных кислот приводит к изменению структуры и качества приэлектродной (катодной) фазовой пленки, изменению процесса электрохимического восстановления хрома. Катодная пленка состоит из хроморганических молекул, в основном из ионов хрома (II) и органических остатков из четырех сопряженных циклических ядер. Образуется электроактивный адсорционный комплекс, который проницаем для протонов. Для оценки влияния сопряженных кислот на электровосстановление хрома (VI) до металлического хрома использован температурно-кинетический метод определения эффективной энергии активации на основе парциальных поляризационных кривых выделения хрома. В присутствии сопряженных кислот процесс восстановления ионов хрома до металла существенно ускоряется. В прикатодном пространстве органический остаток протонируется и при этом резко снижается концентрация протонов в катодном объеме, что приводит к уменьшению наводороживания, увеличению пластичности хромовых покрытий и выходу хрома по току.

Таким образом, сопряженные кислоты сообщают предлагаемому электролиту новый технический эффект уменьшение энергии активации катодной поверхности, что увеличивает электропроводность катодной пленки и изменяет перенапряжение водорода.

Авторам и заявителю не известно использование сопряженных кислот с достижением указанного технического эффекта, что свидетельствует о соответствии заявляемого объекта критерию "изобретательский уровень".

Сопряженные кислоты в процессе электроосаждения образуют пену на поверхности электролита, что предотвращает его унос. Предлагаемый электролит стабилен в работе. Корректировку по органической добавке необходимо проводить всего один раз в 300 дней, так как концентрация добавки снижается лишь за счет уноса электролита при выгрузке деталей из ванны. Процесс электроосаждения рекомендуется проводить при температуре 20-40^oC и плотности тока 25-100 А/дм².

Электролит готовят следующим образом.

В воде растворяют необходимое количество хромового ангидрида и вводят органическую добавку сопряженные кислоты. Затем электролит доводят до нужного объема.

Для проведения процесса электроосаждения хрома готовят три состава электролита, отличающиеся друг от друга содержанием хромового ангидрида и органической добавки, равным соответственно, г/л: 250, 280, 300 и 25, 28, 30. Процесс электроосаждения проводят при температуре 20^oC и плотности тока 25 А/дм².

Результаты экспериментов представлены в таблице.

Из таблицы видно, что при температуре 20^oC, плотности тока 25 А/дм², концентрации органической добавки сопряженных кислот 25-30 г/л выход хрома по току составляет 58% рассеивающая способность электролита достигает 89% осадки качественные, микротвердость осадков 5100-5300 кг/мм².

Формула изобретения

Электролит для нанесения хромовых покрытий, содержащий хромовый ангидрид и органическую добавку, отличающийся тем, что в качестве органической добавки он содержит сопряженные кислоты общей формулы

где R₁ OH, H;
R CH₃, H
при следующем соотношении компонентов, г/л:
Хромовый ангидрид 250 300
Сопряженные кислоты 25 30

РИСУНКИ

Рисунок 1