Электролит для получения покрытия сплавом хром-молибден

 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности, к электролитическому осаждению сплава хром - молибден. Электролин содержит, г/л: хромовый ангидрид 200-300, серная кислота 2,0-3,0, молибдат натрия 20-70 и шлам (КЕК) при производстве присадки экстракта фенольноалкилбензольной очистки 2,0-5,0. Использование электролита позволяет повысить выход по току и износостойкость хром-молибденовых покрытий, расширить сырьевую базу веществ, используемых в качестве органических добавок. 1 табл.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности, к электролитическому осаждению сплава хром молибден.

Известны электролиты, содержащие хромовый ангидрид, серную кислоту, молибдат натрия (1) и органическую добавку, состоящую из алкилоксихинолина (2 Прототип).

Известные электролиты обладают рядом недостатков: низкий выход сплава по току, неудовлетворительная износостойкость, а в прототипе и дефицитность добавки.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение выхода сплава по току и износостойкости хром молибденовых покрытий, расширение сырьевой базы веществ, используемых в качестве органических добавок при нанесении хром молибденовых покрытий.

Сущность изобретения заключается в том, что электролит для получения покрытий сплавом хром молибден, содержащий хромовый ангидрид, серную кислоту, молибдат натрия и органическую добавку, согласно изобретению, в качестве органической добавки он содержит шлам (КЕК) при производстве присадки экстракта фенольноалкилбензольной очистки при следующем соотношении компонентов, г/л: хромовый ангидрид 200 300 серная кислота 2,0-3,0 молибдат натрия 20-70 шлам (КЕК) 2-5 КЕК является отходом (вторичным сырьем) нефтеперерабатывающего производства, а именно, шламом при производстве присадки экстракта фенольноалкильбензольной очистки (ЭФО), соответствующий количественным и качественным составом ТУ 6 05 961 73. В предлагаемом изобретении использовали КЕК состава, минеральное масло (содержащее до 85-90% веществ нафтеновой структуры) - 70-80 оксид цинка 10-8 оксид алюминия 8-4 оксид магния 12-8
Использование КЕКа в качестве органической добавки известно (см. описание изобретения к патенту РФ N 1709766, кл. C 25 D 3/10 от 15.08.88). В известном электролите КЕК способствует увеличению электропроводности катодной пленки вследствие уменьшения энергии активации, что влечет за собой возрастание рассеивающей способности электролита.

Введение КЕКа в предлагаемый электролит приводит к новому протеканию процесса восстановления ионов хрома и молибдена и выделению водорода при большей поляризации электрода. Электронейтральные частицы КЕКа (Al₂O₃, ZnO, MgO) вначале тормозят реакцию неполного восстановления ионов Cu⁺³, а на этапе осаждения хрома до металлического процессы ускоряются. Вышеизложенное позволяет сделать вывод об облегчении адсорбции хромат- и молибдат-ионов на катодной поверхности, что влечет закономерное возрастание выхода сплава по току и износостойкости покрытий.

Таким образом, органическая добавка предлагаемого состава сообщает заявляемому электролиту новое техническое свойство изменение хода и скорости сопряженных реакций как на стадиях, предшествующих выделению металлического хрома, так и в области перехода Cu⁺⁶ _→ Cu⁰. При потенциалах неполного восстановления ионов хрома и молибдена, частицы Al₂O₃, ZnO, MgO активируют катодную поверхность за счет ударения пассивирующих пленок. Эти частицы способствуют изменению состояния при катодной фазовой пленки, в результате чего создаются благоприятные условия для выделения металлического хрома и молибдена и наблюдается увеличение выхода сплава по току, повышение износостойкости покрытий, уменьшение внутренних напряжений.

Электролит готовят следующим образом.

В воде последовательно растворяют необходимое количество хромового ангидрида, серной кислоты. КЕКа и молибдата натрия. КЕК устойчив в растворах хромовой кислоты и не разрушается под ее воздействием. В процессе электролиза он не вырабатывается и не изменяет своих каталитических свойств. Электролит стабилен в работе, корректировку электролита по органической добавке проводят 1 раз в 120 дней. Для проведения процесса электролитического осаждения сплава хром молибден содержанием КЕКа. Процесс осаждения ведут при температуре 20^oC и плотности тока 25 А/дм².

Для сравнения готовят электролит по прототипу следующего состава г/л:
хромовый ангидрид 250
серная кислота 2,5
молибдат натрия 50
алкилоксихинолин 1,5
Результаты экспериментов представлены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что при температуре 20^oC и плотности тока 50 А/дм², концентрация органической добавки 2 5 г/л при осаждении сплава из предлагаемого электролита получают блестящие и полублестящие осадки с выходом по току 39,9 51,3% и содержанием молибдена в сплаве до 2,66% с высокой износостойкостью 7600 8100 циклов.

В табл. 2 приведена зависимость состава, полученных из известного и предлагаемого электролитов, и их физико-механических свойств от катодной плотности тока.

Составы электролитов, г/л:
N1 Cr₂O₃ 250; H₂SO₄ 2,5; Na₂MgO₄·2H₂O 50; алкилоксихинолин 0,25 (прототип).

N2 Cr₂O₃ 250; H₂SO₄ 2,5; Na₂MgO₄·2H₂O 50; КЕК 4 (предлагаемый электролит).

В табл. 1 и 2 приняты следующие обозначения: б блестящие, п/б - полублестящие.

Как видно из данных, приведенных в табл. 2, при температуре 20^oC и катодной плотности тока от 25 до 100 А/дм² из предлагаемого электролита с добавкой КЕК получают качественные полублестящие осадки с выходом по току до 44,5% и содержанием молибдена до 2,4% а при температуре 50^oC и катодной плотности тока от 25 до 100 А/дм² получают качественные блестящие осадки с выходом по току до 38,0% и содержанием молибдена до 2,3%
При осаждении из известного электролита по прототипу получают полублестящие осадки с выходом по току до 23% и содержанием молибдена в сплаве 1,2%
Применение предлагаемого электролита позволяет увеличить выход сплава по току в 1,9 раза, повысить износостойкость в 1,8 раза, снизить рабочую температуру электролита до 20 25^oC, повысить содержание молибдена в сплаве в 2 раза.

Формула изобретения

Электролит для получения покрытия сплавом хром -молибден, содержащий хромовый ангидрид, серную кислоту, молибдат натрия и органическую добавку, отличающийся тем, что в качестве органической добавки он содержит шлам (КЕК) при производстве присадки экстракта фенольно-алкилбензольной очистки при следующем cooтношении компонентов, г/л:
Хромовый ангидрид 200 300
Серная кислота 2,0 3,0
Молибдат натрия 20 70
Шлам (КЕК) 2 5и

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2