Электролит железнения

Авторы патента:


 

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению железных покрытий в машиностроительной и родственных отраслях промышленности, ремонтном производстве. Электролит железнения содержит, г: FeSO47H2O - 420, Al2(SO4)318H2O - 100, H2SO4 до pH 2,5-3,0, 0-фенантролин 510-6-110-4 моль и воду - до 1 л. 1 табл.

Изобретение относится к электрохимическому осаждению железных покрытий и может быть использовано в машиностроительной и родственных отраслях промышленности, в ремонтном производстве для восстановления и упрочнения деталей машин.

Известен электролит железнения [1] содержащий сернокислое железо, серную кислоту, сульфат калия, фторид натрия и аскорбиновую кислоту, позволяющий получать железные покрытия при pH 2,2-3, температуре 20-30oC и катодной плотности тока 12-15 А/дм2. Электролит устойчив к окислению кислородом воздуха и обеспечивает высокую для холодного электролита скорость осаждения железа (2-3 мкм/мин), но отличается повышенной агрессивностью из-за содержания фторида натрия (10 г/л). Это затрудняет его применение, особенно при осаждении на локальных участках поверхности вневанными методами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является электролит железнения [2] содержащий сернокислое железо, сернокислый алюминий и серную кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л: FeSO47H2O 420 Al2(SO4)318H2O 100 H2SO4 до pH 2,5-3,0 Осаждение в этом электролите проводят при 20-70oC и катодной плотности тока 3-12 А/дм2 с выходом по току 70-90% причем верхний предел плотности тока соответствует верхнему пределу температурного режима и наоборот.

Недостатком данного электролита является низкая скорость осаждения - 0,5-2,3 мкм/мин.

Цель изобретения увеличение скорости осаждения железа.

Указанная цель достигается тем, что электролит железнения, содержащий сернокислое железо, сернокислый алюминий и серную кислоту, дополнительно содержит o-фенантролин при следующем соотношении компонентов, г/л: FeSO47H2O, 420 Al2(SO4)318H2O, 100 H2SO4 до pH 2,5-3,0 o-фенантролин, моль/л 510-6-110-4 Осаждение проводят в интервале температур 20-70oC при катодной плотности тока 4-25 А/дм2 с выходом по току 70-90% причем верхний предел плотности тока соответствует верхнему пределу температурного режима и наоборот.

O-фенантролин (1,10-фенантролин) C12H8N2H2O
-
белый кристаллический, плохо растворимый в воде (0,3 г на 100 г воды), растворимый в разбавленных кислотах порошок. С Fe (П) образует устойчивое, не окисляющееся на воздухе комплексное соединение, прочность которого в отличие от большинства других комплексов железа превышает прочность соответствующего комплекса с Fe (Ш). Вещество не дорого, не токсично и широко используется в аналитической химии.

Введение o-фенантролина в указанных выше количествах в электролит позволяет существенно расширить диапазон допустимых плотностей катодного тока в сторону больших значений при получении гладких, мелкозернистых, хорошо сцепленных с основой покрытий с сохранением выхода по току в прежних пределах 70-90% Таким образом, обеспечивается значительное увеличение скорости осаждения железа. Положительное влияние o-фенантролина на процесс связано с особенностями его комплексообразующих свойств. При концентрации o-фенантролина в электролите ниже нижнего предела 510-6 моль/л не обеспечивается достижение заметного положительного эффекта по сравнению с известным электролитом. При концентрации o-фенантролина более 110-4 моль/л снижается прочность сцепления покрытия с основой, возможно его отслаивание от основы, покрытие становится хрупким и склонным к растрескиванию.

Приготовление электролита осуществляют следующим образом.

В дистиллированной воде растворяют сернокислый алюминий и сернокислое железо. O-фенантролин растворяют в отдельной небольшой порции подкисленной серной кислотой воды. Допустимо использование соответствующих количеств o-фенантролина солянокислого или сернокислого. Полученные таким образом растворы смешивают и доводят водой до расчетного объема. Измеряют и при необходимости корректируют pH.

Конкретные примеры, иллюстрирующие применение электролита, представлены в таблице. Здесь же (столбцы 1, 2, 4) для сравнения представлены результаты, полученные с использованием известного электролита. Осаждение железа проводили на медную фольгу в стационарном электролите. Прочность сцепления с основой оценивали методом изгиба. Время электролиза выбирали таким образом, чтобы толщина покрытия составляла около 15 мкм.

Из приведенных в таблице данных видно, что предлагаемый электролит обеспечивает получение мелкозернистых, плотных, хорошо сцепленных с основой осадков при любой одинаковой температуре при плотностях тока на 25-100% выше, чем известный электролит. В условиях практически одинаковых выходов по току это означает увеличение скорости осаждения железа на 25-100%

Электролит железнения, содержащий FeSO4 7H2O, Al2(SO4)3 18H2O и серную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит о-фенантролин при следующем соотношении компонентов:
FeSO4 7H2O, г 420
Al2(SO4)3 18H2O, г 100
Серная кислота До pH 2,5 3,0
о-Фенантролин, моль 5 10-6 1 10-4
Вода, л До 1$

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности железных, гальваническим способом на изделия из литейных цинковых сплавов типа ЦАМ и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности, автомобилестроении и др

Изобретение относится к гальваническим (гальваностегических и гальванопластическим) процессам, в частности к процессам электролитического железнения, и может быть использовано для восстановления и упрочения деталей машин и аппаратов и в других технологических процессах
Изобретение относится к области электроосаждения железных покрытий и может быть использовано для восстановления изношенных деталей на предприятиях автомобильной промышленности, машиностроительных заводах, а также в производстве и при ремонте инструментов и изделий специального назначения

Изобретение относится к электролитическому осаждению железных покрытий и может быть использовано в машиностроении, авиационной промышленности, ремонтном производстве для восстановления и упрочнения деталей машин, а также получения функциональных покрытий

Изобретение относится к электролитическому нанесению железных покрытий и может быть использовано при изготовлении изделий с износостойки- Ш1 покрытиями

Изобретение относится к области нанесения электрохимических покрытий, в частности железных, и может быть использовано для восстановления изношенных деталей машин

Изобретение относится к восстановлению и упрочнению деталей, преимущественно крупногабаритных изделий сложной формы, и может быть использовано в промышленности и ремонтном производстве при повышении долговечности и восстановлении изношенных рабочих поверхностей деталей машин, например шеек коленчатых валов, плунжеров, стержней клапанов двигателей внутреннего сгорания, кулачковых распределительных механизмов и других тел вращения путем нанесения электролитических покрытий на основе железа

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электролитам железнения, использование которых позволяет наращивать слой железа повышенной твердости на поверхности из любых марок стали и чугуна, что дает возможность восстанавливать любые изношенные детали машин и механизмов, либо создавать упрочняющий слой на новых деталях, существенно продлевая срок их эксплуатации

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано для получения гальванических фрактальных покрытий, обладающих более высокой твердостью и декоративными свойствами
Изобретение относится к области гальваностегии и может быть использовано в промышленности при ремонте машин и оборудования

Изобретение относится к области гальваностегии и может найти применение в радиоэлектронной промышленности и других областях, требующих получения тонких пленок, либо нанесения подслоя железа

Изобретение относится к восстановлению изношенных деталей машин и механизмов путем нанесения на их поверхность гальванических железных покрытий, обладающих повышенной износостойкостью

Изобретение относится к электролитическому осаждению твердых износостойких покрытий, а именно композиционных электрохимических покрытий на основе железа с металлокерамическими частицами, применяемых для восстановления и упрочнения поверхностей деталей

Изобретение относится к способу и устройству нанесения покрытия на поверхность реторты, используемой для получения губчатого титана. Осуществляют заливку в реторту электролита в виде смеси водного раствора хлористого железа и соляной кислоты. В электролит устанавливают растворимые электроды из малоуглеродистой стали в количестве 5 штук. Проводят электролитическое нанесение покрытия из металлического железа на поверхность реторты. Источник постоянного тока положительным полюсом соединен с крышкой реторты, а отрицательным полюсом - с фланцем реторты. Затем с реторты снимают крышку с электродами, удаляют электролит, устанавливают с наклоном на стенде для промывки реторты и промывают реторту изнутри водой. Затем реторту устанавливают в вакуумную электропечь, размещают в реторте устройство для титанирования с металлизатором в виде губчатого титана. Реторту разогревают и наносят при высокотемпературной выдержке на ее поверхность термодиффузионное титановое покрытие. Затем реторту извлекают из вакуумной электропечи и устанавливают в устройство для охлаждения. Охлажденную реторту направляют на процесс получения губчатого титана. Это позволит повысить качество губчатого титана и повысить срок службы реторты. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 ил.

 

Наверх