Электролит для получения покрытий на основе хрома

 

Изобретение относится к электрохимии, а именно к гальванотехнике, в частности к составам электролитов для восстановления деталей. Электролит содержит хромовый ангидрид 120-400 г/л, серную кислоту 1,2-4,0 г/л и хлористый кобальт 30-100 г/л. Такой состав позволяет увеличить выход по току, скорость осаждения покрытия и его микротвердость.

Изобретение относится к электрохимии, а именно к гальванотехнике, в частности к составам электролитов для восстановления деталей.

Известен электролит (1) для получения покрытий на основе хрома, включающий водный раствор хромового ангидрида и серную кислоту при следующем составе компонентов (г/л): Хромовый ангидрид CrO₃ - 150-300 Серная кислота H₂SO₄ - 1,5-3,0 Такой электролит при средних показателях называют стандартным и получают при растворении в дистиллированной воде указанное количество хромового ангидрида с последующим добавлением серной кислоты и тщательным перемешивании (1). Однако при использовании такого электролита при хромировании параметры получаемого покрытия недостаточны.

Наиболее близким к заявленному является электролит для получения покрытий на основе хрома, включающий водный раствор хромового ангидрида, серную кислоту и неорганическую добавку (2) при концентрации двух первых компонент, аналогичной вышеуказанной, причем в качестве неорганической добавки используют соли бария и калия. Использование такого электролита позволяет ускорить процессы получения покрытия на основе хрома, однако данное покрытие также не обладает достаточными параметрами.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества получаемого покрытия при одновременном повышении эксплутационных параметров процесса нанесения покрытия при использовании данного электролита.

Указанная техническая задача решается тем, что в качестве добавки используют хлористый кобальт при следующем соотношении компонентов электролита (г/л воды): Хромовый ангидрид CrO₃ - 120-400 Хлористый кобальт CoCl₂6H₂O - 30-100 Серная кислота H₂SO₄ - 1,2-4,0 Поиск, проведенный по техническим источникам информации, показал, что заявленная совокупность неизвестна, т.е. заявленное соответствует условию патентоспособности "новизна". Поскольку электролит состоит из известных составляющих, то заявленное соответствует условию "промышленная применимость". А так как состав был подобран на основе проведенных экспериментов и, следовательно, он неочевиден для специалистов, то заявленное соответствует условию "изобретательский уровень".

Электролит готовят следующим образом. В начале аналогично представленному в (1) хромовый ангидрид растворяют в дистиллированной воде до величины 120-300 г/л, после добавляют серную кислоту при соотношении ангидрида и кислоты в среднем как 100:1, т.е. 1,2-3,0 г/л и хлористый кобальт 30-60 г/л воды.

В данном электролите при температуре 50-55^oC осуществляют процесс нанесения покрытия на основе хрома с кобальтом. Эксперименты показали, что плотность тока при этом по сравнению со стандартными величинами, указанными в (1) возрастает до 60-130 А/дм² при выходе по току до 40%. Микротвердость покрытия составляет 1200-1400 кГ/мм² при скорости осаждения до 120 мкм/ч. Эти показатели в 1,2-1,5 раза превосходят показатели параметров, имеющих место при стандартных известных применяемых на практике составах аналогичной стоимости. Кроме того, при нанесении покрытий на детали, к которым предъявляются высокие требования относительно шероховатости наносимых покрытий /например, плунжеры/ увеличение плотности тока играет существенную роль при получении покрытий высокого качества. Это позволяет увеличить как выход по току, так и микротвердость со скоростью осаждения, что обусловлено введением в электролит добавки - хлористого кобальта, чей электролитический эквивалент в 3-3,5 раза выше, чем у хрома, что позволяет широко применять такой электролит в ремонтном производстве, в то время как применение других составов в данном случае ограничено. В качестве примера можно привести использование данного электролита с содержанием хромового ангидрида 200 г/л, хлористого кобальта 60 г/л и серной кислоты 2 г/л для нанесения покрытия на плунжеры, используемые в автотракторной технике. При осаждении плотность тока составляла 100 А/дм², температура электролита была в указанных выше пределах. Микротвердость полученного покрытия составила 1340 кГ/мм², скорость осаждения покрытия составила 100 мкм/ч, а выход по току 37%. Эти показатели существенно превышают показатели, имеющие место при использовании стандартных электролитов.

Использование электролита представленного состава позволяет получать покрытия с высокими эксплуатационными параметрами при высокой эффективности самого процесса нанесения покрытий, что позволяет его широко использовать в ремонтном производстве.

Источники информации: 1. Гальванические покрытия в машиностроении, справочник под ред. Шлугера М.А., т. 1, М.: Машиностроение, 1985, с. 119-160.

2. Патент Российской Федерации N 2031982, кл. С 25 D 3/06, 27.03.95.

Формула изобретения

Электролит для получения покрытий на основе хрома, включающий водный раствор хромового ангидрида, серную кислоту и неорганическую добавку, отличающийся тем, что в качестве добавки используют хлористый кобальт при следующем соотношении компонентов (г/л):
Хромовый ангидрид CrO₃ - 120 - 400
Хлористый кобальт CoCl · 6H₂O - 30 - 100
Серная кислота H₂SO₄ - 1,2 - 4,0н