Электролит для осаждения хромовых покрытий на металлы и сплавы

 

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, судостроении и автомобильной промышленности для нанесения твердых и толстых хромовых покрытий. Электролит содержит, моль/л: сульфат хрома 0,4-0,6; сульфат натрия 0,2-0,8; сульфат алюминия 0,08-0,20; соединение, содержащее формиат-ионы в пересчете на фopмиaт-иoны 0,03-2,6; амид угольной кислоты 0,15-2,1, при этом молярное соотношение соединения, содержащего формиат-ионы в пересчете на формиат-ионы, к амиду угольной кислоты составляет 1:(0,8-5,0). Электролит позволяет получать качественные хромовые покрытия толщиной до 200 мкм, твердостью 700-1200 кг/мм² и выходом по току 25-35%.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, судостроении, автомобиль ной промышленности для нанесения твердых и толстых хромовых покрытий.

Известен электролит для осаждения хромовых покрытий, содержащий, моль/л: соединение трехвалентного хрома в пересчете на металл 0,2 до насыщения, формамид и/или мочевину в 0,2 - 4 раза больше, чем трехвалентного хрома, соль алюминия 0,1 - 2, ионы аммония - больше 0,2 и одну или несколько солей металлов железа, никеля или кобальта от 0 до насыщения. Заявка Японии N 55-31119, заявл. 25.08.78, C 25 D 3/56, N 53-102923, опубл. 05.03.80.

Электролит имеет хорошую кроющую способность, высокий выход по току ВТ и позволяет получать качественные блестящие покрытия. Однако хромовые покрытия, полученные из этого электролита, имеют хорошие характеристики лишь при невысоких толщинах слоя хрома до 12 мкм.

Наиболее близким техническим решением является электролит для осаждения хромовых покрытий, содержащий, г/л: сульфат хрома 100 - 200, муравьиную кислоту 30 - 90, борную кислоту 0,5 - 30, сульфат натрия 30 - 50, сульфат алюминия 30 - 120, аминокислоту 1 - 5, поверхностно-активное вещество 0,1 - 1 (патент RU 2093612, C 25 D 3/10,1992).

Однако покрытия, осаждаемые из этого электролита, качественными являются лишь при толщинах до 15 мкм при ВТ 15-20%.

Задачей настоящего изобретения является увеличение выхода по току и повышение толщины и твердости качественных хромовых покрытий, электроосаждаемых из трехвалентных ванн хромирования.

Предложенный электролит позволяет повысить толщину хромовых покрытий до 200 мкм, твердость осадка до 700 - 1200 кг/мм² с выходом по току 25 - 35% без непрокрытых участков по всей поверхности изделия.

Указанный технический результат достигается тем, что электролит для осаждения хромовых покрытий на металлы и сплавы содержит, моль/л: сульфат хрома 0,4 - 0,6, сульфат натрия 0,2 - 0,8, сульфат алюминия 0,08 - 0,2, соединение, содержащее формиат-ионы в пересчете на формиат-ионы 0,03 - 2,6, амид угольной кислоты 0,15 - 2,1 при молярном соотношении соединения, содержащего формиат-ионы, в пересчете на формиат-ионы к амиду угольной кислоты 1: (0,8 - 5,0).

Получение толстых качественных хромовых покрытий с высоким выходом по току обеспечивается одновременным присутствием в электролите формиат-ионов и амида угольной кислоты в указанном соотношении.

Электролит готовят растворением неорганических компонентов в дистиллированной воде при температуре не более 50^oC. Затем добавляют амид угольной кислоты и соединение, содержащее формиат-ионы. pH электролита доводят до рабочего значения 1,0 - 2,0 раствором едкого натра или серной кислоты. После этого электролит прорабатывают в течение 2 - 4 часов при катодной плотности тока 10-15 А/дм².

Электроосаждение ведут при температуре 25 - 45^oC, плотности тока 15-40 А/дм² и pH электролита 1,0 - 2,0. В качестве анодов используют графит, платину, платинированный титан или диоксид марганца.

Выход по току определяли по привесу образцов и количеству пропущенного электричества. Измерение микротвердости проводили методом Виккерса при нагрузке 50 г. Оценку качества покрытия осуществляли визуальным осмотром. Покрытие считали некачественным, если оно осыпалось, отслаивалось или имело включения гидроокисных соединений.

Пример 1. В электролите, содержащем, моль/л: сульфат хрома 0,55, сульфат натрия 0,7, сульфат алюминия 0,15, формиат натрия в пересчете на формиат-ионы 0,45 и амид угольной кислоты 1,55, хромирование осуществляли при плотности тока 40 А/дм² температуре 40^oC и pH 1,8 на стальные изделия - входные и выходные клапаны двигателей внутреннего сгорания.

В результате получены равномерные хромовые покрытия толщиной 150 мкм с ВТ (34±2)% и микротвердостью (1000±90) кг/мм².

Пример 2. В электролите, содержащем, моль/л: сульфат хрома 0,45, сульфат натрия 0,3, сульфат алюминия 0,1, муравьиную кислоту в пересчете на формиат-ионы 1,0, амид угольной кислоты 1,0, хромирование проводили при плотности тока 20 А/дм², температуре 30^oC и pH 1,4 на латунные детали телескопической антенны.

В результате получены равномерные хромовые покрытия толщиной 180 мкм с ВТ (26±2)% и микротвердостью (950±50) кг/мм².

Формула изобретения

Электролит для осаждения хромовых покрытий на металлы и сплавы, включающий сульфат хрома, сульфат натрия, сульфат алюминия и соединение, содержащее формиат-ионы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит амид угольной кислоты при следующем соотношении компонентов, моль/л: Сульфат хрома - 0,4 - 0,6 Сульфат натрия - 0,2 - 0,8 Сульфат алюминия - 0,08 - 0,20 Соединение, содержащее формиат-ионы в пересчете на формиат-ионы - 0,03 - 2,6 Амиды угольной кислоты - 0,15 - 2,1 при этом молярное соотношение соединения, содержащего формиат-ионы в пересчете на формиат-ионы, к амиду угольной кислоты составляет 1 : (0,8 - 5,0).