Электролит для получения композиционных электрохимических покрытий на основе никеля

Авторы патента:

C25D15 - Покрытия с включенными в них материалами, например частицами, спиральными пружинами, проволокой, получаемые электролитическим способом или способом электрофореза

Владельцы патента RU 2280109:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ) (RU)

Изобретение относится к области гальванотехники. Электролит содержит, г/л: сульфат никеля 220; хлорид никеля 45; ацетат натрия или калия 30; фуллерен С₆₀ 0,025-0,050. Технический результат: снижение коэффициента трения скольжения покрытий в 1,5-3 раза. 1 табл.

Изобретение относится к области гальванотехники и предназначено для получения композиционных электрохимических покрытий на основе никеля.

По мере развития гальванотехники все большее распространение получают композиционные покрытия, которые наносятся из электролитов суспензий, т.е. электролитов, модифицированных добавками высокодисперсных порошков или микроволокон, когда частицы дисперсной фазы при электроосаждении заращиваются металлом, закрепляясь на поверхности изделия в металлической матрице.

Композиционные покрытия получают в тех случаях, когда предусматривается модифицирование поверхности металлических изделий для придания им новых свойств (повышение коррозионной устойчивости, снижение трения и износа, увеличение твердости и т.д.). Известен электролит для осаждения износостойких композиционных покрытий, имеющий следующий состав, г/л: сульфат никеля или кобальта 230-320; хлорид никеля или кобальта 30-60; карбид кремния или оксид алюминия 25-85; дисульфид молибдена 4-20 (Авторское свидетельство СССР №1805697, МПК С 25 D 15/00, заявлено 14.05.1990 // Изобретения. - 1995. - №29. - С.325). Недостатком данного электролита является высокое содержание частиц дисперсной фазы, что создает трудности при осаждении покрытия, возникают проблемы с равномерностью осадка по толщине, покрытие имеет склонность к отслаиванию.

Известен электролит, позволяющий получить покрытия более высокого качества. Он имеет следующий состав, г/л: хлорид никеля или хлорид кобальта или хлорид железа 300; борная кислота 40; аморфный бор 10-40; ультрадисперсный углеродный конденсат 2-140. Углеродный конденсат имеет следующий состав, мас.%: карбин 2-5; графит 1-15; некристаллический углерод 3-50; алмаз - остальное (Патент РФ №2026892, МПК С 25 D 15/00, заявлено 05.06.1990 // Изобретения. - 1995. - №2. - С.150). Однако использование данного электролита ограничивается высокой стоимостью и дефицитностью входящих в его состав компонентов, таких как карбин и алмаз. Получение последнего в дисперсном состоянии связано со значительными трудностями не только технологического, но и организационного характера (использование технологии взрыва).

За прототип выбран известный электролит, описанный в источнике: Тимошков Ю.В., Губаревич Т.М., Ореховская Т.И. и др. Свойства композиционных никелевых покрытий с различными типами ультрадисперсных алмазных частиц // Гальванотехника и обработка поверхности. 1999, Т.7, №2, с.20-25. По совокупности сходных существенных признаков он наиболее близок к предложенному техническому решению. Известный электролит имеет следующий состав, г/л:

Сульфат никеля	240
Хлорид никеля	40
Борная кислота	30
Ультрадисперсный алмаз	2-20

Недостатком известного электролита является наличие ультрадисперсного алмаза. Для его получения используется взрывной детонационный синтез и это существенно усложняет технологию приготовления электролита. Кроме того, покрытия, осаждаемые из данного электролита, обладают высоким коэффициентом трения, что снижает их износостойкость.

Перед заявленным изобретением была поставлена задача создать технологически простой в приготовлении электролит для получения износостойких композиционных электрохимических покрытий.

Для достижения поставленной задачи электролит для получения композиционных электрохимических покрытий на основе никеля содержит сульфат никеля и хлорид никеля, дополнительно содержит дисперсную фазу фуллерена С₆₀, а в качестве буферной добавки содержит ацетат натрия или калия при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сульфат никеля	220
Хлорид никеля	45
Ацетат натрия или калия	30
Фуллерен С₆₀	0,025-0,050

Технический результат, получаемый при использовании заявленного электролита, заключается в снижении коэффициента трения скольжения покрытий в 1,5-3 раза.

Процесс нанесения покрытия ведут при катодной плотности тока 6-10 А/дм² и температуре 25°С. Электролит готовят путем растворения каждого компонента в дистиллированной воде. Затем растворы солей фильтруют и переливают из ванн подготовки электролита в бак-накопитель, в который добавляют требуемое количество водной дисперсии фуллерена С₆₀ со средним размером частиц 24 нм.

Конкретные примеры, иллюстрирующие использование изобретения, представлены в таблице 1 "Влияние состава электролита на коэффициент трения покрытий".

Из таблицы видно, что введение в электролит дисперсных частиц фуллерена С₆₀ приводит к снижению коэффициента трения скольжения композиционных покрытий. Это происходит за счет того, что фуллерен С₆₀, включаясь в осадок, выполняет функцию сухой смазки. Как следует из таблицы, коэффициенты трения снижаются при повышении содержания фуллерена С₆₀ в электролите. Причиной этому служит увеличение содержания частиц дисперсной фазы в покрытии с ростом концентрации фуллерена С₆₀.

Таким образом, предлагаемый электролит позволяет получать качественные защитные покрытия, приводит к снижению коэффициента трения скольжения в 1,5-3 раза. Предлагаемый электролит может найти применение в различных отраслях промышленности для модифицирования поверхности деталей машин и механизмов.

Таблица 1 Влияние состава электролита на коэффициент трения покрытий
Состав электролита, режим осаждения и свойства покрытий	1	2	3	Прототип
Содержание сульфата				сульфата никеля
никеля, г/л	220	220	220	240
Содержание хлорида				хлорида никеля
никеля, г/л	45	45	45	40
Содержание ацетата				буферной добавки
натрия или калия, г/л	30	30	30	30
				неметаллического
Содержание фуллерена				порошка
С₆₀, г/л	0,025	0,035	0,050	2-20
Температура электролита,
°С	25	25	25	50
Катодная плотность
тока, А/дм²	10	10	10	10
Коэффициент трения
покрытий	0,24	0,21	0,16	0,35-0,50

Электролит для получения композиционных электрохимических покрытий на основе никеля, включающий сульфат никеля, хлорид никеля и буферную добавку, отличающийся тем, что он дополнительно содержит дисперсную фазу фуллерена С₆₀, а в качестве буферной добавки - ацетат натрия или калия, при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сульфат никеля	220
Хлорид никеля	45
Ацетат натрия или калия	30
Фуллерен С₆₀	0,025-0,050

Изобретение относится к области технологии изготовления сегнетоэлектрических покрытий электрофоретическим методом. .

Способ получения электролита для нанесения композиционных гальванических покрытий с использованием дисперсных порошков // 2278909

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано при приготовлении электролитов-суспензий для композиционных гальванических покрытий в условиях массового, серийного и единичного производства.

Композиционный материал и способ его получения // 2274684

Изобретение относится к материалам, используемым для покрытий, и способам их получения, в том числе к композиционным материалам, представляющим собой металлическую основу с включенными в металл частицами.

Способ изготовления алмазного инструмента // 2239548

Изобретение относится к области производства алмазных инструментов, изготавливаемых с использованием электрохимических процессов (гальваническим методом), и может быть использовано при изготовлении правящих роликов шлифовальных и других режущих инструментов.

Электролит хромирования и способ получения хромового покрытия на стальных деталях // 2231581

Изобретение относится к гальванотехнике, а именно к электролитическому хромированию стальных деталей в электролитах, содержащих ионы Cr III, и может быть использовано для получения покрытий на детали трения или детали гидросистем, работающих под давлением в изделиях авиационной, автомобильной и других отраслях техники.

Способ получения композиционных покрытий на основе хрома // 2221905

Изобретение относится к электролитическому нанесению покрытий на металлы и может быть использовано в металлургии и машиностроении. .

Способ электролитического нанесения антифрикционного покрытия на алюминий и его сплавы // 2220233

Изобретение относится к электролитическому получению покрытий, в частности к получению оксидных пленок на алюминии и его сплавах, работающих как в условиях сухого трения, так и при использовании смазок.

Гальванический композиционный материал на основе никеля // 2213813

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электрохимическому осаждению композиционного материала никель-бор-фторопласт. .

Электролит для осаждения композиционного покрытия никель- бор-фторопласт // 2213812

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электрохимическому нанесению композиционного покрытия никель-бор-фторопласт. .

Износостойкое композиционное покрытие // 2213167

Изобретение относится к износостойким покрытиям и может найти применение для повышения срока службы деталей машин, приборов, инструмента. .

Способ нанесения композиционных гальванических покрытий с использованием порошков, полученных электроэрозионным диспергированием // 2280718

Изобретение относится к области гальванотехники

Способ получения композиционных электрохимических покрытий из саморегулирующихся электролитов хромирования // 2283373

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к способам электрохимического получения композиционных покрытий на основе хрома с ультрадисперсными частицами оксида алюминия

Способ изготовления режущей проволоки с прочным алмазосодержащим покрытием // 2291232

Изобретение относится к области электрохимического нанесения покрытий и может быть использовано при изготовлении режущего инструмента в виде стальной проволоки с алмазосодержащим покрытием для резания природных и искусственных минералов

Электролит микродугового оксидирования алюминия и его сплавов // 2291233

Изобретение относится к электрохимии, а именно к электролитам для формирования на поверхности изделий из алюминия и его сплавов качественных, равномерных, коррозионно-стойких, тепло-износостойких покрытий

Электролит никелирования // 2293803

Изобретение относится к гальванотехнике, а именно к электрохимическому нанесению никеля и его сплавов, и может найти применение в различных областях промышленности для увеличения износостойкости, коррозийной стойкости деталей, что позволит повысить надежность работы изделий авиационной техники, машиностроения, автомобильной промышленности и других отраслей техники

Электролит для осаждения композиционного покрытия никель-фторопласт // 2297476

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электрохимическому нанесению композиционного покрытия никель-фторопласт

Электролит цинкования // 2301289

Изобретение относится к гальванотехнике, а именно к электрохимическому нанесению цинка и его сплавов, и может найти применение в авиационной технике, машиностроении, автомобильной промышленности и других отраслях техники

Способ получения композиционных электрохимических покрытий на основе хрома // 2318083

Изобретение относится к области гальванотехники, а именно к получению композиционных электрохимических покрытий из электролитов хромирования с использованием в качестве второй фазы ультрадисперсного порошка карбида кремния

Способ гальваномеханического восстановления токопроводящих деталей и устройство для его осуществления // 2323277

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для восстановления крупногабаритных валов

Электролит для получения композиционных электрохимических покрытий на основе меди // 2339746

Изобретение относится к области гальванотехники