Способ электроосаждения кадмия

Авторы патента:

Макрушин Николай Анатольевич (RU)

Хамуньела Вилхо (RU)

Медведев Георгий Иосифович (RU)

C25D3/26 - кадмия

Владельцы патента RU 2308553:

Медведев Георгий Иосифович (RU)

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению кадмия, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для покрытия деталей с целью защиты их от коррозии. Способ включает электроосаждение из электролита, содержащего, г/л: сульфат кадмия 40-60, серную кислоту 20-40, сульфат натрия 40-60, блескообразующую добавку 3-4, имеющую структурную формулу

при этом электроосаждение проводят при температуре электролита 15-30°С, катодной плотности тока 9-12 А/дм² с выходом по току 85-98% для получения покрытий с выровненной поверхностью при высоких плотностях тока. 1 табл.

Для электроосаждения кадмия известно большое количество электролитов. Для покрытия деталей простой конфигурации, как правило, используются кислые электролиты кадмирования.

Из кислых электролитов довольно широкое применение находят сульфатные электролиты, содержащие в своем составе различные органические вещества [1, 2]. Наиболее близким к изобретению относится сульфатный электролит кадмирования следующего состава [2, с.178], г/л:

- Сульфат кадмия - 40-60

- Серная кислота - 40-60

- Сульфат натрия - 40-60

- Препарат ОП-10 - 2-5

Режим осаждения:

- Температура, °С - 15-50

- Катодная плотность тока, А/дм² - 1-6

- Выход по току, % - 95-98

Недостатки этого электролита:

1. Получаются матовые покрытия.

2. Низкие рабочие плотности тока.

3. Электролит не обладает выравнивающей способностью.

Цель изобретения - разработка электролита кадмирования, который позволял бы получать блестящие покрытия с выровненной поверхностью при высоких плотностях тока.

Поставленная цель достигается тем, что в электролит кадмирования, содержащий сульфат кадмия, серную кислоту, сульфат натрия, вводят блескообразующую добавку (продукт конденсации фенола с формальдегидом) со структурной формулой

при следующем соотношении компонентов, г/л:

- Сульфат кадмия - 40-60

- Серная кислота - 20-40

- Сульфат натрия - 40-60

- Блескообразующая добавка - 3-4

Режим осаждения:

- Температура, °С - 15-30

- Катодная плотность тока, А/дм² - 9-12

- Выход по току, % - 85-98

Концентрацию сульфата кадмия необходимо поддерживать в пределах 40-60 г/л. Отклонение от этих пределов приводит к уменьшению интервала рабочих плотностей тока для получения осадков с блеском.

Концентрация серной кислоты должна быть в пределах 20-40 г/л. Отклонение от этих пределов приводит к получению матовых и полублестящих покрытий.

Сульфат натрия в электролите повышает электропроводность и на внешний вид покрытий не оказывает влияния.

Концентрация блескообразующей добавки в электролите должна быть в пределах 3-4 г/л. При концентрации меньше 3 г/л получаются полублестящие покрытия. При концентрации больше 4 г/л - серебристые покрытия.

Плотность тока в предлагаемом электролите должна изменяться в пределах 9-12 А/дм². При i_k<9 А/дм² покрытия получаются полублестящие, при i_k>12 А/дм² (до 20 А/дм²) получаются блестящие покрытия, но выход по току кадмия довольно сильно снижается (при i_k=20 А/дм² выход по току равен 50%).

Температура электролита изменяется в пределах от 15 до 50°С. Однако при температуре выше 30°С степень блеска покрытий несколько снижается.

В качестве анодов используется кадмий марки КД0 или КД1. Во избежание загрязнения электролита анодным шламом кадмиевые аноды следует заключать в чехлы из полипропиленовой ткани.

Корректирование электролита по CdSO₄, Н₂SO₄, Na₂SO₄ проводится по данным химического анализа. Корректирование электролита по блескообразующей добавке необходимо проводить после пропускания 200 А·ч/л, добавляя в ванну 1 г/л добавки.

Электролит кадмирования готовится следующим образом. Емкость для приготовления электролита на три четверти заполняют дистиллированной водой и в нее при перемешивании небольшими порциями добавляют серную кислоту. Затем растворяют необходимое количество сульфата кадмия и сульфата натрия. Раствор фильтруют. В фильтрат при перемешивании добавляют блескообразующую добавку (предварительно растворенную в дистиллированной воде при температуре 25-30°С), доливают дистиллированной водой до заданного уровня и электролит готов к работе.

В таблице приведены предлагаемые (1-3) и известные (4-5) составы электролитов и условия электроосаждения кадмиевых покрытий.

Как видно из таблицы, предлагаемый электролит (1-3), в отличие от известного (4-5), позволяет получать блестящие покрытия с выровненной поверхностью при высоких плотностях тока с высоким выходом по току.

Полученные блестящие покрытия из предлагаемого электролита имеют красивый декоративный вид, мелкокристаллическую структуру, беспористы при толщине 6 мкм, прочно сцеплены с основным металлом.

Таблица
Компоненты, г/л. Условия электроосаждения	Составы
1	2	3	4	5
Сульфат кадмия	40	50	60	40	60
Серная кислота	20	30	40	40	60
Сульфат натрия	20	40	60	40	60
Блескообразующая добавка	3	3,5	4	-	-
ОП-10	-	-	-	2	5
Температура, °С	15	30	30	15	50
Катодная плотность тока, А/дм²	9-12	9-12	9-12	1-6	1-6
Выход по току, %	85-93	92-95	93-98	95	96
Внешний вид покрытий	блестящие	матовые
Степень выравнивания*	0,2-0,3	0,2-0,3	0,2-0,3	0	0
* степень выравнивания определяли прямым профилографическим методом на пологом синусоидальном микропрофиле по формуле С.С.Кругликова [3, с.17].

Источники информации

1. Ильин В.А. Цинкование, кадмирование, оловянирование и свинцевание. Изд. 5-е, перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние. - 1983. - 87 с. (Б-чка гальванотехника / Под ред. П.М.Вячеславова. Вып.2).

2. Кудрявцев Н.Т. Электрохимические покрытия металлами. М.: Химия. - 1979. - 352 с.

3. Практикум по прикладной электрохимии. Учеб. пособие для Вузов / Н.Г.Бахчисарайцьян, Г.К.Буркат и др. / Под ред. В.Н.Варяпаева, В.Н.Кудрявцева. - 3-е изд., перераб. - Л.: Химия. - 1990. - 304 с.

Способ электроосаждения кадмия из электролита, содержащего сульфат кадмия, серную кислоту, сульфат натрия и воду, отличающийся тем, что электроосаждение проводят при температуре электролита 15-30°С, катодной плотности тока 9-12 А/дм² с выходом по току 85-98%, при этом в электролит вводят блескообразующую добавку со структурной формулой

при следующем соотношении компонентов, г/л:

сульфат кадмия	40-60
серная кислота	20-40
сульфат натрия	40-60
блескообразующая добавка	3-4

Похожие патенты:

Электролит кадмирования // 2302483

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому нанесению кадмиевых покрытий, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для защиты металлических изделий от коррозии.

Электролит кадмирования // 2153029

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому нанесению кадмиевых покрытий, и может быть использовано при нанесении покрытий (подслоя) для проведения дальнейших технологических операций при изготовлении отрицательных электродов щелочных аккумуляторов.

Водный электролит блестящего кадмирования // 1813807

Продукты сополиконденсации алифатического диамина и ароматической аминосульфокислоты с формальдегидом в качестве добавки к электролитам цинкования и кадмирования и способ получения продукта сополиконденсации // 1770457

Электролит кадмирования // 1675396

Изобретение относится к области гальваностегии , в частности к электролитическому кадмированию, и может быть использочане в машиностроении, приборостроении и электронной промышленности Цель изобретения - расширение диапазона рабочих плотностей тока, повышение выхода по току и рассеивающей способности.

Кислый электролит кадмирования // 1588809

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитам кадмирования, и может быть использовано в медицинской промышленности, в машинои судостроении. .

Электролит кадмирования // 1425259

Изобретение относится к нанесению кадмиевых покрытий и может быть использовано в машинеи судостроении . .

Электролит кадмирования // 1211341

Электролит кадмирования // 1027290

Электролит кадмирования // 918338

Ингибитор микробиологической коррозии кадмированной стали // 2312934

Изобретение относится к защите от коррозии деталей машин, конструкций и сооружений из кадмированных углеродистых и низколегированных сталей, которые контактируют с водными растворами солей, кислот, сточными водами, морской водой, увлажненными почвами

Электролит для электроосаждения кадмия // 2338814

Изобретение относится к области электроосаждения металлических покрытий на сталь для защиты от коррозии

Электролит кадмирования и способ нанесения кадмиевых покрытий на металлические изделия // 2353713

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для восстановления или ремонта кадмиевых покрытий без демонтажа деталей и использования гальванических ванн

Электролит для электроосаждения кадмия на сталь // 2398917

Изобретение относится к области гальванотехники

Способ нанесения кадмиевого покрытия на металлические детали в электролите кадмирования // 2489526

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов

Способ электроосаждения защитных кадмиевых покрытий (варианты) // 2644639

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электроосаждению защитных кадмиевых покрытий на стальные изделия, в том числе сложнопрофилированные, в стационарных и вращающихся установках и может быть использовано в машиностроении, авиа- и кораблестроении и других отраслях промышленности. Способ включает нанесение покрытия на постоянном токе из кислого электролита, содержащего соль кадмия, добавку и воду, при этом электролит дополнительно содержит серную кислоту, в качестве соли кадмия он содержит кадмий сернокислый, а в качестве добавки - смесь в массовом отношении 1:19 кубового остатка этерификации рибозы алифатическим спиртом с числом атомов углерода в цепи С16-С22 при мольном соотношении 1:1 и продукта конденсации гексаметилентетрамина с дихлорэтаном при мольном соотношении 1:(2-6) соответственно, при следующем соотношении компонентов, г/л: кадмий сернокислый (кристаллогидрат CdSO4⋅8/3H2O) 45-55; серная кислота 40-60; добавка 7-15, а нанесение покрытий проводят при плотности тока 0,1-30,0 А/дм2, температуре 15-30°C, и pH≤1. Техническим результатом изобретения является получение равномерных защитных кадмиевых покрытий на стальных изделиях из кислых электролитов в широком диапазоне плотностей тока (0,05-30,0 А/дм2) при высокой рассеивающей способности, что позволяет наносить покрытия на труднодоступные участки поверхности сложнопрофилированных изделий, преимущественно во вращающихся установках барабанного и колокольного типов. 3 н.п. ф-лы, 3 табл., 9 пр.