Электролит для осаждения сплава кадмий-никель

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электролитическому осаждению сплава кадмий-никель. Электролит содержит, г/л: сульфат кадмия 13-17, сульфат никеля 13-17, трилон Б 18-22, 1,4-бутандиол 0,6-1,0, уксуснокислый аммоний 8-12 и сульфат натрия 0,8-1,12 М/л. Технический результат - повышение коррозионной стойкости покрытий. 1 табл.

 

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электролитическому осаждению сплава кадмий - никель.

Изучались сернокислые, хлористые, хлорид - аммиакатные, аммиачные, лимоннокислые, борфтористоводородные, цианистые электролиты для электроосаждения сплава Cd-Ni (Кудрявцев Н.Т., Фиргер С.М., Докина Н.Н. Тр. МХТИ им. Д.И.Менделеева. - М.: 1967, №54, с.145-148).

Однако из этих электролитов осаждаются или один кадмий или пористые осадки, имеющие серый цвет, низкую коррозионную стойкость, плохо сцепленные с катодом.

Наиболее близким к изобретению является электролит для осаждения сплава кадмий-никель, содержащий соль никеля, оксид кадмия, в качестве комплексообразователя - пирофосфат калия, а в качестве блескообразователя - этилендиамин и клей (Кудрявцев Н.Т., Фиргер С.М., Докина Н.Н. Тр. МХТИ им. Д.И.Менделеева. - М.: 1967, №54, с.145-148).

Недостатком указанного электролита является недостаточная коррозионная стойкость сплава, получаемого из этого электролита.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является получение покрытий с улучшенными качествами.

При осуществлении технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении коррозионной стойкости покрытий.

Указанный технический результат достигается тем, что в электролите для осаждения сплава кадмий-никель, содержащем сульфаты кадмия и никеля, особенностью является то, что он дополнительно содержит трилон Б - динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (вместо пирофосфата калия), в качестве блескообразователя - 1,4-бутандиол (вместо этилендиамина и клея), в качестве буферирующего вещества - уксуснокислый аммоний, а для увеличения электропроводности в электролит введен сульфат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л: сульфат кадмия - 13-17, сульфат никеля - 13-17, трилон Б - 18-22, 1,4-бутандиол - 0,6-1,0, уксуснокислый аммоний - 8-12 и сульфат натрия - 0,8-1,12 М (моль)/л, вода - до рабочего объема.

Процесс осаждения рекомендуется проводить при рН электролита 3,8-4,2, катодной плотности тока 0,1-0,2 А/дм² при температуре 20-25°С, при непрерывном перемешивании электролита с использованием платиновых анодов.

Электролит готовится следующим образом.

Трилон Б растворяют при 80-90°С в 1/3-1/4 части необходимого для приготовления электролита объема дистиллированной воды.

В отдельных порциях воды растворяют сульфаты никеля и кадмия. Затем к раствору трилона Б добавляют при перемешивании растворы сульфатов кадмия и никеля. К полученной смеси добавляют сульфат натрия, уксуснокислый аммоний и 1,4-бутандиол и доводят объем электролита до 1 л (рабочего объема) дистиллированной водой.

Используемый в электролите комплексообразователь - трилон Б образует с катионами кадмия и никеля прочные комплексы и тем самым предотвращает гидролиз солей и повышает поляризацию электровосстановления катионов. Он также хорошо адсорбируется на электроде и способствует получению мелкокристаллических осадков.

Введенный в электролит уксуснокислый аммоний образует комплексы с катионами металлов и буферные растворы, поддерживающие постоянство рН в прикатодном слое раствора.

Добавление сульфата натрия позволяет увеличить электропроводность раствора, а следовательно, и его производительность.

Блескообразователь 1,4-бутандиол, адсорбируясь на катоде, ингибирует процессы электровосстановления ионов металлов, одновременно улучшая смачиваемость осадка, что приводит к получению мелкозернистых осадков и повышению равномерности распределения металла по поверхности катода.

Конкретные примеры, иллюстрирующие использование изобретения, приведены в таблице.

Использование предлагаемого электролита позволяет осаждать полублестящие, плотные, хорошо сцепленные с подложкой покрытия.

Микротвердость покрытия составляет 80-82 мПа, выход по току 90-92%.

Скорость коррозии покрытий, полученных из предлагаемого электролита, на 18-22% меньше таковой для покрытий, осажденных из известного электролита, и составляет 0,0015-0,0020 кг/м²ч.

В результате использования данного электролита осаждаются качественные покрытия, выдерживающие изгиб под углом 45° без излома и отслаивания от подложки.

После пропускания 400-600 Ач/м³ необходимо производить корректировку электролита с добавлением веществ, входящих в состав электролита.

Компоненты электролита и параметры исследования	Состав по примерам
1	2	3
Сульфат кадмия, Г/л	13	15	17
Сульфат никеля, Г/л	13	15	17
Трилон Б, Г/л	18	20	22
Уксуснокислый аммоний, Г/л	8	10	12
1,4-бутандиол, Г/л	0,6	1,0	1,0
Сульфат натрия, М/л	0,8	0,8	1,12
Плотность тока, А/дм2	0,10	0,15	0,2
Температура, °С	20	22	25
рН	3,8	4,0	4,2
Перемешивание, об/мин	60	60	60
Выход по току, %	92	91	90
Микротвердость, мПа	80	81	82
Содержание никеля в сплаве, мас.%	47,5	45,1	39,5
Скорость коррозии в 3% водном растворе NaCl, кг/м2ч	0,0015	0,0018	0,0020
Внешний вид покрытий	полублестящие, плотные	полублестящие, плотные	полублестящие, плотные

Электролит для электроосаждения сплава кадмий - никель, содержащий сульфаты кадмия и никеля и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве комплексообразователя трилон Б-динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, в качестве блескообразователя 1,4-бутандиол, в качестве буферирующего вещества - уксуснокислый аммоний, а для увеличения электропроводности - сульфат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:

сульфат кадмия	13-17
сульфат никеля	13-17
трилон Б	18-22
1,4-бутандиол	0,6-1,0
уксуснокислый аммоний	8-12
и сульфат натрия	0,8-1,12 М/л