Электролит для осаждения покрытий из сплава свинец-цинк
Владельцы патента RU 2351694:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (RU)
Изобретение относится к области гальванотехники. Электролит содержит, г/л: нитрат свинца 14-16; нитрат цинка 23-27; нитрат натрия 82-85; борную кислоту 18-22 и воду. Технический результат: повышение экологичности производства, получение мелкокристаллических осадков, осветление осадков. 1 табл.
Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электролитическому осаждению сплава свинец-цинк.
Известен электролит для осаждения сплава свинец-цинк (Авт. свид. СССР №411159, 1974), содержащий оксид цинка, ацетат свинца, лимонную кислоту, аммиак и клей. Скорость коррозии полученных покрытий в 0,1 Н растворе серной кислоты составляет 8-12 г/м2ч. Однако этот электролит содержит органические добавки, приводит к необходимости введения в технологический процесс стадии очистки отработанного электролита органических веществ. Это значительно удорожает технологию нанесения покрытия. Кроме того, покрытие, полученное из этого электролита, имеет недостаточную коррозионную стойкость.
Предложен также электролит для электроосаждения сплава свинец-цинк (Патент РФ №2118671, 1997), содержащий сульфат цинка, уксуснокислый свинец, сульфат алюминия, выравниватель А и трилон Б. Однако выравниватель А ядовит, присутствующий в растворе сульфат-ион приводит в процессе работы к выпадению осадка сульфата свинца, содержащиеся в электролите органические вещества усложняют очистку отработанного электролита, что удорожает технологический процесс.
Техническим результатом является разработка электролита, не содержащего органических ядовитых добавок и, следовательно, позволяющего повысить экологичность производства получения покрытия из сплава свинец-цинк.
Применение разработанного электролита позволяет повысить экономичность производства получения покрытия из сплавов свинец-цинк, т.к. отработанный электролит не нужно очищать от органических добавок. Наличие органических добавок требует введения в технологический процесс включения аппаратуры для очистки отработанного электролита, что повышает стоимость процесса нанесения покрытия.
Поставленный технологический результат достигается использованием простого электролита, содержащего, г/л: нитрат свинца - 14-16; нитрат цинка - 23-27; нитрат натрия - 82-85; борная кислота - 18-22.
Процесс электроосаждения проводится при рН электролита 1,5-3,0; плотности катодного тока 1,0-1,2 А/дм2; температуре 20-25°С.
Введение в электролит нитрата обеспечивает высокую электропроводность раствора, а следовательно, высокие производительность электролита и рассеивающую способность. Введение борной кислоты способствует увеличению буферных свойств раствора, получению мелкокристаллических осадков и осветлению осадков.
Электролит готовится следующим образом. Требуемые количества нитрата натрия и борной кислоты растворяют в 1/2-3/4 части необходимого для приготовления электролита объема дистиллированной воды. рН раствора доводят азотной кислотой до 1,8-2,0. В приготовленном растворе растворяют требуемые количества нитратов цинка и свинца, затем доводят объем электролита до рабочего дистиллированной водой и азотной кислотой, уточняют рН электролита.
Конкретные примеры использования электролита и некоторые свойства покрытий приведены в таблице.
В результате использования предлагаемого электролита получены гальванические покрытия из сплава свинец-цинк, не уступающие по коррозионной стойкости (0,7-2,5 г/м2ч) покрытиям, полученным из известных электролитов (6,0-6,2 г/м2ч), содержащих органические вещества (Авт. свид. СССР №411159, 1974 и патент РФ №2118677, 1997). Электролит экологически безопасен и не требует очистки от органических веществ, что значительно повышает экономичность технологического процесса.
Использование предлагаемого электролита позволяет осаждать серые, матовые, хорошо сцепленные с основой покрытия. Осадки выдерживают изгиб под углом 90° без излома.
| Таблица Конкретные примеры использования электролита приведены в таблице. |
|||
| Компоненты электролита и параметры исследования | Состав по примерам | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Нитрат свинца, г/л | 14 | 15 | 16 |
| Нитрат цинка, г/л | 23 | 25 | 27 |
| Борная кислота, г/л | 18 | 20 | 22 |
| Нитрат натрия, г/л | 82 | 83 | 85 |
| Плотность катодного тока, А/см2 | 1,0 | 1,1 | 1,2 |
| рН | 1,8 | 2,4 | 3,0 |
| Температура, °С | 20 | 22 | 25 |
| Перемешивание, об/мин | 60 | 60 | 60 |
| Выход по току, % | 83 | 83 | 82,8 |
| Микротвердость, МПа | 110 | 120 | 120 |
| Содержание свинца в сплаве, % | 2,1 | 2,0 | 2,0 |
| Скорость коррозии в 3%-ном водном растворе NaCl, г/м2ч·103 | 0,7 | 1,5 | 1,3 |
| Внешний вид покрытия | матовый, серый, хорошо сцепленный с катодом | матовый, серый, хорошо сцепленный с катодом | матовый, серый, хорошо сцепленный с катодом |
После пропускания 500-600 А·ч/см3 необходимо производить корректировку электролита с добавлением нитратов свинца и цинка.
Электролит для осаждения покрытий из сплава свинец-цинк, отличающийся тем, что он содержит нитраты свинца, цинка и натрия, борную кислоту и воду при следующем соотношении компонентов, г/л:
| нитрат свинца | 14-16 |
| нитрат цинка | 23-27 |
| нитрат натрия | 82-85 |
| борная кислота | 18-22 |
