Электролит-суспензия для получения покрытий никель-фторопласт

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения никелевых композиционных покрытий. Электролит-суспензия содержит, г/л: сульфаминовокислый никель - 250-300; хлористый никель - 15-20; борную кислоту - 25-40; порошок сополимера тетрафторэтилена с этиленом - 110-200; диимид 4,6-дисульфоизофталевой кислоты - 0,4-0,8; сульфосалициловую кислоту - 0,1-0,2; поверхностно-активные вещества - 3,5-6 и воду - остальное. Технический результат: повышение скорости осаждения покрытия и снижение коэффициента трения. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к электрохимическим производствам, гальванотехнике, а именно к электрохимическому осаждению никелевых композиционных покрытий, в частности металлфторопластов.

Известна электролит-суспензия (Патент США N 4098654, кл. C25D 15/00) следующего состава, г/л:

Сульфат никеля 190-240
Хлористый никель 60-90
Борная кислота 30
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) 3-150
Поверхностно-активные вещества (в расчете на 1 м2 поверхности частиц), ммоль/м2 0,003
Вода остальное

Режим осаждения: рН 4,5, Т=323-333 К, плотность катодного тока iк=1-2 А/дм2, механическое перемешивание. Недостатком этого электролита-суспензии является проявление высоких внутренних напряжений у осажденного композита, что вызвано необходимостью качественной стабилизации суспензии поверхностно-активными веществами, которые зачастую наряду с внедрением частиц в матрицу являются источником внутренних напряжений.

Наиболее близким к предлагаемому является электролит-суспензия для получения покрытий никель-фторопласт (RU 2155246 C1, опубл. 27.08.2000), включающая сульфат никеля, хлористый никель, борную кислоту, порошок сополимера тетрафторэтилена с этиленом, диимид 4,6-дисульфоизофталевой кислоты, поверхностно-активные вещества и воду, при соотношении компонентов в граммах на 1 литр раствора:

Сульфат никеля 240-340
Хлористый никель 30-60
Борная кислота 30-40
Порошок сополимера тетрафторэтилена с этиленом 20-150
Диимид 4,6-дисульфоизофталевой кислоты 0,4-0,8
Поверхностно-активные вещества 0,4-3
Вода остальное

Однако покрытие на основе электролита-суспензии имеет высокий коэффициент трения и низкую скорость осаждения покрытия.

Технической задачей изобретения является снижение коэффициента трения и повышение скорости осаждения покрытия, полученного на основе электролита-суспензии.

Поставленная задача решается введением в электролит-суспензию для получения покрытий никель-фторопласт, включающую хлористый никель, борную кислоту, порошок сополимера тетрафторэтилена с этиленом, диимид 4,6-дисульфоизофталевой кислоты, поверхностно-активные вещества и воду, дополнительно сульфаминовокислого никеля и сульфосалициловой кислоты, при соотношении компонентов в граммах на 1 литр раствора:

Сульфаминовокислый никель 250-300
Хлористый никель 15-20
Борная кислота 25-40
Порошок сополимера тетрафторэтилена с этиленом 110-200
Диимид 4,6-дисульфоизофталевой кислоты 0,4-0,8
Сульфосалициловая кислота 0,1-0,2
Поверхностно-активные вещества 3,5-6
Вода остальное

Режим осаждения: рН 4,0-4,5, Т=333 K, плотность катодного тока iк=2-8 А/дм2, механическое перемешивание.

В результате использования предложенной композиции снижается коэффициент трения и повышается скорость осаждения покрытия.

Пример 1

Электролит-суспензию готовили, диспергируя предварительно приготовленный концентрат - смесь порошка сополимера тетрафторэтилена с этиленом Ф-40 (ТУ-301-05-17-89) 200 г/л и поверхностно-активных веществ 6 г/л в электролите, составленном на основе сульфаминовокислого никеля 250 г/л, хлористого никеля 30 г/л, борной кислоты 30 г/л, диимида 4,6-дисульфоизофталевой кислоты 0,4 г/л, сульфосалициловой кислоты, растворенных в дистиллированной воде.

Электролиты предварительно прорабатывали в течение 10 часов в ячейке со стальным катодом при плотности тока 1,5 А/дм2. Покрытия толщиной 20 мкм наносились из ванны стандартного типа на бронзовые цилиндры с поверхностью 0,045 дм2 при рН 4,5, Т=333 K и плотности тока 8 А/дм2. Измерение внутренних напряжений производили с помощью рентгеноструктурного метода, оценивая уширение пиков линий дифракционных максимумов.

Определение коэффициента трения покрытий

Сравнительную оценку износостойкости пар трения осуществляли на образцах по схеме торцевого трения скольжения втулочных образцов. Торцевое трение скольжения втулочных образцов по схеме «кольцо - кольцо» проводили на машине трения И47-1 в условиях капельной смазки гидрожидкостью (масло И-20) при Руд=15 кг/см2 и n=250 об/мин.

Методика основана на измерении силы трения и износа элементов пар трения. Момент трения регистрировался самопушущим прибором типа КСП.

Весовой износ элементов пар трения определялся по разности весов до и после испытаний на аналитических весах с точностью до 0,1 мг. Коэффициент трения рассчитывался по формуле:

fтрср/NнРср,

где Рср - средний радиус образца, см; Мср - средний момент трения, кг·см; Nн - номинальное усилие прижатия образцов, кг.

За результат испытания принималось среднее арифметическое значение из трех параллельных испытаний свежих пар трения.

Определение скорости осаждения покрытия.

Скорость осаждения покрытия вычисляли через массу осадка образца и время осаждения

m=m2-m1,

где m - масса осадка, г;

m1 - масса образца без покрытия, г;

m2 - масса образца с покрытием, г;

t - время осаждения, ч.

Определение содержания частиц сополимера тетрафторэтилена с этиленом в покрытии

Состав композиционного никельфторопластового покрытия определялся на основе фотоколориметрического анализа никеля, а содержание сополимера тетрафторэтилена с этиленом - по разности навески. Для фотоколориметрического анализа использовался фотоэлектрический концентрационный колориметр КФК - 2МП.

Массу сополимера тетрафторэтилена с этиленом в покрытии определяли по следующей формуле:

mфт=mпокр-mNi,

где mфт - масса сополимера тетрафторэтилена с этиленом в покрытии, г;

mпокр - масса покрытия, г;

mNi - масса никеля в покрытии, г.

Объемную долю (%) сополимера тетрафторэтилена с этиленом в покрытии рассчитывали по формуле:

где Vоб - объемная доля сополимера тетрафторэтилена с этиленом в покрытии, %;

Мфт - масса сополимера тетрафторэтилена с этиленом в покрытии, г;

ρме - плотность металла, г/см3;

Аналогичным образом (примеры 2-3) готовили электролиты суспензии, проводили электроосаждение, определяли свойства покрытий.

Примечание: катионное поверхностно-активное вещество марки (ЧАС-Т) представляет собой четвертичное аммониевое соединение на основе производного триммера окиси гексафторпропилена C16H20F17NO4Cl (ТУ 044-65-90);

неионогенное поверхностно-активное вещество марки ОС-20 представляет собой моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля на основе первичных жирных кислот

СnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=18, m=20.

Как видно из таблицы, покрытия, полученные из предлагаемого электролита, имеют более высокую по сравнению с прототипом скорость осаждения покрытий и более низкий коэффициент трения. Составы, параметры и свойства показаны в таблице.

Состав электролита (г/л) Пример по прототипу пат. 2155246 Примеры по изобретению
1 2 3
Сульфат никеля 250 - - -
Сульфаминовокислый никель - 300 250 280
Хлористый никель 30 15 20 18
Борная кислота 30 40 25 30
Диимид 4,6 дисульфоизофталевой кислоты 0,8 0,4 0,6 0,8
Сополимер тетрафторэтилена с этиленом марки Ф-40 100 200 110 150
Сульфосалициловая кислота - 0,2 0,1 0,15
Поверхностно-активные вещества:
- катионное марки ЧАС-Т 2,2 4 2,5 3
- неионогенное марки ОС-20 0,8 2 1 1,5
Параметры и свойства
Температура осаждения, К 333 333 333 333
рН 4,6 4,5 4,0 4,3
Плотность тока, А/дм2 2 8 2 6
Внутренние напряжения, мПа 34 28 32 30
Объемное содержание сополимера тетрафторэтилена с этиленом в покрытии, % об. 18 68 24 56
Коэффициент трения 0,4 0,11 0,3 0,2
Скорость осаждения, мкм/час 24 86 32 62

Электролит-суспензия для получения покрытий никель-фторопласт, включающая хлористый никель, борную кислоту, порошок сополимера тетрафторэтилена с этиленом, диимид 4,6-дисульфоизофталевой кислоты, поверхностно-активные вещества и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сульфаминовокислый никель и сульфосалициловую кислоту при следующем соотношении компонентов, г на 1 л раствора:

сульфаминовокислый никель 250-300
хлористый никель 15-20
борная кислота 25-40
порошок сополимера тетрафторэтилена с этиленом 110-200
диимид 4,6-дисульфоизофталевой кислоты 0,4-0,8
сульфосалициловая кислота 0,1-0,2
поверхностно-активные вещества 3,5-6,0
вода остальное


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для повышения износостойкости инструмента, снижения трения в подшипниках и в качестве защитных несмачиваемых покрытий в различных отраслях промышленности, в частности, для предотвращения обледенения проводов линий электропередач.
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения композиционных покрытий. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при разработке и изготовлении износостойких покрытий. .

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения композиционных электролитических покрытий из серебра, содержащих ультрадисперсные алмазы (УДА), на изделия из стали, бронзы и других металлов.

Изобретение относится к электролитическим способам обработки изделий из титановых сплавов для получения защитных покрытий и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей, судостроительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, приборостроении для работы в узлах трения и для защиты изделий от атмосферной и электрохимической коррозии.
Изобретение относится к области электрохимии, в частности электрохимического нанесения композиционного материала цинк-фторопласт. .
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности при изготовлении деталей и инструментов с износостойкими покрытиями, а также для их восстановления.

Изобретение относится к области электрохимического нанесения оптически черных оксидно-керамических покрытий на алюминий и его сплавы и может быть использовано при изготовлении панелей радиаторов, приборов индикации в электронной и автомобильной промышленности, в строительной индустрии.
Изобретение относится к электролитическому нанесению покрытий на металлические изделия и может быть использовано в металлургии и машиностроении. .

Изобретение относится к электролитическому осаждению твердых износостойких покрытий, а именно композиционных электрохимических покрытий на основе железа с металлокерамическими частицами, применяемых для восстановления и упрочнения поверхностей деталей
Изобретение относится к области гальванотехники, а именно к получению покрытий из электролитов никелирования с использованием в качестве второй фазы нанодисперсного порошка диборида хрома

Изобретение относится к области электрохимической обработки поверхности изделий из вентильных металлов и их сплавов и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности для получения гидрофобных покрытий, обладающих высокой износостойкостью, а также антифрикционными свойствами и коррозионной стойкостью
Изобретение относится к получению гальванических композиционных покрытий, в частности на основе никеля с дисперсной фазой в виде наноалмазных порошков

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, автомобилестроении, морском транспорте и в других отраслях промышленности для увеличения коррозионной стойкости покрытий на основе сплава олово-цинк
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в различных отраслях промышленности
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в различных областях промышленности

Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано в условиях воздействия агрессивных сред, в том числе в условиях морского и тропического климата. Электролит содержит, моль/л: сульфат олова 0,08-0,09, сульфат цинка 0,065-0,085, лимонную кислоту 0,31-0,33, цитрат щелочного металла 0,65-0,68, препарат OC-20 0,70-0,80 г/л, дифениламин 0,20-0,32 г/л, фторопластовую эмульсию Ф-4Д-Э 0,25-0,30 г/л. Технический результат: повышение коррозионной стойкости, снижение экологической опасности при сохранении основных физико-механических параметров покрытий. 2 табл., 2 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в ювелирной, часовой, медицинской, радио- и электронно-технической промышленности, а также в производстве сувениров и бижутерии. Электролит содержит на 1000 мас. частей состава: дицианоаурат калия 5-22; лимоннокислый калий 30-95; блескообразующую добавку 0,5-5; ультрадисперсный алмаз 10-42; ультрадисперсный оксид кремния 80-90; воду остальное. Для приготовления электролита в половине рассчитанного количества дистиллированной воды растворяют заданные количества дицианурата калия, лимоннокислого калия и блескообразующей добавки, затем к полученному раствору прибавляют водную суспензию ультрадисперсного алмаза, перемешивают, вводят остальное количество дистиллированной воды, при необходимости корректируют значение pH до 3,6-3,8 и затем при перемешивании вводят ультрадисперсный оксид кремния. Технический результат - по истечении пяти лет хранения электролита оседания компонентов не наблюдалось, а покрытия после 3-5 лет сохраняли прочность и блеск. 2 н.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к восстановлению изношенных деталей машин и механизмов путем нанесения на их поверхность гальванических железных покрытий в проточном электролите. Способ нанесения гальванического железного покрытия в проточном электролите включает помещение восстанавливаемой детали и растворимого анода в электролитическую ячейку, подключение их к источнику тока, прокачку через электролитическую ячейку электролита, содержащего соли двухвалентного железа, соляную кислоту, а также крупные твердые дисперсные частицы размером 100-300 мкм, которые дополнительно вводят в состав электролита, при этом электролиз ведут при плотности катодного тока более 1 кА/дм2 и скорости гетерофазного потока 9-11 м/с. Изобретение позволяет повысить скорость осаждения и увеличить максимальную толщину гладкого покрытия. 1 ил.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения никелевых композиционных покрытий

Наверх