Электролит для нанесения покрытий на основе хрома

 

О Й И С А и И Е

ИЗОБРЕТЕ11ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик пп 711181 (á1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180578(21) 2617231/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет („)публнковано 25,0180 кзллетень Ио 3

Дата опубликования описания?5,01.80 (51)м. Кл.2

С 25 D 3/56

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 357 ° .7:669.26 28 292 (088. 8) (72) Авторы изобретения

М.A. Шлугер, С. Файзулин, В.К. Квятковская, Л.Д. Ток, Л.С. Москвин, Н.С. Ианычева„ Т,."4. Мантарава и В.И. Игнатьев

Московский вечерний металлургический институт и Производственное объединение И)(МАШ (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИИ

HA ОСНОВЕ ХРОМй

190-250

2,5-4,0

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическаму осаждению сплавов хроммолибден-ванадий.

Известен электролит для нанесения покрытий на основе хрома, содержащий храмовый ангидрид, серную кислоту и молибдат-ионы, например молибдат натрия fl).

Основным недостатком этого электролита является низкий выход по току (12-15%) . Кроме того, получаемые покрытия обладают высокими внутренними напряжениями (до 40 кг/мм ), что обусловлено низкой пластичностью, и практически не пригодны для работы в условиях ударных нагрузок (происходит скалывание покрытия) .

Цель изобретения — повышение выхода по току и физико-механических свойств покрытий за счет образования сплава хром-молибден-ванадий.

Указанная цель достигается тем, что электролит дополнительно содержит ванадиевую кислоту, а в качестве источника.молибдат-ионов-молибденовую кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л:

Хромовый ангидрид

Серная кислота

Мапибденавая

КИСЛОТа 10-28

Банадиевая кислота 5,0-30.

Процесс О.-аждения рекомендуют проводить пр pH 0,3-0,5, температуре 50-70 С и плотности така

40 — 1 5-0 в/дм2

Концентрация хромового ангидри(О да 190-250 г/л и серной кислоты 2,54,0 г/л (сООтношение компонентов) соответствует максимальному выходу по току в области. получения блестящих осадков. При концентрации мо15 либденавой кислоты менее 10 г/л и ванадиевой кислоты менее 5 г/л молибден и ванадий не включаются в покрытие. Концентрация молибденовой и ванадиевой кислот 28 и 30 г/л

29 соответственно отвечают пределу растворимости этих кислот в растворе хромового ангидрида.

При температуре ниже 50 С и плотности тока выше 150 A/дм резко воз25 растают внутренние напряжения в покрытии, кроме того не представляется возможным получать блестящие осадки сплава и снижается содержание легирующих компонентов в покрытии.

3Q При температуре выше 70 С и плот711181

Таблица

190

250

190

2,5

4,0

2,5

28 ности тока ниже 40 А/дм снижается выход по току и образуются серые, некачественные покрытия.

Изменяя coñòàâ электролита и режимы электролиза в укаэанных пределах, можно получать блестящие покрытия с выходом по току 25-28Ъ. Содержание ванадия в покрытии 0,08-0,1Ъ. Увеличение в электролите концентрации ванадиевой кислоты приводит к увеличению в покрытии содержания молибдена. Так, при электроосаждении без ванадиевой кислоты наличие молибдена в осадке составляет не более

1Ъ. При электроосаждении в присутствии .ванадиевой кислоты 5-30 г/л со-. держание молибдена в осадке изменяет- 15 ся от 1,9 до 3,1Ъ соответственно.

Прочность сцепления йолучаемых покрытий определяется методом многократного изгиба образцов при толщине покрытия 50 мкм. Испытания про- 2О водятся на медной и стальной основе.

При многократном изгибе до излома отслаивание покрытия не происходит, что указывает на прочное сцепление с основой. 25

Микротвердость получаемых покрытий изменяется в зависимости от ре.жимов электроосаждения от 600 до

1100 кг/мм2

Внутренние напряжения, измерен. ные методом растяжения-сжатия ленточногo катода, составляют 7-.

ll кгс/см (внутренние напряжения для сплава хром-молибден составляют 3040 кгс/см .

Износостойкость определяют на машине Сиц-2 при рабочей поверхности .образца 12,5 см, скорости вращения

200 об/мин„ длине пути 30000 му в качестве контртела используют сталь ЗОХГСл. При этих режимах ис- 4О пытаний износ составляет 9-14 мг, что на 35-40Ъ меньше, чем для покрытия хром-молибден.

Полученные покрытия обладают высокой пластичностью и высокой износостойкостью. При толщине слоя выше 15 мкм покрытие беспористое.

Коррозионную стойкость определяют ускоренным методом в ЗЪ-ном растворе хлористого натрия на потенциостате

Хромовый ангидрид, г/л

Серная кислота, г/л

Молибденовая кислота, г/л

П-5827. Для сплава хром-молибденванадий коррозионная стойкость несколько выше, чем для сплава хроммолибден ° Так, при потенциале + 0,5В коррозионный ток для сплава хроммолибден-ванадий равен 0,01 мА/дм для сплава хром-молибден — 0,4 мА/дм.

Скорость осаждения покрытия в зависимости от режимов электролиза составляет 0,6-2 мкм/мин. Состав электролита практически не оказывает влияния на скорость осаждения ° Гладкие качественные осадки получают до толщины покрытия 300 мкм.

Рассеивающую способность электролита определяют методом разрезного катода. В зависимости от. температуры электроосаждения рассеивающая способность изменяется оТ

50 до ?ОЪ, при этом состав электролита не оказывает влияния на рассеивающую способность. агрессивность электролита определяют при 20, 50 и 70 С в зависимости от температуры и концентрации ванадиевой кислоты.При 20 С агрессивность составляет 0,0008мг/см ч, при 50 С вЂ” О, 0019 мг/см ч,при 70 С

0 0024 мг/см ч.

Предлагаемый электролит готовят следующим образом.

Хромовый ангидрид растворяют в воде и добавляют в необходимом количестве серную кислоту. Полученный раствор нагревают до 70-80 С и добавляют расчетное количество молибденовой кислоты. Затем при перемешивании вводят малыми порциями ванадиевую кислоту до полного растворения.

Электролит действует как саморегулирующийся по легирующим добавкам.

Для этого добавляют молибденовую и ванадиевую кислоты в избытке, т. е. более 28 и 30 г/л соответственно. Осадок указанных кислот, находящийся на дне ванны, не оказывает влияния на процесс электроосаждения и свойства получаемых покрытий.

Результаты электролиза при разных составах электролита и режимах представлены в таблице.

711181

Продолжение таблицы

Ванадиевая кислота, г/л го

Температура, С

70

7Î

Плотность тока, ь/дм

150

Продолжительность, мин

30

26

Выход по току, В

28

Толщина покрытия, мкм

96

Микротвердость, кг/мм

850

1100

Внутренние напряжения, кгс/см

9,3

7,0

1О,1

Величина износа, мк

12,2 9,0

0,1 0,1

0,1

Содержание ванадия и молибдена в сплаве, Ъ

2,1

3,1

Рассеивающая способность,Ъ 60 70 2 агрессивность, мг/см ч

Внешний вид покрытия

0,0024 0,0024

Блестящее, беспористое

Формула изобретения

Составитель В. Бобок

Редактор я. К авченко Тех Э.Чужик .. Ко екто M. Вигула

Заказ 8604/20 Тираж 698 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемый электролит позволяет получать блестящие, практически беспористые покрытия с высокими эксплуатационными свойствами (в частности, покрытия обладают повышенной износостойкостью в . условиях ударных нагрузок) .

Электролит для нанесения покрытий на основе хрома, содержащий хромовый ангидрид, серную кислоту и молибдат-ионы, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения выхода по току и физико-механических свойств покрытий за счет образования сплава хром-молибденванадий, он дополнительно содержит ванадиевую кислоту, а в качестве источника молибдат-ионов - молибденовую кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л: хромовый ангидрид 190-250

Серная кислота 2,5-4,0

Молибденовая кислота 10-28

Ванадиевая кислота 5,0-30.

Источники информации, прин.ятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 9 49-40774, кл. 12А232, 1974.