Электролит для осаждения комбинированного покрытия никель- карборунд

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 10.05„76 (2lI)2359598/22-02 (5! )М. Кл.

С 25 D 3/12//

С 25 Х) 15/00 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Гееударстевнный камитет

-СССР

Опубликовано 30,05.80. Бюллетень № 20 по делам изабретений и открытий (53) УДК621.357. .7:669.248 (088.8) Дата опубликования описания 02.06.80

В. В. Кузнец6в, B. П. Григорьев, Л. К. Атоян, О, А. Осипов, А. Ф. Пожарский, Н. М. Старшиков и Л. H. Очкина (72) Авторы изобретения

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО

ПОКРЫТИЯ НИКЕЛЬ-КАРБОРУНД

Изобретение относится к электроосаж= дению комбинированных покрытий на основе металла с включением неметаллических частиц, в частности, к осаждению покрытий никель-карборунд.

Известен водный электролит для осаждения покрытий никель-карборунд, содержащий сернокислые и хлористые соли никеля, карбид кремния, борную кислоту flj.

Наиболее близким по техническому ре1О шению к предлагаемому является неводный электролит для осаждения комбинированного покрытия никель-карборунд, содер жаший уксуснокислый никель, карбид крем- ния, хлорную кислоту и пропиловый спирт (25

Однако данный электролит позволяет получать покрытия с микротвердостью до

600 кгс/мм .

Бель изобретения — повышение микротвердости покрытий.

Указанная цель достигается тем, что неводный электролит для осаждения комбинированного покрытия. кинел ь-карборунд, содержаший уксуснокислый никель, карбид кремния, хлорную кислоту и пропиповьтй спирт, дополнительно содержит нроизводное гидрохлорида 2(d, жмурил)перимидина обшей формулы где R — Н; СН; С6; Вг;Л при следуюшем соотношении компонентов:

Уксуснокислый никель, r 90-110

Карбид крема я, r . 40-50

Хлорная кислота, г 90-110

Производное гидрохлори- да 2(с(.-фурил)перими- дина, г О, 15-0,20

Пропиловый спирт, л Qo 3

Введение в электролит производных гидрохлорида 2(с(,-фурил)перимидина указанной обшей формулы, которые служат по3 7375

Верхностно-активными добавками, в сочетании с пропиловым спиртом, характеризующимся высокими адсорбционными свойствами на границе металл-раствор; позволяет увеличить содержание частиц карборун5 да в покрытии до ЗЗ вес,% и тем самым IIoвысить их микротвердость дс 790 кгс/мм .

Этому способствует образование на поверхности частиц карборунда жестких диполей, внешний конец которых противоположен заряду катода, что улучшает соосаждение частиц карборунда с ионами металла. Помимо этого совместное присутствие в электролите указанных поверхностно-активных добавок и пропилового спирта приводит к повышению степени дисперсностичастиц карборунда, включенных в покрытие.

Указанное содержание хлорной кислоты в электролите обеспечивает повышение его электропроводности и тем самым возможность повышения плотности тока до

10-15 А/дм .

Электролит готовят следующим обра-. зом. °

В пропилОВый спирт ВВОдят хлорную 25 кислоту, уксуснокислый никель и указанную поверхностно-активную добавку, после чего добавляют карбид кремния. Электролит устойчив на воздухе, Корректирование электролита по содержанию поверхностно-активной добавки проводят через каждые 60-75 А ч/л путем добавления

0,15 г/л вещества. Через каждые 120150 А ° ч/л в электролит вводят 100г/л уксуснокислого никеля, 50 г/л карбида з5 кремния и 100 г/л хлорной кислоты.

В качестве производных гидрохлорида

2(О .-фурил)перимидина могут быть исполь зованы; при R =H 2- Д.-фурилперимидин(г!щ- 40 рохлор ид)

Я=СН 2-(5-метилфурил-2) перимидин(гидрохлорид)

Я В 2-(5-бромфурил-2)перимидин(гидрохлорид)

R ",! 2-(5-иодфур ил-2-) пер им идин(гидрохлорид)

Указанные соединения могут быть получены, например, по следующей методике.

Смесь 0,1 моль 1,8 нафтилендиамина и 0,1 моль соответствующего 5-К-фурфурола в 100 мл спирта перемешивают 3 ч при комнатной температуре. Выпавшие кристаллы 2,3-дигидро-2-(5-Р.фурил) перимидина отфильтровывают, промывают не07 ф большим количеством спирTQ и пссле высушивания нагрева!От 2-Зч с эквимолекулярным количеством порошкообразной серы в кипящей кислоте, Смесь охлаждают, пропускают через нее ток сухого хлористого водорода. Выпавшие желтые кристаллы гидрохлорида, соответствующие 2-(5-.

-В-фурил-2) перимидину, отделяют, промывают водой, сушат и перекристаллизовыВают из смеси спирта с эфиром.

Схема реакций

О NH 11

О мн2 !1 н О R

/ !

О N Н о 1 i, S

Н

/X

"7 (И -1и HCE 2-(л-яфурил-2)о перимидин.

Производные гидрохлорида перимиди на - твердые порошкообразные вещества, нетоксичны, хорошо растворимы в органических электролитах.

Процесс электроосаждения ведут при

20-25 С, напряжении на ванне 1-2 В и о плотности тока на катоде .з-15 А/дм с г

2 никелевыми анодами.

Электролит (суспензия) устойчив и практически не разрушается в течение

10 мин работы без перемешивания, Однако для повышения равномерности распределения частиц карборунда в пбкрытии рекомендуется осуществлять механическое или путем барботажа перемешивание электролита в начале процесса и затем через каждые 5 мин. Интенсивность механического перемешивания — 350-400 об/мин.

Исцользование предложенного электролита иллюстрируют следующими примерами.

Пример 1. В электролитах, состав которых указан в табл. 1, прн температуре 22 С и Э 6 А/дм в. течеО 2 ние 10 мин осаждают покрытия топщиной

46-60 мкм с содержанием карборунда 2533% и микротвердостью 660-72(i кгс/мм . б Таблица 1

737507

90

100 100

110 110

100 50

100 100 50

100 100

100 100

Та блица 2

45 28 697

60 ЗЗ 720

69 31 722

76 29 702

Пример 2. При осуществлении процесса в электролите, содержащем:

Уксуснокислый никель, r 110

Хлорная кислота, r . 110

Карбид кремния, г 50

Незамещенный 2(фурил-2) перимидин гидрохлорид, r 0,15

П ропиловый сп и рт, л lLo 1 при температуре 22"С и различной плотности тока в течение 10 мин осаждают Я покрытия, микротвердость которых составляет 6 97-72 2 кгс/ м м, как это показа 2 но в табл. 2.

О 15 46 23 672

0 17 52 30 704

Оу20 60 33 720

О> 15 56 29 685

0 15 55 28 667

Ое15 53 27 660

0,15 48 . 25 654 г

2 1 / И 11

H О

25

35,7

721

712

717

34,6

35,1

33,8 708

31,2

697

Составитель E. Кубасова

Редактор И. Нанкина Техред Н. Бабурка Корректор E. Папп

Заказ 2550/5 Тираж 698 Подписное

Ш1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент», r, Ужгород, ул, Проект ил, 4

7:;.. 7375

Микротвердость покрытий определялась на приборе ПМТ-З, Покрытия хорошо сцеплены с основой и не отслаиваются при нанесении царапин стальным острием.

Электролит стабилен в работе и при хранении.

Испытания электролита, содержащего:

Уксуснокислый никель, r 105

Карбид кремния, r 50

Хлорная кислота, r 102

Поверхностно-активная добавка, г 0,17

Пропиловый спирт, л До 1 при хранении и эксплуатации при D

10 А/дм обнаруживают незначительное д

2 снижение содержания карборунда в покрытии, как это показано в табл. 3.

Та блица 3

Хранение электролита, в течение 3-х дней

Хранение электролита в течение 7 дней

Хранение электролита в течение 14 дней

Пропущено электричества 50 А ч/л

Пропущено электричества 100 А ч/л

Пропущено электричества 150 А-ч/л

П ри этом микротвердость покрыл и и практически не изменяется, Формула изобретеvira

Электролит для осаждения комбинированного покрытия никель-карборунд, содержащий уксуснокислый никель, карбид кремния, хлорную кислоту и пропиловый спирт, отличающийся тем, что, с целью повышения микротвердости покрытий, он дополнительно содержит производное гидрохлорида 2(оС-фурил)перимидина общей формулы где Я = Н; СН; СР; Br; J при следующем соотношении компонентов:

Уксуснокислый никель, г 90-1 10

Карбид кремния, r 40-50

Хлорная кислота, г 90-1 10

Производное гидрохлорида 2(о -фурил) перимидина г 0,15-0,20

Пропиловый спирт, л Qo 1

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.RumC Ч. Michel sbicbten тн 1о sais чоп 5ИЫ п Кс р- Ь16.-"%e,&Mobecltache, 1969, 23, No 2, с, 3536.

2. Кузнецов В, В. и др. Применение органических растворителей для осаждения композиционных электрохимических покрытий. Тезисы докладов к совещанию "Новая технология гальванических покрытий". Киров, 1974, с, 56-57,