Электролит вольфрамирования

 

Союз Советскик

Социалистические республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (. 865998 (6l ) Дополнительное к авт. синд-ву— (22)Заявлено 21 09.79 (21) 2820042/22-02 с присоединением заявки М(23)ПриоритетОпублнковано 23.09. 81. Бюллетень МЗЗ

Дата оиубликовании оиисания 25 09.81 (ы)м. кл.

С 25 0 3/66 фвударствнньй камнтет

CCCP ле делам нзебретеннй н открытий (53) >3К621.357. -. .7:669.277 (088.8) С.Ф. Белов, М.С. Игумнов, В.А. Козлова, Д.В. обот, И.10. Ловчиновский, Ю.Г. Бушуев, Е.Б. Малышева и Л.В. Виноградова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Р4) ЭЛЕКРРОЛИР ВОЛЬФРАИИРОВАИИЯ

Изобретение относится к получению вольфрамовых покрытий электрохимнческим осаждением из расплава, и, в частности к составам электролитов для нанесения покрытий.

Известен электролит вольфрамировання, содержащий расплав хлорида, вольфрамата н оксида кальция jl).:

Недостатком этого электролита является сравнительно высокая микротвердость покрытий и невозможность получения покрытий на некоторых злектроотрицательных металлах, в частности на ниобии.

Известен также электролит вольфрамнрования, содержащий триоксид вальфрама, окись цинка н вольфрамат натрия $2).

Хотя этот электролит и позволяет наносить покрытия на никель, однако наличие в составе покрытия цинка .ухудшает его эксплуатационные свойства.

Наиболее близким 1с предлагаемому является электролит вольфрамирования, содержащий расплавы хлоридов калия и натрия в эквимольном соотношении, 5

2-10 мол.Ж вольфрамата щелочного ме-: талла, 1-3 мол.й пирофосфата щелочного металла, 0,25-2 мол.Ж метафосфата щелочного металла. Процесс проводят на воздухе при плотности тока

0,02-0,1 А/см, температуре 660-700 С, Известный электролит позволяет получать покрытия толщиной До 50 мкм и микротвердостьв 520 кг/см на под% ложках из меди, графита, мсетибдена (33.

3$

Недостатком известного электролита является сравнительно высокая микротвердость полученных покрытий и невозможность получения покрытий на электроотрицательвых металлах.

Цель изобретения - нанесение воль-. фрамовых покрытий на подложки из электроотрицательных металлов {ниобий, титан, никель, тантал) и сниже

8б5998 ние-микротвердости получаемых покрытий.

Указанная цель достигается тем, что электролит содержащий вольфрамат металла и эквимольную смесь хлоридов натрия и калия, дополнительно содержит диоксид вольфрама, а в качестве вольфрамата металла — вольфрамат бария, при следующем соотношении компонентов, масс.Е:

Диоксид вольфрама 5-9

Вольфрамат бария 32,0-37,7

Эквимольная смесь хлоридов натрия и калия Остальное

Использование вольфрамата бария и введение в электролит диоксида вольфрама предотвращает растворение в электролите-расплаве электроотрицательных металлов и способствует снижению микротвердости получающихся покрытий. При этом снижение концентрации вольфрамата бария ниже

32,0 масс.Ж приводит к растворению электроотрицательной подложки и получить покрытия не удается,, При концентрации вольфрамата бария выше указанного предела происходит осаждение вольфрамовых бронз. При уменьшении концентрации диоксида вольфрама <5 масс. и увеличении концентрации > 9 масс.7. происходит образование вольфрамовых броуз. т.е. получаются покрытия низкого качества, содержащие вольфрамовые оксиды.

Электролит готовят следующим образом.

Сплавляют заданные количества предварительно просушенных солей и диоксида вольфрама в инертной атмосфере азота. Электролит предвари. тельно прорабатывают током в течение !

-3 ч при плотности тока 0,5 А/см, что позволяет удалить из расплава следы влаги и электроположительные примеси.

Электролиз проводят при катодной плотности тока 0,01-0,09 А/см, темпео ратуре 800-900 С в течение 2-3 ч в графитовом или синтеркорундовом тигле. Анод — вольфрам. Катод - гра фит, никель, ниобий, титан, молибден или тантал. При этом получаются вольфрамовые покрытия толщиной 40-50 мкм.

Пример 1. Для нанесения покрытий на Деталях из ниобия используют электролит, содержащий масс.Ж:

Вольфрамат бария 30,0

Диоксид вольфрама 5,0

Хлорид калия 45,0

Хлорид натрия 45,0

При плотности ока 0,01 А/см, тем1 пературе 800 С, в течение 2 ч получают покрытия толщиной 13,4 мкм. По- лученные покрытия имеют мелкокристаллическую структуру, микротвердость равна 300 к г/см .

Пример 2. На деталях из титана в электролите, содержащем, масс,Ж

Вольфрамат бария 37,7

Диоксид вольфрама 7,84

Эквимольная смесь хлоридов калия и натрия До 100 при плотности тока 0,05 А/см, температуре 800 С за 3 ч получают покрытия толщиной 28,4 мкм н микротвердост тью 387 кг/см .

Пример 3. На деталях из тантала получают вольфрамовые покрытия из электролита, содержащего, масс.й:

Вольфрамат бария 32,0

Двуокись вольфрама 9,0

Эквимольная смесь хлоридов калия и натрия До 100 процесс осуществляют при плотности тока 0,09 А/см, температуре 800 С в

% о течение 3 ч. Толщина полученных по", крытий 48 мкм, микротвердость равна

400 кг/см .

Аналогичные результаты получены при нанесении покрытий на детали из никеля, графита и молибдена. При этом образцы с покрытием выдерживают трехкратный изгиб на 90 без отслаивания покрытий.

Как видно иэ приведенных данных

7 предлагаемый электролит обеспечивает

40 получение высококачественных вольфрамовых покрытий с микротвердостью

380-400 кг/смене только на электроположительных, но и на электроотрицательных металлах, что позволит ши45 роко использовать изобретение для повьппения срока службы изделий в различных отраслях техники.

Формула изобретения

50 Электролит вольфрамирования, содержащий расплав вольфрамата металла и эквимольной смеси хлоридов натрия и калия, отличающийся тем, что, с целью снижения микроы твердости покрытий и возможности нанесения их на электроотрицательные металлы, он дополнительно содержит диоксид вольфрама, а в качестве воль

865998

5-9

32,0-37,7

Дноксид вольфрама

Вольфрамат бария

Эквимольная смесь хлоридов Натрия и калия

Остальное

5 фрамата металла — вольфрамат бария при следующем соотношении компонентов, масс.Ж:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе б

1. Барабошкин А.Н. и др, Структура вольфрамовых покрытий, полученных электролиэом хлоридо-вольфраматных расплавов. Электрохимия расплавленных соленых и твердых электролитов, Ъ

Труды института электрохимии Ураль ского филиала АН СССР. Свердловск °

1968, Ô 11, с,е5-56.

2, Авторское свидетельство СССР

tp Ф 663764, кл. С 25 0 3/66, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 456853, кл, С 25 О 3/66, 1976.

Составитель Л. Казакова

Редактор Н. Рогулич Техред И,Асталош Корректор И. Коста

Заказ 8011/43 Тираж 707 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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