Электролит цинкования

 

Социалистических республик

< >876799 (б! ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заивлено 29.12.79 (21 ) 2861705/22«02 (5I )M. Кл.

С 25ОЗ/22 с присоединением заявки РЙ—

Гесударстввньй квинтет

СССР вю авааи нэааретеннй и Отхрытнй (2З) Приоритет—

Опубликовано 30.10.81 ° Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 02.11.81 (53) Уд К 621. ..357.7:669. .58 (088.8) А. В. Меркулов, В. Н. Флеров, H. Л. Страхов, А..Т. Быкадоров и Б. П. Пятин (72) А вторы изобретения (7)) Заявитель

Горьковский политехнический институт им. A. A. Жданова (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ЦИНКОВАНИЯ

Изобретение относится к электроосаждению металлических покрытий, в частности цинковых. и может быть использовано в машиностроении, приборостроении.

Известен электролит цинкования, содержащий окись цинка, едкий натр, 3-диметил-

-аминобензальдегид, полиэтиленполиамин,, моноэтаноламин и триэтаноламин. Из этого электролита получают блестящие покрытия, имеющие хорошую адгезию к основе.(1).

Недостатком данного электролита явля- О

1о ется его токсичность из-за присутствия цолиэтиленполиамина, который не имеет надежных методов обезвреживания в сточных водах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является электролит цинкования, содержащий окись цинка, едкий натр, блескообразующую добавку серии EU, например

БЦУ, выравниваюше-стабипизируюшую добавку- полиэтиленполиамин, тиомочевину, ванадат аммония и желатину. Осаждение

2 цинка осуществляют при 18-25 С и плотности тока 1-2,5 А/дм (2).

Недостатками данного электролита явля|отся его сложный состав, трудно поддающийся анализу и кор >ектировке, высокая токсичность из-за присутствия полиэтиленполиамина.

Цель изобретения - упрощение электролита и снижение его токсичности.

Указанная цель достигается тем, что электролит цинкования, содержащий окись цинка, едкий натр, блескообразуюшую добавку серии БЦ и выравниваюше-стабилизирующую добавку, в качестве выравниваюше-стабилизирующей добавки содержит смесь сернокислого натрия и продукта присоединения окиси этилена к продуктам конденсации„ полученным в процессе синтеза этиленциангндрина (стержневой крепитель (КОЭ) при следующем соотношении компонентов, г/л:

Окись цинка 8-10

Едкий катр 90-100

8767

Влескообраэуюшая добавка серии БЦ 4,5-7,5

Сернокислый натрий i l OH O 50-70

Стержневой крепитель КОЭ 1,5-2,5

° Электролит содержит блескообразуюшую добавку серии BU и стержневой крепитель

КОЭ в соотношении, равном 3:1.

Осаждение цинка в предлагаемом электролите осуществляют цри 18-4боС. Интервал катодных плотностей тока, в котором получают плотное блестящее покрытие, 0,2-5,0 А/дм .

В качестве блескообраэуюшей добавки используют блескообразуюшие добавки серии BU (БЦ-1. БЦ-2 и БЦУ) ТУ-6-15816-73, которые представляют собой водные растворы определенных композиций бпескообраэователей.

В табл. 1 приведен состав добавок

БЦ-1 и БЦ-2.

Добавки рассчитаны на использование в цианистом электролите, будучи введенными в цинкатный электролит к осаждению глад. ких блестящих покрытий не приводят.

Стержневой крепитель КОЭ (ТУ-6-01

743-77) применяется при изготовлении литейных форм. Он представляет собой смесь смолообраэных вещесп, являющихся продуктами присоединения окиси этилена к продуктам конденсации,, полученным в про 1 цессе синтеза этиленциангидрина.

Стержневой крепитель КОЭ является сложной смесью, в состав которой, кроме воды входят: гликопи двухатомные и поли35 гликоци, высокомопекулярные аминоспирты, полиэтиленоксиды, аминокислоты или

Мх сопи, полиэтиленгидраты, азотсодержашие полиэтиленоксиды и, P дицианидиэтиловый эфир.

Электролит готовят следующим образом.

Едкий натр растворяют.в 1/10 объема ванны, в которой готовят растворы, к нему осторожно при непрерывном перемеши45 ванин добавляют рассчитанное количество окиси цинка до полного ее растворения, растворяют сернокислый натрий и доливают воду до 3/4 обьема ванны.

Полученный раствор фильтруют в рабочую ванну. Смесь добавок BU и КОЭ, взятых в соотношении 3:1, вводят непосредственно в рабочую ванну в количестве 8 мл/л рас вора. Смесь добавок может храниться; длительное время беэ изменения свойств.

Примеры конкретного выполнения и реаультаты испытаний приведены в табп. 2.

Процесс нанесения девятимикронно .о щинкового покрытия проводят при +18 С а

99 4 катодной плотности тока 2,0 А/лм . Расход добавок оценивают по времени работы электролита после очередной корректировки до достижения цинковым покрытием степени блеска 30% к серебряному заркалу. Рассеивающую способность определяют по методу Херинга-Блюма. Степень блеска измеряют фотометром ФМ-58, микротвердостьприбором ПЯТ-З. Пористость определяют по ГОСТ 3265-46. Скорость осаждения измеряют по привесу образцов.

Измерение кроющей способности и адгеэии покрытия (по методу термоудара о

+150 С) показывают, что предлагаемый электролит по этим характеристикам не уступает цианистому.

Совместное введение в состав щелочного бесцианистого электролита добавок стержневого крепите,пя КОЭ, блескообраэующей добавки BU и сернокислого натрия позволяет получать светлые блестящие цинковые покрытия (степень бйеста 80% по отношению к серебряному зеркалу), эла стичные и хорошо сцепленные с основой.

Покрытия, осажденные в таком электролите, легко хроматируются и по коррозиестойкости не уступают цинковым осадкам, получаемым из других электролитов (по методике корроэионных.испытаний ГОСТ

16875-71, принятой в автомобильной промышленности, корроэионная стойкость щестимикронных цинковых покрытий, получаемых в предлагаемом электролите 140160 ч при минимально допустимой 96 ч).

Периодическое корректирование работающего электролита осуществляют смесью

КОЭ и BU, взятых в соотношении 1:3,по мере ухулшения качества покрытия (снижения его блеска) в количестве 0,3 мл/

/А ч протекшего электричества беэ проведения анализа электролита на содержание этих добавок. Корректировочную смесь

КОЭ и BU вводят один раэ в двое суток в количестве 1,9 мл на литр крепителя.

Цинковые покрытия иэ щелочного беоцианистого электролитй, содержащего тот ко блескообразуюшую добавку серии БЦ, получаются губчатыми и коррозионно нестойкими. Введение стержневого КОЭ в указанный электролит устраняет губчатость покрытия, что дает воэможность блескообраэующей добавке серии BU проявить себя в качестве бпескообраэователя. Недостаточно действенной является одна добавка

КОЭ (беэ BU). Введение сернокислого натрия в электролит значительно повышает стабильность работы последнего, увеличивая длительность действия добавок БЦ и

КОЭ в .2-3 раза.

76799

Таблица 1

Вещество

2,5

0,3

0„3

Триэтаноламин

0,3

0,3

0,03

0,03

0,06

0,06

1,6

0,6

0,6.. 92,81

95,31

5 8

Нижний и верхний пределы концентрации КОЭ выбраны из соображения одновременности его расходования с добавкой

БЦ, вводимой в указанном количестве.

Нижний и верхний пределы содержания, вводимого сернокислого натрия обусповлеv ны границами области концентрации; наиболее эффективно продляюших действие вводимых BU и КОЭ.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) полиэтиленполиамина (ПЭПА) в стоках — на уровне 0,005 мг/л. Столь жесткий норматив приводит к неизбежности спецочистки стоков от ПЭПА, что рационально осуществимо только биологическим путем.

Добавки Ell согласно ТУ-6-15-81573 - нетоксичные.

Используемая в предлагаемом электролите добавка стержневого крепителя КОЗ.

Бензил-никотиновая кислота

Окисленный поливиниловый спирт

Т рилон-Б

МИ 60 (сульфат марганца)

РеСВ хлорид железа)

Бисульфитное соединение анисового альдегида

Бисульфитное соединение пиперонала

НаН60 (бисульфит натрия) согласно ТУ-6-01-743-77 является не.токсичной и не требующих особых правил обращения.

5 Предлагаемый щелочной бесцианистый электролит блестящего цинкования содержит в своем составе серийно выпускающиеся сравнительно дешевые органические добавки, прост в эксплуатации. Корректи о ровку предлагаемого электролита осуществляют значительно реже, чем, например, электролита, принятого за прототип, корректировочный раствор прост по приготовлению, нетоксичен. Отсутствие токсичных

15 компонентов в электролите исключает необходимость спецочистки .сточных вод.

Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого электролита состав20 ляет 150 тыс. р.

Блескообразуюшая добавка, %

876790 о

И о

С0 3 о о

tQ о »

tQ Г о

Ci о

С

Ф о о

t0 о

l Г о о

tQ

С

1Q

CV о»

-Cg

t0

61 о

С4 о ( н о

СЧ

Щ о н

М н ч

tQ (Щ 2 о н

tQ и (Ч

Щ н

Щ

СЧ.

С)

О

» 3 о ч

° 1

Щ о

Ж

Ю

С4 о

Щ

© о (), l0

Щ н Г

О)

1 о

1

1! (»

О \D

OJ о

СО

hl о

Ф

О

gR

g à о<

Ф

5 о

Д о вФ

t о

Яо

fQ

«.

М „М (ч . wQ

„„,Фм ОХ

О

10 ! о н

Яо .11 н

° « °

В м (:й

Яка °

Ф g e о Л

К СС „

ООФ або

1- о

Ф о

10 (D о

„Ф но .Д"

;10 O .«н (Ч

1 «1

О е

М

hl

Ф t0

g e e" e

R. > O O ч !ч ро, оо ч. ч

Мр Й

>me

СС да

Ю (Ч о

»с Ф (4 о о

В С но с4 лж

10 о

М С! а

ОФ И

Ю

С о Г

О о

СЧ о (Ч

3

С=(Щ

Я о

0) б! о о д т о о а к о а 5

Р 0

О) Ф о

Ф 1 о о

hl

t0

t0 С о о и о о

Ч о»

Ct) о

М е

3 о

0) о

t0

® о

1 е «д о, а

3,3 o R о Й о м о" о о

Щ н

ЬФС

Я Oz

О !

С . о

Ct

5 о

< K3 о

Щ о н о

t0 !

1О р4

Е

° в н о %Ч

«Y z

Ж « о

1 Ф о о»

С"3 о

СЧ ) о

В

-„; O

:. h ъ о а .1 о о"

Щ о о

СЭ о

tQ (р о 1.

- о

1 Ct мЙ Д

10 О

° е н

IQ

Р т о. I е о н ( о о

С ) о

" . о

l» CD

1 1

1О

С д 1 ..o

10»-

СЧ ф о

М С.

876799

Формула изобретения

1. Электролит аинкования, содержащий окись цинка, едкий натр, блескообразукм щую добавку серии БЦ и выравнивающестабилизирунмцую добавку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения электролита и снижения его токсичности, в качестве выравнивающе-стабилизирующей добавки он содержит смесь сернокиолого натрия и продукта. присоединения окиси этилена в продуктам конденсации, полученным s процессФ синтеза этжевдиангидрина (стержневой крепитель КОЭ) при следующем соотношении компонентов, г/л:

Окись цинка 8-10

Едкий катр 90-100

Блескообразующая добавка серии БЦ 4,5-7,5

Сернокислый натрийи .

«1О Н О 50-70

Стержневой крепитель

КОЭ 1,5-2,5

2. Электролит по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что он содержит блеск ообразующую добавку серии БЦ: и стерсо жневой крепитель КОЭ в соотношении,равном 3:1. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 320557, кл. С 25 Э 3/22, 1970.

2. Ильин В. А. Цинкование, кадмирование, лужение и свинцование, Л., Машиностроение, 1977, с. 16.

Составитель M. Шербакова редактор М. Ткач Техред Т. Матвчка Корректор Н. Стен

Заказ 9525/37 Тираж 707 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,.Раушскаа иаб., a. 4/5

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