ЭЛЕКТРОЛИТ ХРОМИРОВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C25D3/10 

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электролитическому нанесению хромовых покрытий из электролитов на основе трехвалентных соединений хрома, и может быть использовано для нанесения защитно-декоративных хромовых покрытий.

Известен ряд электролитов для нанесения хромовых покрытий. Наиболее близким по составу и достигаемым результатам является электролит по а.с. N 1636481, который выбран за прототип. Этот электролит содержит сульфат хрома или хромокалиевые квасцы, комплексообразователи муравьиную кислоту и сульфат аммония, буферную добавку борную кислоту, а также диметилсульфоксид для повышения кроющей способности электролита, соль Мора для предотвращения накопления в электролите ионов Сr⁶⁺ и поверхностно-активное вещество - стеарокс в следующих соотношениях (г/л):
хромокалиевые квасцы 200 300
или
сульфат хрома 140 220
сульфат аммония 180 250
борная кислота 30 40
муравьиная кислота 27 41
аммиак (25%-ный) 18 22
диметилсульфоксид 0,03-0,07
соль Мора 0,07 0,14
стеарокс 0,004 0,006
Недостатками данного электролита являются: низкая скорость осаждения хрома (0,2 0,78 мкм/мин) и довольно узкий интервал рабочих плотностей тока (10 40 А/дм²).

Задачей изобретения является разработка электролита, позволяющего увеличить выход по току и скорость осаждения хрома, а также расширить интервал рабочих плотностей тока.

Разработанный электролит содержит сульфат хрома, муравьиную кислоту, компонент, повышающий электропроводность электролита, буферирующий агент, включающий борную кислоту, и добавку. Отличительной особенностью является то, что электролит в качестве компонента, повышающего электропроводность, содержит сульфат натрия, буферирующий агент содержит дополнительно сульфат алюминия, а в качестве добавки используется смесь аминокислоты и поверхностно-активного вещества при следующем соотношении компонентов (г/л):
сульфат хрома 100 200
муравьиная кислота 30 90
сульфат натрия 30 50
сульфат алюминия 30 120
борная кислота 0,5 30
аминокислота 1 5
ПАВ 0,1 1
Применение в качестве добавок аминокислоты (β-аланин, глицин) и анионоактивного поверхностного вещества ("прогресс", лаурилсульфат натрия) совместно в электролитах для нанесения хромовых покрытий на основе трехвалентных соединений хрома, содержащих карбоновую кислоту, в литературе не описано.

Электролит готовят растворением компонентов в дистиллированной воде при температуре не ниже 80^oC. Процесс электроосаждения ведут при комнатной температуре, плотности тока 10 90 А/дм² и pH электролита 1,0 2,0. Аноды титан с депассивирующим покрытием. Соотношение площадей катода и анода 1:1 1:2. Катодом служат пластины из меди, стали, никеля.

Аминокислоту вводят в электролит для увеличения рассеивающей способности. Снижение содержания аминокислоты ниже 1 г/л повышает выход по току хрома, но ухудшает качество осаждаемых покрытий. Увеличение концентрации выше 5 г/л не ведет к значительному улучшению качества, однако уменьшает выход по току.

Анионоактивное ПАВ вводят в электролит для повышения выхода по току и улучшения качества хромовых покрытий. Содержание ниже 0,1 г/л приводит к снижению выхода по току и ухудшению качества осаждаемых покрытий. Увеличение содержания свыше 1 г/л к существенному изменению показателей не приводит.

Данный электролит позволяет осаждать при комнатной температуре в интервале катодных плотностей тока 10 90 А/дм² блестящие покрытия толщиной до 10 мкм и матовые толщиной до 15 мкм с выходом по току до 24% скорость осаждения 2,1 мкм/мин.

Электролит может найти применение в автомобильной, приборостроительной и др. отраслях промышленности для нанесения защитно-декоративных хромовых покрытий.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Для приготовления 1 л электролита 100 г сульфата хрома и 60 г сульфата алюминия растворяют при нагревании в 0,5 л дистиллированной воды. В полученный раствор добавляют 40 г сульфата натрия, 60 г муравьиной кислоты, 10 г борной кислоты, 5 г b-аланина, 1 г поверхностно-активного вещества "прогресс". Полученный раствор доводят до температуры 80 90^oC и выдерживают в течение 20 30 мин. Затем, остудив раствор до комнатной температуры, доводят дистиллированной водой до объема 1 л.

Корректировку pH полученного электролита проводят с помощью концентрированных растворов серной кислоты или гидроксида натрия. Покрытия можно наносить на медные, стальные, никелевые и др. образцы. Электролиз ведут при комнатной температуре в интервале катодных плотностей тока 60 90 А/дм².

Использование: касается электролитов на основе трехвалентных соединений хрома и может быть использовано для нанесения защитно-декоративных хромовых покрытий. Сущность: электролит содержит сульфат хрома, муравьиную кислоту, борную кислоту, сульфат натрия, аминокислоту, поверхностно-активное вещество /ПАВ/, сульфат алюминия при следующем соотношении компонентов, г/л: сульфат хрома 100- 200, муравьиная кислота 30 -90, борная кислота 0,5 - 30, сульфат натрия 30 - 50, сульфат алюминия 30 - 120, аминокислота 1 - 5, ПАВ 0,1 - 1.

Электролит хромирования, содержащий сульфат хрома, муравьиную кислоту, борную кислоту, сульфат-ионы, органическую добавку и поверхностно-активное вещество (ПАВ), отличающийся тем, что он дополнительно содержит сульфат алюминия, а в качестве источника сульфат-ионов и органической добавки - соответственно сульфат натрия и аминокислоту при следующем соотношении компонентов, г/л:
Сульфат хрома 100 200
Муравьиная кислота 30 90
Борная кислота 0,5 30,0
Сульфат натрия 30 50
Сульфат алюминия 30 120
Аминокислота 1 5
ПАВ 0,1 1,0п