САМОРЕГУЛИРУЮЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ХРОМА Российский патент 1998 года по МПК C25D3/04 C25D3/56 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению хромовых покрытий на медные и стальные изделия.

Покрытия из известного малоконцентрированного электролита [1] обладают низкими коррозионно-защитными свойствами по сравнению с покрытиями, полученными в стандартном электролите. Рассматриваемый электролит [1] обладает низкой концентрацией основного компонента, к его недостаткам следует отнести быстрое истощение раствора электролита.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является известный саморегулирующийся электролит для осаждения хромовых покрытий, содержащий хромовый ангидрид, фторид кальция и сульфат стронция [2]. Однако хромовые покрытия, получаемые в данном электролите, обладают пониженной твердостью.

Задача изобретения - повышение качества покрытий и эффективности процесса в целом, а также снижение экологической опасности процесса. Это достигается тем, что электролит дополнительно содержит фосфорно-вольфрамовую кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л:
Хромовый ангидрид - 80 - 100
Стронция сульфат - 6 - 7
Кальция фторид - 5 - 6
Фосфорно-вольфрамовая кислота - 8 - 10
Процесс осаждения рекомендуют проводить при температуре 50 - 70^oC и плотности тока 30 - 70 А/дм².

Электролит готовят следующим образом.

Хромовый ангидрид растворяют в воде. Полученный раствор делят на 2 части и нагревают до 70 - 80^oC. При перемешивании, малыми порциями вводят сульфат стронция и фторид кальция. Полученные растворы переносят вместе с осадками солей в общий объем, куда малыми порциями при перемешивании вводят фосфорно-вольфрамовую кислоту.

Концентрация хромового ангидрида 80 - 100 г/л, сернокислого стронция 6 - 7 г/л и фторида кальция 5 - 6 г/л (соотношение компонентов) соответствует максимальному выходу по току в области получения блестящих осадков. При концентрации фосфорно-вольфрамовой кислоты менее 8 г/л вольфрам в покрытие не включается. Увеличение концентрации фосфорно-вольфрамовой кислоты выше 10 г/л резко уменьшает величину выхода по току.

При температуре ниже 50^oC не представляется возможным получать блестящие осадки во всем интервале плотностей тока. При температуре 70^oC и плотности тока ниже 50 А/дм² снижается выход по току сплава.

Изменяя состав электролита и режимы электролиза в указанных пределах получают блестящие (отражательная способность ≈ 66%) с выходом по току до 22%, покрытия.

Из предлагаемого электролита осаждают прочно сцепленные с основой (медь, сталь) покрытия.

Коррозионную стойкость определяют ускоренным методом в 4%-ном растворе соляной кислоты. Для покрытий, полученных из электролита с добавкой фосфорно-вольфрамовой кислоты, коррозионная стойкость выше, чем для покрытий, полученных из электролита без добавок. Так, скорость растворения покрытия, полученных из предлагаемого электролита, в 1,4 раза ниже, чем у покрытий из электролита-прототипа.

Рассеивающую способность определяют методом разрезного катода.

В зависимости от температуры осаждения рассеивающая способность изменяется от 76 до 81%. Введение фосфорно-вольфрамовой кислоты в состав электролита улучшает показатели рассеивающей способности электролита.

В присутствии фосфорно-вольфрамовой кислоты шире зона получения блестящих покрытий, выше их физико-механические и защитные свойства, чем в электролите, не содержащем добавку фосфорно-вольфрамовой кислоты.

Электролит стабилен в работе и позволяет получать качественные покрытия при пропускании 240 - 265 А • ч/л. Введение фосфорно-вольфрамовой кислоты несколько снижает агрессивность раствора электролита.

Электролит предлагаемого состава предназначен для получения покрытий с повышенными физико-механическими и защитными свойствами и может использоваться в машиностроительной, станкостроительной, приборостроительной, авиационной и других отраслях промышленности.

Предлагаемый электролит позволяет значительно повысить качество получаемых покрытий, а также эффективность и экологичность процесса в целом.

В табл. 1 приведены составы электролита (г/л), в табл. 2 дана характеристика работы электролитов.

Источники информации
1. Малинин В.Ф. Электроосаждение хрома из низкохромистого электролита с высокой равномерностью распределения по толщине. - Защита металлов, 1988 - 24, N 6, с. 1020 - 1022.

2. Высокоскоростное электролитическое хромирование. Krishnan R. M., Parthasaradhy N.V., High-speed chromium plating. - "Metal Finish", 1971, 69, N 9, p. 59 - 63.

Использование: в гальваностегии, в частности в электролитическом осаждении хромовых покрытий на медные и стальные изделия. Саморегулирующийся электролит для осаждения хрома содержит хромовый ангидрид 80 - 100 г/л, сульфат стронция 6,0 - 7,0 г/л, фторид кальция 5,0 - 6,0 г/л, фосфорно-вольфрамовую кислоту 8,0 - 10,0 г/л. Электролит указанного состава позволяет получать хорошо сцепленные с основой покрытия, обладающие повышенными физико-механическими и защитными свойствами, а также повысить эффективность и снизить экологическую опасность процесса в целом. 2 табл.

Саморегулирующийся электролит для осаждения хрома, содержащий хромовый ангидрид, сульфат стронция, фторид кальция, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фосфорно-вольфрамовую кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л:
Хромовый ангидрид - 80 - 100
Сульфат стронция - 6 - 7
Фторид кальция - 5 - 6
Фосфорно-вольфрамовая кислота - 8 -10т