СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ХРОМИРОВАНИЯ В НИЗКОКОНЦЕНТРИРОВАННОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ Российский патент 1999 года по МПК C25D3/04 

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому хромированию, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях техники.

Известны способы хромирования в саморегулирующихся электролитах (Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник в 2-х томах. Под ред. М.А.Шлугера. - М.: Машиностроение. - Т.1, 1985, с. 135). Однако такие способы приемлемы для высоких концентраций хромового ангидрида и не позволяют вести процесс при концентрациях его ≈ 100 г/л и менее, так как при растворении в электролите сульфата стронция до насыщения концентрация сульфат-ионов превышает допустимую.

Наиболее близок к предлагаемому способ хромирования в саморегулирующемся электролите, по которому в электролит вводят соединения стронция /оксид, гидроксид, карбонат или хромат/, позволяющие понизить растворимость в хромовом электролите сульфата стронция и установить нужную концентрацию сульфат-ионов /Терентьева И.И. Электролитическое хромирование. Обзор иностранных изобретений. М. : Изд-е ЦНИИ патентной информации и технико-экономических исследований, 1966, с. 11/. Однако данный способ при рекомендованных в нем концентрациях вводимого соединения стронция не позволяет получать качественные по внешнему виду покрытия в низкоконцентрированном электролите, который в качестве комплексного фторидсодержащего соединения содержит искусственный технический криолит. При этом осаждаются серые и серо-зеленые покрытия. Применение же криолита в хромовых электролитах предпочтительнее кремнефторидов, так как снижается агрессивность электролита.

Цель изобретения - улучшение внешнего вида покрытий в саморегулирующемся по сульфат-ионам низкоконцентрированном электролите при 70-120 г/л хромового ангидрида, имеющем в качестве комплексного фторидсодержащего соединения искусственный технический криолит.

Поставленная цель достигается тем, что в электролите при 70 - 120 г/л хромового ангидрида, имеющем в качестве комплексного фторидсодержащего соединения искусственный технический криолит, саморегулирование по сульфат-ионам осуществляется при концентрации соединения стронция /оксида, гидроксида, карбоната или хромата/, вводимого для уменьшения растворимости сульфата стронция, определяемой из соотношения по массе: Sr²⁺ • CrO₃ = 250 - 270 с последующим пересчетом на формулу этого соединения.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается от известного значительно большей концентрацией вводимого соединения стронция при определенном соотношении между концентрацией хромового ангидрида и концентрацией вводимых ионов стронция. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных способов хромирования не позволил выявить заявляемого способа, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа критерию "существенные отличия".

Процесс хромирования по предлагаемому способу осуществляется при плотностях тока 25-60 А/дм², температуре 50-65^oС. Выход по току 14-24%. Микротвердость покрытий 850-1000 кг/мм².

В качестве примера в таблице даны составы электролитов по предлагаемому способу, здесь же приведены составы электролитов по способу-прототипу. В интервале i_к = 20-130 А/дм² и t = 50-71^oС по способу-прототипу осаждаются только серо-зеленые покрытия. При хромировании по предлагаемому способу в зависимости от i_к и t осаждаются блестящие, полублестящие и "молочные" покрытия, не отличающиеся по внешнему виду от покрытий из универсального электролита. Например, при i_к= 20-25 А/дм² и t =50-55^oС осаждаются полублестящие покрытия. С увеличением плотности тока до 30-60 А/дм² и t = 50 - 60^oС осадки блестящие. При t = 65^oС и i_к = 30 - 40 А/дм² осадки "молочные". Внешний вид покрытий зависит от концентрации вводимого иона стронция и не зависит от того, какое это соединение - оксид, например, или гидроксид.

Варьирование концентрации в интервале 0,1 - 1,5 г/л не влияет на внешний вид покрытий и в прототипе, и в предлагаемом способе; вне этого интервала концентраций криолита качество покрытий везде неудовлетворительное. Концентрацию сульфата стронция ниже 2,8 г/л использовать нецелесообразно, так как не достигается предел его растворимости.

Способ может быть использован в гальваностегии, а также в машиностроении, приборостроении и других областях техники. Процесс осуществляют из электролита на основе хромового ангидрида, сульфата стронция, соединения стронция (оксида, гидроксида, карбоната или хромата), вводимого для уменьшения растворимости сульфата стронция, и искусственного технического криолита при 70 - 120 г/л CrO₃. Концентрацию вводимого для уменьшения растворимости сульфата стронция соединения определяют из соотношения по массе Sr²⁺ • CrO₃ = 250 - 270 с последующим пересчетом на формулу этого соединения, улучшается внешний вид покрытий. 1 табл.

Способ электролитического хромирования в электролите, содержащем 70-120 г/л хромового ангидрида, сульфат стронция, соединение стронция, выбранное из группы, состоящей из оксида, гидроксида, карбоната или хромата, вводимое для уменьшения растворимости сульфата стронция, и искусственный технический криолит, отличающийся тем, что концентрацию вводимого соединения стронция определяют из соотношения по массе Sr²⁺• CrO3 = 250 - 270 с последующим пересчетом на формулу этого соединения.