ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2000 года по МПК C25D3/10 

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому нанесению покрытий на основе хрома, и может найти применение для защиты поверхностей изделий от коррозии и износа.

Известен электролит для нанесения хромовых покрытий, содержащий хромовый ангидрид (М. К. Шлугер Гальванические покрытия в машиностроении, 1985, с. 125) - прототип.

Недостатками данного электролита являются низкий выход хрома по току и низкая износостойкость покрытий, получаемых при высокой температуре электролита и высокой плотности тока. Кроме того, присутствие серной кислоты в электролите повышает его агрессивность и усложняет обезвреживание сточных вод.

Задачей заявляемого изобретения является повышение выхода хрома по току и износостойкости покрытий, а также облегчение очистки сточных вод.

Решение поставленной задачи достигается тем, что электролит для нанесения покрытий на основе хрома, содержащий хромовый ангидрид, дополнительно содержит кубозоль формулы:

при следующем соотношении компонентов, г/л:
Хромовый ангидрид - 1500 - 250
Кубозоль - 5 - 7
Молекулы кубозоля, химически взаимодействуя с хромовым ангидридом, образуют адсорбционные комплексы, в которых присутствует Cr, (II), что облегчает его дальнейшее восстановление до Cr (0). Cr (lII) в растворе практически отсутствует. Адсорбционные комплексы являются основной составной частью "катодной пленки". Адсорбционные комплексы проницаемы для протонов, в результате чего концентрация протонов в катодном пространстве резко снижается, что приводит к уменьшению наводораживания и отсутствию гидридов хрома.

В присутствии кубозоля реакция неполного восстановления Cr (VI) до Cr (III) замедляется, а реакция восстановления Cr(III) до металлического ускоряется, что приводит к увеличению скорости осаждения, уменьшению энергии активации "катодной пленки" и получению более однородной структуры.

Таким образом, использование кубозоля в составе электролита способствует формированию покрытия, обладающего высоким процентом химической и физической однородности, что является новым техническим свойством предложенного электролита.

Электролит готовят следующим образом:
в воде растворяют необходимое количество хромового ангидрида, вводят органическую добавку - кубозоль серый C и доводят раствор водой до требуемого объема.

Процесс электроосаждения проводят при температуре 20-25^oC и плотности тока I = 20-25 А/дм².

Пример
Готовили несколько составов электролитов, отличающихся друг от друга, содержанием хромового ангидрида и кубозоля, г/л: 150, 200, 250; 5, 6, 7 соответственно.

Для сравнения готовили электролит по прототипу при следующем соотношении компонентов, г/л:
Хромовый ангидрид - 250
Серная кислота - 2,5
Процесс электроосаждения проводили при 20^oC и плотности тока I = 25 А/дм².

Кубозоль серый C - выделяемый отход из стоков красильного производства Камышинского хлопчатобумажного комбината.

Получаемый электролит используется на гальваническом участке отделочной фабрики Камышинского ХБК для хромирования вальцов для окрашивания тканей. Электролит стабилен в работе. Корректировку электролита по органической добавке - кубозолю проводят один раз в два месяца.

Для оценки влияния кубозоля на процесс осаждения хрома на потенциостате ПИ-50-1 при скорости развертки потенциала 1 мВ/с исследовались потенциодинамические катодные поляризационные кривые платинового электрода.

Эффективную энергию активации определяли температурно-кинетическим методом на основе парциальных кривых.

Износостойкость определяли по типовой методике на машине "Шкода-Савин", принцип действия которой основан на определении числа циклов, затраченных на истирание слоя (в данном случае толщиной 50 мкм) роликом из сплава "Видеа", нормированного качества, диаметром 30 мм, толщиной 2 мм. Ролик вшлифовывается в подложку из стали (сталь-3) размером 10х10х50 мм.

Катодный выход хрома по току определяли с помощью медного кулонометра.

В таблице представлена зависимость физико-механических свойств покрытия от состава электролита.

Из анализа представленных данных видно, что при 20^oC и плотности тока 25 А/дм², концентрации кубозоля 6 г/л, выход хрома по току составляет 58%, износостойкость 8300 циклов, микротвердость 1120 ГПа, внешний вид покрытий - блестящие.

По сравнению с прототипом применение предлагаемого электролита при прочих равных условиях (рабочей температуре электроосаждения и катодной плотности тока) позволяет повысить износостойкость и увеличить выход хрома по току при высоком качестве покрытий.

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому нанесению покрытий на основе хрома, и может найти применение для защиты поверхностей изделий от коррозии и износа. Электролит содержит, г/л: хромовый ангидрид 150-250, кубозоль 5-7. Применение электролита позволяет повысить износостойкость, выход хрома по току при высоком качестве покрытий, снизить энергозатраты и облегчить очистку сточных вод. 1 табл.

Электролит для нанесения хромовых покрытий, содержащий хромовый ангидрид, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кубозоль формулы

при следующем соотношении компонентов, г/л:
Хромовый ангидрид - 150 - 250,
Кубозоль - 5 - 7v