СПОСОБ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ЦИНКА Российский патент 2002 года по МПК C25D3/22 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению цинка, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для покрытия деталей с целью защиты их от коррозии.

Для электроосаждения цинка известно большое количество электролитов. Для покрытия деталей простой конфигурации, как правило, используются кислые электролиты цинкования. Из кислых электролитов довольно широкое применение находят сульфатные электролиты, содержащие в своем составе различные органические вещества [1]. Наиболее близким к изобретению относится сульфатный электролит цинкования следующего состава [1], г/л:
Сульфат цинка - 200-250
Сульфат алюминия - 25-30
Борная кислота - 25-30
Декстрин - 8-10
Блескообразователь ДЦУ - 0,5-1,0
Блескообразователь У2 - 1,0-1,5
рН - 4,0-4,2
Режим осаждения:
Температура, ^oС - 15-30
Катодная плотность тока, А/дм² - 1-3
Недостатки этого электролита:
1. Довольно сложный состав (для получения блестящих поверхностей необходима комбинация трех органических веществ: декстрин, ДЦУ, У2).

2. Узкий интервал плотностей тока для получения блестящих поверхностей.

3. Электролит нестабилен в работе, при длительном стоянии ванны без тока на поверхности электролита образуются хлопьевидные сгустки (грибки), при этом осадки получаются темными.

4. Требуется предварительная проработка.

Задача изобретения - разработка более простого по составу стабильного электролита цинкования, который позволил бы получать блестящие покрытия в более широком интервале плотностей тока без предварительной проработки.

Поставленная цель достигается тем, что в электролит цинкования, содержащий сульфат цинка, борную кислоту, вводят фиксатор Ф при следующем соотношении компонентов, г/л:
Сульфат цинка - 200-250
Борная кислота - 25-30
Фиксатор Ф - 1-2
рН - 3-5
а электроосаждение ведут при температуре 18-25^oC, катодной плотности тока 2-10 А/дм² с выходом по току 83-97%.

Процесс проводится при перемешивании электорлита.

Борная кислота является буферирующей добавкой для поддержания рН (рН 3-5). При рН<3 получаются полублестящие покрытия. При рН>5 электролит работает нестабильно, получаются шероховатые покрытия.

Фиксатор Ф является блескообразующей добавкой. Фиксатор Ф - это продукт конденсации фенола с формальдегидом.

Структурная формула фиксатора Ф:

Концентрация его в электролите должна быть в пределах 1-2 г/л. При концентрации <1 г/л получаются серебристые покрытия. При концентрации >2 г/л значительно снижается интервал рабочих плотностей тока для получения блестящих покрытий.

В качестве анодов используется цинк марки ЦО или Ц1. Во избежание загрязнения электролита анодным шламом цинковые аноды следует заключать в чехлы из полипропиленовой ткани.

Готовят электролит следующим образом.

Необходимое количество сульфата цинка растворяют в дистиллированной воде в отдельной емкости при температуре 60^oС. Борную кислоту растворяют при температуре 90^oС. Приготовленные растворы заливают через фильтр в рабочую ванну. После этого в электролит добавляют фиксатор Ф (предварительно растворенный в дистиллированной воде при комнатной температуре), доливают дистиллированной водой до заданного уровня и перемешивают электролит. Проверяют величину рН, корректируя ее величину 2-3 процентным раствором серной кислоты или едкого натра.

В таблице приведены предлагаемые (1-3) и известные (4-5) составы электролитов и условия электроосаждения блестящих цинковых покрытий.

Как видно из таблицы, предлагаемый электролит (1-3) имеет простой состав. Для получения блестящих покрытий в электролите присутствует одно органическое вещество, фиксатор Ф.

Электролит стабилен в работе и не требует предварительной проработки для получения блестящих покрытий.

Известный электролит (4-5) имеет довольно сложный состав. Для получения осадков с блеском в электролите присутствует три органических вещества (декстрин, блескообразователь ДЦУ и У2). Электролит нестабилен в работе. Для получения блестящих покрытий необходима предварительная проработка электролита.

Из таблицы также видно, что интервал рабочих плотностей тока для получения блестящих покрытий значительно шире (i_к=2-10 А/дм²) по сравнению с известным электролитом (i_к=1-3 А/дм²).

Полученные блестящие покрытия из предлагаемого электролита имеют мелкокристаллическую структуру и прочно сцеплены с основным металлом.

Источник информации
1. Гальванотехника. Справ, изд. Ажогин Ф.Ф., Беленький М.А., Галль И.Е. и др. М.: Металлургия, 1987, 736 с.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению цинка, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для покрытия деталей с целью защиты их от коррозии. В электролит цинкования, содержащий сульфат цинка, борную кислоту и воду, вводят фиксатор Ф при следующем соотношении компонентов, г/л: сульфат цинка 200-250, борная кислота 25-30, фиксатор Ф 1-2, рН 3-5, а электроосаждение ведут при температуре 18-25^oС, катодной плотности тока 2-10 А/дм² с выходом по току 83-97%. Технический результат: разработка простого по составу стабильного электролита, который позволил бы получать блестящие покрытия в более широком интервале плотностей тока без предварительной проработки. 1 табл.

Способ электроосаждения цинка в электролите, содержащем сульфат цинка, борную кислоту и воду, отличающийся тем, что в электролит вводят фиксатор Ф при следующем соотношении компонентов, г/л:
Сульфат цинка - 200 - 250
Борная кислота - 25 - 30
Фиксатор Ф - 1 - 2
pН - 3 - 5
а электроосаждение ведут при температуре 18-25^oС, катодной плотности тока 2-10 А/дм² с выходом по току 83-97%.