ВОДНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ СПЛАВА ЖЕЛЕЗО-МАРГАНЕЦ Российский патент 2005 года по МПК C25D3/56 

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению сплава железо-марганец.

Известен электролит для осаждения сплава железо-марганец, содержащий хлориды железа, марганца и алюминия [ Поветкин В.В., Жихарев А.И., Жихарева И.Г., Захаров М.С. // Электрохимия. - 1974. - Т. 10. - №3. - С.446-448] . Из указанного электролита формируются покрытия с низкой твердостью (380-460 МПа) и невысокими износостойкостью (0,0038-0,0042 кг/м²·^{ч) и коррозионной стойкостью (0,22-0,26 кг/м2·ч). Коррозионная стойкость определялась в 0,1 Н растворе серной кислоты в течение 58 часов, а скорость износа в условиях сухого трения по контртелу из чугуна после 20 часов испытаний.}

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является приготовление водного электролита, позволяющего осаждать твердые, стойкие к износу и коррозии покрытия сплавом железо-марганец, предназначенные для восстановления изношенных деталей машин.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в улучшении свойств и качества покрытий.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном водном электролите для осаждения сплава железо-марганец, содержащем хлористое железо, хлористый марганец и хлористый алюминий, особенностью является то, что он дополнительно содержит комплексообразователь трилон Б (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты), йодистый калий и йод при следующем соотношении компонентов, г/л: хлористое железо - 350-450, хлористый марганец - 35-45, хлористый алюминий - 30-50, йодистый калий - 20-30, трилон Б - 5-15, йод - 10-20.

Дополнительное введение трилона Б связывает образующиеся в процессе электролиза ионы трехвалентного железа в очень прочные трилонатные комплексы (lgβ _Fe ⁺²/_ЭДТА=25,1), что снижает окисляемость растворов и улучшает стабильность электролита.

Йодид калия в электролите повышает электропроводность и ингибирует процесс осаждения сплава, способствуя тем самым повышению применяемых плотностей тока.

Введение йода в электролит измельчает структуру получаемых осадков, увеличивает твердость, износостойкость покрытий и прочность их сцепления с основой.

Водный электролит готовят растворением в отдельных порциях дистиллированной воды хлористого железа, хлористого марганца и трилона Б. Одну часть раствора трилона Б добавляют при перемешивании в раствор хлористого железа, а другую - в раствор хлористого марганца. Смеси растворов оставляют на 10-15 минут до полного комплексообразования, а затем медленно при непрерывном помешивании к раствору комплексоната железа добавляют раствор комплексоната марганца. К полученной смеси последовательно добавляют растворы хлористого алюминия, йодистого калия и йода.

Процесс осаждения проводят при рН электролита 0,5-1,5, катодной плотности тока 10,0-30,0 А/дм² и температуре 30-40° С при непрерывном помешивании с использованием железных анодов.

Конкретные примеры использования электролита и некоторые свойства покрытий приведены в таблице.

Твердость и коррозионная стойкость получаемых покрытий из предлагаемого электролита увеличивается на 15-20% и на 20-35% соответственно по сравнению с осадками сплава железо-марганец, полученными из известного электролита. Износостойкость осадков сплава, полученных из предлагаемого электролита в 1,5-2,0 раза выше, чем осажденных из известного.

Использование предлагаемого электролита позволяет осаждать прочно сцепленные со стальной подложкой покрытия, которые не отслаиваются от основы после нагрева при 250° С в течение 1 ч и последующего резкого охлаждения.

Таблица№п/пКомпоненты электролита, г/л и результаты исследованийСостав по примерам  1231.Хлористое железо350,0400,0450,02.Хлористый марганец35,040,045,03.Хлористый алюминий30,040,050,04.Йодистый калий20,025,030,05.Иод10,015,020,06.Трилон Б5,010,015,07.Плотность тока, А/дм²10,020,030,08.Температура,° С30,035,040,09.рН0,51,01.510.Содержание марганца в осадках0,61,42,111.Выход по току84,091,096,012.Микротвердость, кг/мм²69070070513.Скорость коррозии, г/м²·^ч0,190,180,1214.Скорость износа, кг/м²·^ч0,00210,00230,002515.Внешний вид покрытийсветлоесветло-серыйтемно-серый

Изобретение относится к области гальваностегии и может быть использовано в машиностроении для получения покрытий с повышенными износостойкостью и твердостью. Водный электролит содержит, г/л: хлористое железо 350-450, хлористый марганец 35-45, хлористый алюминий 30-50, трилон Б 5-15, йодистый калий 20-30, йод 10-20. Технический результат: повышение твердости, коррозионной стойкости, износостойкости и сцепления покрытия со стальной основой. 1 табл.

Водный электролит для осаждения сплава железо-марганец, содержащий хлористое железо, хлористый марганец и хлористый алюминий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит комплексообразователь трилон Б, йодистый калий и йод при следующем соотношении компонентов, г/л:

Хлористое железо 350-450

Хлористый марганец 35-45

Хлористый алюминий 30-50

Трилон Б 5-15

Йодистый калий 20-30

Йод 10-20