Электролит для нанесения покрытий сплавами железо-никель Советский патент 1983 года по МПК C25D3/56 

4 О) СО

сл Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическо осаждению покрытий из сплава железоникель преимущественно методом натирания . Известен электролит для осаждения покрытий из сплава железо-никель, содержащий хлористое железо, соль никеляи соляную кислоту 1. Недостатками данного электролита являются низкая стабильность, обусловленная накоплением ионов трехвалентного железа, присутствие которог в электролите отрицательно влияет на физико-механические свойства сплава, а также низкая прочность сцеп ления с основой. Наиболее близким к изобрегению является электролит для осаждения покрытий из сплава железо-никель , содержащий хлористое железо, сернокислый никель, виннокислый натрий и гидроксилами.н, Электролит стабилен в работе и позволяет вести электроосаждения при высоких плотностях тока 2. Однако известный электролит рабо тает лишь в низкой температурной об ласти и не может быть применен для получения покрытий методом электронатирания, когда необходимо использование широкого температурного ий тервала (от 20°С на начальной стадии электролиза до 90-100°С в конце про ij;ecca ) и жестких условий работы, обусловленных интенсивным перамешив нием электролита в зоне осаждения и большой площадью соприкосновения электролита с воздухом. Цель изобретения - расширение температурного интервала процесса и обеспечение возможности нанесения покрытий электронатиранием. Поставленная цель достигается тем что электролит для нанесения покры-. тий сплавами железо-никель, содержащий соединение железа, сернокислый никел и соль винной кислоты, в качестве соединения железа и соли винной кислоты содержит аммоний-железо сернокислое и виннокислый аммоний соответственно и дополнительно содержит трилон Б, глицерин и бутиловый спир при следующем соотношении компонентов, г/л: Аммоний-железо сернокислое100 - 180 Сернокислый никель 20 - 100 Трилон Б 3-5 Глицерин2Q - 40 Виннокислый аммоний 5-15 Бутиловый спирт -10-20 Процес осаждения проводят при рН 3,7 - 3,9, катодной плотности то ка 150 - 200 А/Дм, температуре элек тролита в зоне контакта 20 - 100 С, при скорости перемещения покрываемо поверхности 0,8-1 м/с. Отношение контактной площади анодного тампона к покрываемой катодной поверхности составляет 1:5 при скорости подачи электролита 3 5 см 3/мин. Анодом служит малоуглеродистая сталь, анодным тампоном - шерстяная ткань. Для приготовления электролита расчетное количество компонентов (виннокислого аммония, аммоний-железа сернокислого, трилона Б, сернокислого никеля и глицерина ) растворяют в необходимом объеме дистиллированной воды. Полученный раствор доводят до-кипения и после охлаждения добавляют бутиловый спирт. Выбранные значения концентраций компонентов электролита позволяют получать наиболее качественные покрыти я с высокими физико-механическими свойствами и обеспечивают высокую стабильность электролита. Соотношение концентараций солей железа и никеля соответствует получению сплава, который по своим физико-механическим свойствам в наибольшей степени удовлетворяет требованиям, предъявляемым к покрытиям, применяемым при восстановлении изношенных деталей машин. При концентрации сульфата никеля меньше 20,0 г/л покрытия получаются с низкоймикротвердостью. Увеличение содержания сульфата свыше 100 г/л обеспечивает заметного повышения микротвердости. Оптимальная суммарная концентра-ция сульфата никеля и аммоний-железа сернокислого составляет 200 г/л. При этой концентрации солей не происходит выпадение кристаллов из электролита при комнатной температуре, что обеспечивает постоянство сосТава электролита и свойств получае-адых осадков. Трилон Б вводится в электролит и качестве комплексообразователя и оу.азывает влияние на выход по току и свойства осадков. При концентрации его менее 3 г/л и свыше 5 г/л снижается выход по току,, увеличиваются внутренние напряжения и хрупкость покрытий. Глицерин повышает стабильность электролита и препятствует выпаденкю гидрата окиси железа. Концентрация глицерина менее 20 г/л не обеспечивает длительную сохранность электролита, а при его концентрации более 40 г/л снижается прочность сцепления. Тартрат аммония является буфером и комплексообразователем - связывает возникающие в процессе осаждения ионы трехвалентного железа в прочный комплекс, не допуская выпадения гидрата окиси железа и попадание его в покрытие. При концентрации тартрата аммония менее 5 г/л эффект от его присутстви проявляется слабо. При увеличении концентрации этого соединения свыше 15 г/л осадки становятся темными и происходит их шелу шение. Бутиловый спирт улучшает прочност сцепления с основой, исключает вздутие покрытий, увеличивает выход по току. При концентрации более 20 г/л бутиловый спирт не растворяется в элек тролите и вьаделяется на поверхности в виде пленки. При снижении его концентрации менее 10 г/л ухудшается прочность сцепления покрытий. . Электролит позволяет осаждать покрытия из сплава железотникель с содержанием никеля 5,0 - 12,5%, тол/щиной до 150 мкм, микротвердостью 612 - 1070 кгс/мм, с выходом по току 95 - 97%. Прочность сцепления покрытия с основой, определенная методом сдвига,составляет 37-42 кгс/мм2. При указанных условиях электролиз получаются плотные, твердые мелкокристаллические без трещин покрытия, обеспечивающие высокую прочность сцепления с основой. Пример. Контактное электро литическое осаждение сплава железоникель осуществляли из электролита следующего состава, г/л:, аммонийжелезо сернокислое 180, сульфат нике ля 20, трилон Б 3, глицерин 20, тартрат аммония 5, бутиловый спирт 10. При катодной плотности тока 150 А/дм-, рН 3,7, скорости перемещения катода 0,8 м/с микротвердост покрытия составила НМ 6000-6500 МПа, содержание никеля в сплаве 5,1%. П р и м е р 2. Контактное электролитическое осаждение сплава железоникель осуществляли из электролита следующего состава, г/л: аммоний-железо сернокислое 140, сульфат никеля 60,три-лон Б 4, глицерин 30, тартрат аммония 10, бутиловый спирт 15. При катодной плотности тока 15 А/дм, рН 3,8, скорости перемещения катода 0,9 м/с микротвердость покрытия 000-10 500 МПа, содерткание никеля в сплаве 10,2%. П р и м е р 3. Контактное электролитическое осаждение сплава железоникель осуществлялось из электролита следующего состава, г/л: аммоний-келезо сернокислое 100, сульфат никеля 100, трилон Б 5, глицерин 4О,тартрат аммония 15, бутиловый спирт 20. При катодной плотности тока 20 А/дм, рН 3,9, скорости перемещения катода 1,О м/с микротвердость покрытия НМ 8500 - 9000 МПа, содержан1 е никеля в сплаве 12,5%. Как видно из приведенных данных, предлагаемый электролит обеспечивает получение высококачественного покрытия сплавами железо-никель при использовании электролитического натирания и может быть рекомендован для использования в ремонтном деле в целях восстановления поверхности изношенных деталей, в частностиг для Восстановления.неподвижных и переходных насадок валов и корпусов под подшипники. Эффект от внедрения предлагаемого электролита только на этой группе деталей в услових ЭССР дает экономию 6000-7000 руб. в год.

ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ СПЛАВАМИ ЖЕЛЕЗО- НИКЕЛЬ, содержащий соединение железа, сернокис лый никель и .соль винной кислоти,отличающийся тем, что, с целью расширения температурного интервала процесса и обеспечения возможности нанесения покрытий электрог натиранием, в качестве соединения железа и соли винной кислоты он содержит аммоний-железо сернокислое и виннокислый аммоний соответственно и дополнительно содержит трилон Б, глицерин -и бутиловый спирт при следующем соотношении компонентов, г/л: Аммоний-железо сернокислое 100-180 Сернокислый никель 20-100 Трилон Б3-5 Глицерин20-40 Виннокислый аммоний 5-15 Бутиловый спирт 10-20