Способ электролитического хромирования Советский патент 1992 года по МПК C25D5/18 

(Л

С

Использование: хромирование длинномерных изделий. Сущность изобретения: включает катодную обработку в стандартном электролите хромирования на постоянном токе плотностью 60 - 240 А/дм2. Через каждые 10-30 мин прерывают обработку на 0,5 - 1,0 с и в течение этого времени подают прямоугольные импульсы катодного тока с амплитудой 600 - 1000 А/дм2, частотой следования 2 - 25 Гц и скважностью 2-10. 1 табл.

Изобретение относится к нанесению гальванических покрытий, в частности к электролитическому хромированию.

Известен способ электролитического хромирования, когда с целью повышения физико-механических свойств покрытия осаждение производится с использованием постоянного тока, на который наложен ток высокой частоты (f 1 МГц).

Способ не обеспечивает достаточной герметичности и равномерности по толщине. Кроме того, использование мощного высокочастотного генератора связано с большими дополнительными расходами.

Известен способ хромирования, заключающийся в пропускании через ванну посто- янного тока, на который накладывают

переменный ток с частотой, не превышающей 20 Гц; отношение между величинами переменного и постоянного токов составляет 4:1. Большая амплитуда переменной составляющей обусловливает значительный коэффициент пульсаций тока, питающего ванну, это приводит к снижению твердости хромового покрытия до 800 МПа, что недопустимо.

Известен способ электролитического хромирования на постоянном токе при наложении импульсного тока плотностью 100 - 500 А/дм и частотой следования импульсов 1 -20 Гц.

Способ не обеспечивает достаточного уменьшения пористости и повышения герметичности. Возникающие большие внутх|со о ю

о

VJ

ренние напряжения приводят к растрескиванию покрытия и как следствие - к увеличению трещиноватости, к снижению герметичности.

Наиболее близким к предлагаемому яв- ляется способ нанесения покрытий, включающий обработку на постоянном токе 60 А/дм в универсальном электролите хромирования 250 г/л СгОз и 2,5 г/л H2S04

Недостатками данного способа являют- ся низкие защитные и физико-механические свойства покрытий.

Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости и износостойкости покрытий.

Поставленная цель достигается тем, что способ включает осаждение на постоянном токе плотностью 60 - 240 А/дм2, который через каждые 10-30 мин прерывается на время, равное 0,5 - 1,0 с, в течение которого подают прямоугольные импульсы катодного тока амплитудой 600 - 1000 А/дм2, частотой следования 2 - 25 Гц и скважностью 2-10.

Электроосаждение на стандартном хромовом электролите ведут на постоянном токе плотностью 60 - 240 А/дм2, в течение 10-30 мин, в результате чего образуется первичный слой осадка хрома. Затем постоянный ток прерывается на время 0,5 - 1,0 с. В этот период подаются мощные импульсы катодного тока амплитудой 600 - 1000 А/дм при частоте следования 2 - 25 Гц скважности 2 - 10. В итоге формируется микрослоистая по толщине структура покрытий, отличающаяся высоким антикорро- зийными свойствами, меньшей пористостью, высокой твердостью.

Начальная плотность постоянного тока

г

выбрана 60 А/дм . При плотности постоянного тока меньше 60 А/дм и времени про- хождения до 10 м наблюдается резкое уменьшение скорости осаждения, Конечная плотность постоянного тока выбрана равной 240 А/дм2 в течение 30 м. При хромировании с большой величиной плотности тока при увеличении времени происходит резкое снижение защитных свойств, образование темно-коричневых полос подагра на выступах катода.

Начальная амплитуда импульсного тока равна 600 А/дм2, поскольку снижение ее не позволяет добиться заметного улучшения физико-механических свойств покрытия. Конечная амплитуда плотности импульсивного тока выбрана 1000 А/дм2. При этой амплитуде плотности импульсного тока осаждаются покрытия твердостью 1100 кг/мм , обладающие высокими защитными свойствами с незначительной пористостью (до 2,5 %). Дальнейшее увеличение амплитуды приводит к подгару покрытий и к неприглядному внешнему виду. Длительность импульсного тока выбрана исходя из того, что уменьшение их длительности меньше 0,5 с приводит к увеличению протяженности межслойных границ, т. е. увеличивается концентрация дефектов кристаллической решетки, что способствует дальнейшему развитию микротрещиноватости. Увеличение длительности импульсного тока более 1,0 с приводит к уменьшению прочностных характеристик и микротвердости.

Начальная высота поляризующих импульсов тока выбрана 2 Гц и скважность, равной 2, При частотах меньших 2 Гц и скважности меньше 2 происходит сильное повышение внутренних напряжений покрытия и нарушение его сплошности. Конечная частота импульсов равна 25 Гц при скважности 10, так как дальнейшее увеличение частоты и скважности приводит к образованию недоброкачественных осадков.

Пример. Электроосаждение хромовых покрытий проводили из стандартного электролита состава, г/л: хромовый ангидрид 250, серная кислота 2,5; температура 55 - 60°С. Электроосаждению подвергали изделия из высокопрочных марок стали. Толщина покрытия 90- 100 мкм. Для получения сравнительных данных параллельно осаждение хрома осуществляли на постоянном токе плотностью 60 А/дм2 и при наложении на постоянный ток мощных импульсов. Время осаждения 120 мин. Средняя плотность импульсного тока составляла 800 А/дм2.

Свойства полученных покрытий представлены в таблице. Микротвердость измеряли на приборе ПМТ-3.

Пористость покрытий определяли с помощью нанесения реактивов, которые, проникая через поры покрытия, дают окрашенное соединение с металлом подложки.

Адгезионную прочность определяли качественно - методом нанесения сетки царапин.

Техническо-экономический эффект от внедрения способа определяется главным образом снижением брака деталей благодаря повышению герметичности покрытия.

Формула изобретения

Способ электролитического хромирования, включающий катодную обработку в стандартном электролите на постоя ином токе плотностью 60 - 240 А/дм2, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости и износостойкости покрытий, обработку на постоянном токе

прерывают через каждые 10-30 мин на время 0,5 - 1,0 с, в течение которого подают прямоугольные импульсы катодного тока с

Время до появления коррозии в сутках определяли в камере солевого тумана. Износостойкость при удельном давлении Р - 50 кг/мм в течение АО размерность г.

амплитудой 600 - 1000 А/дм , частотой следования 2 - 25 Гц и скважностью 2-10.