Электролит для осаждения покрытийСплАВОМ КАдМий-циНК Советский патент 1981 года по МПК C25D3/56 

Изобретение относнтся к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению шжрытнй стшавом каамнА цинк на медные и стальные (1Х18Н9Т) изделия. Известен электролит для осажаения покрытий сплавом каамий-аинк, содержащий, г/л: Сернокислый цинк7О-74 Сернокислый кацмнй 12-14 Пирофосфат калия370-390 Трилоы Б35-38 Бура40- 0 PL. Процесс веоут при рН - 8,5-9,5, температуре 4О-60 С и плотности тока 0,51,25 А/дм . Трилои Б вверят в электролит для устранения шпамробразования на анодак. Указанный электролит позволяет получать покрытия высокого качества. Однако многокомпонентность алектролита и необходимость его подогрева в процесса алекгроосаждения усложняет аппаратур ное оформление и корректировку ванны, а следовательно, и процесс в целсы. Известно использование трилона Б в качестве комгшексообразователя для ионов цинка (50 г/л) и ионов кадмия (75 г/л) пои электроосаждении чистых покрытий . Наиболее близким к изобретению является электролит ОЛЯ осаждения покрытий сплавом каомай-цннк, содержащий сернокислые цинк (34 г/л в пересчете на металл), кадмий (5,2 г/л в пересчете на металл) и аммоний (150 г/л) и комплексообразователь, например полиэтилен- полиамин (ПЭПА - 2ОО г/л) 4, Известный алектролит, хотя и позволяет получать на стальных изделиях кор- роаионностойкие покрытия, но он недостаточно стабилен, выход по току составляет 85%, ПЭПА является токсичным веществом, покрытия осаждаются с узким пределом содержания кадмия (79-81%). Кроме того, перед нанесением покрытий изделие необходимо предварительно пассивировать в растворе, содержащем

150 г/л двуосромовокислого аммония и 10 г/л серной кислоты.

Целью нэобрегения является повышение качества покрытия, стабильности электролита и снижение его токсичности.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве комплексообразователя предлагаемый электролит содержит три- лон Б (динатриевую соль этилендиамингеграуксусной кислоты) гцэи следующем соотношении компонентов, г/л:

Сернокислый цинк9О-110

Сернокислый кадмий17-23

Трилон Б100-120

Сернокислый аммоний 25-ЗО Процесс осаждения рекомендуют проводить при рН - 7-8,5, температура 15-ЗОгС и плотности тока 0,3-0,9 А/дм Эпектролит может работать и при более вьюокик плотностях тока, но при этом .происходит снижение его рассеивающей способности.

Электролит готовят следующим обрааом.

Расчетное ксхличество сернокислого цинка и кадмия растворяют в ртдельнйсти соответственно в 2ОО и 5О мл дистилли

рованной воды, нагревают до 4О-7О С, дают растворам отстояться и затем сливают их в одну ванну. В этот раствор добавляют 5ОО-6ОО мл 20%-го водного раствора трилона Б и расчетное количество сернокислого аммония, добавляют раствор до 1 л дистиллированной водой и перемешивают. Электролит не требует предварительной проработки и готов к эксплуатации.

Из предлагаемого электролита осаждают плотные, мелкокристаллические и световые покрытия сплавом кадмий-цинк с содержанием кадмия от 45 до 81%. Покрытия являются корроаионностойкнмипосле 1О суток испытания в 3%-ном растворе поваренной соли коррозия отсутствует.

Сернокислый аммоний обеспечивает стабильность рН электролита и депассивацшо анодов из сплава кадмий-цинк.

Электролит имеет достаточно высокую устойчивость (более 4-х месяцев) и может использоваться длительное время без корректировок состава.

Изобретение может быть проиллюстрировано несколькими примерами, представленными в таблице.

34

Сернокислый цинк

(в пересчете на металл)

5,25,2 17

{в пересчете на металл)

Плотность тока, А/дм0,8

10О НО

90

100

20

2О

23

0,5

0,8 0,30,5О,8 Толщина покрытия, мкм 15 Скорость осаждения, 12,5 7,59 мкм/час Выход по току, % Микротвердость, кг/мм 352039 255О-60 2О Внутренние напряжения, кг/см (сжатие) (растя- (ежаСодержание кадмия 79-81 70-80 в сплаве, %

Рассеивающая способность электролита, %352037

Стабильность электролита, А.час/л45125О5О

В примерах 1, 2 и 6 приводятся доказательства того факта, что простая замена известного ксйушлексообрааователя (ПЭПА) в известном электрояиге 4) на другой известный комплексообраэователь (трилон Б) и наоборот, замена три- лона Б в предлагаемом электролите на ПЭПА не позволяет получать покрытня хорошего качества (покрытия осаждаются пористыми со значительными дендритооб- разованиями и пригаром, с низкой коррозионной стойкостью - после 1О суток испытания в 3%-«ой поваренной соли наблюдается сплошная коррозия покрытия). Кроме того, наблюдается резкое снижение стабильности электролита и выкода по току, снижается также рассеивающая способность электролита.

Как видно из таблицы, только использование в качестве комплексообразовате- ля трилона Б при предлагаемом соотношении концентрации всех компонентов электролита позволяет повысить качеетво покрытий, выход по току, стабиль- 1515 4295 жеыве) тие)

37

40

20

6О

10

ность электролита и его рассеивающую

95 способность.

Формула изобретения

Электролит опя осаждения покрытий сплавом кадмий-чхинк, содержащий серно- кислые цинк, кадмий и аммоний и комплексообразователь, отличающийс я тем, что, с целью псишшения качества покрытий, стабильности электролита и снижения его токсичности, в качестве комплексообразователя он содержит трилсж Б (динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сернокислый цинк9О-110

Сернокислый кадмий17-23

Трилон Б 1ОО-12О

Сернокислый аммоний25-ЗО

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N9 370275, кл. С 25 3/56, 1971. 1516,57 93 9040 4О18 40 402О5О-60 (ежа- (ежа- (сжатие)тие)тие) 45-50 67-7О 79-81 7О-80 i№ № 7S02406 8 2.Авторское свидетельство СССР4. Кравцов Е. Е. и др. Замена кад14249О, кл. С 25 D 3/22, 1959.мневых покрытий сплавом кадмий-цинк,3.Авторское свидетельство СССРТехнология и организация проиаводст- 117893, кл. С 25 D 3/26, 1958.ва 1974, NJ 11, с. 53-54.