Расплав для электролитического нанесения титановых покрытий Советский патент 1981 года по МПК C25D3/66 

(54) РАСПЛАВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЮ НАНЕСЕНИЯ Изобретение относится к нанесению покрытий тугоплавких металлов из расплавов, в частности титановых покрытий, и может быть использовано в npHeopocrpioeнии, машиностроении и других отраслях промышленности. Известен расплав для электролитического нанесения титановых покрытий, содержащий легкоплавкую эвтектическую смесь хлорицов металлов, выбранных из группы, включающей щелочные и щелочноземельные алы. и 5-10% низшего хлорида титана Cl}. Недостатком указанного эпектрояита является сравнительно высокая температура проведения процесса электролнза(38О40О С), что не позволяет получать титановые покрытия на легкоплавких металлах. Наиболее близким к предлагаемому является расплав для электролитического . нанесения титановых покрытий, содержащий смесь хлорида алюминия и трихлорида титана. Электролит получают введением тетрахлорица титана в расплавленный аяюмиг .ТИТАНОВЫХ ПОКРЫТИЙ НИИ и расплав хлорида алюминия. В ванне происходит образование трихлорица титана, который в смеси с хлоридом алюминия служит электролитом для нанесения титановых покрытий. Процесс . элекгроосаждения титана проводят при температуре 20О С и плотности катодного тока 24 А/дм с выходом по току 85-9О% 2. Основными недостатками этого электролита являются сложность технологии нанесения .покрытия, возникающая из необходимости -герметизации аппаратуры, трудности контроля состава электролита вследствие летучести хлорида алюминия, а также сравнительно невысокая скорость нанесения покрытия за счет низких плотностей тока. Цель изобретения - упрощение технологии и расширение диапазона плотностей тока нанесения титановых покрытий. Поставленная цель достигается тем, что расплав, содержащий легкоплавкий компонент и хйорид титана, дополнительно содер5кит хлорид аммония, а в качестве легкоплавкого компонента и хлс риоа титана - смесь карбамиоа-ааетамвда и хлорнд титана соответственно при следующем содержании компонентов, вес.%:

Карбамид36,4-54,6

Ацетамиц36,4-54,6

Хлорид аммония1-3

Тетрахлорид титана4-7

Расплав- готовят смешиванием компонентов в расчетных количествах и цовеаением смеси до аданной температ гры электролизаТ Процесс нанесения покрыти ведут в интервале температур 95120 ,С, интервал плотностей тока 28 с использованием титановых анодов. Применение расплава позволяет наносить светло-серые титановые покрытия толщиной до 12 мкм, твердостью 29О-345 кг/мм со скоростью 0,15О,48 мкм/мин в интервале плотностей тока 2-8 А/дм на подложки из стали, . цинка, свинца и олова. Расплав электролита не гигроскопичен и не требует зашиты инертной атмосферой.

Оптимальный температурный интервал определен из условий поддержания достаточно высокой скорости нанесения покрытия при нижнем пределе температуры и стабильности электролита по составу для верхнего преаела. Этим же определяется содержание карбамида и ацетамида в расплаве электорлита. Понижение температуры ниже 95 С уменьшает скорость нанесения покрытияэд за счет уменьшения электропроводности расплава и повышение температуры до 12СРс снижает стабильность электролита за счет улетучивания тетрахлорида титана и хлористого аммония. Введение хлорида аммония позволяет

повысить электропроводность электролита и одновременно его стабильность са счет предотвращения термического разложения карбамида, вследствие которого происходит образование цианага 1ммония и биурета, приводящих к загустению расплава. Расплав, не содержащий хлорид аммония, загустевает через 15-2О ч работы, тогда как предлагаемый электролит требует корректировки по хлориду аммония только через 6О ч работы.

Примеры осаждения титановых покрытий приведены в таблице

а..

iW rt. О СЧ 0) 0)

о itO (Q

H

f

0 s

Is

§§ c3i

2

лp e

5§5

Qtt

(о OS

Йt S

о

S«

и

g

ф

I 1

3

g

о

с

OfOfOoOt co- fHOO 00 H . ,H CO ,- .CO ,ем

о о , о о о о о о о

((D(

S§§§So°22

И Н

COH McvJCMf l MW

r- ft-bt-f-

Ю |(D i-. :Ю lW

,ю

t V CD ю Ю1 со ю 12 и со - -

trf .со Ю ,ю iW cD ю ю со Ю Ю

со -«г

s|« rf со Ю

о

Ю

J J

о

I I I I Как виано из приведенных ценных, применение прюолагаемого расплавапозволяет значительно упростить технологию получения титановых покрытий на легкоплавких металлах и стали в производственных условиях.что позволяет широко использовать изобретение в промышленности. Формула изобретения Расплав цля электролитического нанесения титановых покрытий, содержащий легкоплавкий компонент и хлорид титана . о т л и ч а ю щи и с я -ем, что, с целью упрощения технологии и расщирения диапазона плотностей тока, он цополнитель 8 О но содержит хлорид аммония, а в качестве легкоплавкого компонента и хлорида титана - смесь карбамина-ацетамида и тетрахлорид титана I соответственно при следующем содержании компонентов, вес.%: Карбамид36,4-54,6 Ацетамид36,4-54,6 Хлорид аммония1 з Тетрахлорид титана4-7 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 379674, кл. С 25 D 3/66, 1973. 2. Патент Японии № 29362, л. 12 А 212, опублик. 1971.