Электролит для нанесения покрытий сплавами железо-никель

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

3 511 С 256 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3380991/22-02 (22) 26.11.81 . (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) В.M. Саньков и P.Þ. Суле (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени гидромелиоративный институт и Эстонская сельскохозяйственная академия (53) 621.357.7 669 ° 15 24(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 128249, кл. С 25 D 3/56, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

9 863724, кл. С 25 3 3/56, 1979. (54) (57) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ

ПОКРЫТИЙ СПЛАВАМИ ЖЕЛЕЗО- НИКЕЛЬ, содержащий соединение железа, сернокислый никель и .соль винной кислоты,.

„.SUÄÄ1 4 А отличающийся тем, что, с целью расширения температурного интервала процесса и обеспечения возможности нанесения покрытий электро-. 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:

Амконий-железо сернокислое 100-180

Сернокислый никель 20-100

Трилон Б 3-5

Глицерин 20-40

Виниокислый аммоний 5-15

Вутиловый спирт 10-20

1046350

Изобретение относится к гальнаностегии,н частности к электролитическому осаждению покрытий из сплава железоникель преимущественно методом натирания.

Известен электролит для осаждения 5 покрытий из сплава железо-никель, содержащий хлористое железо, соль никеля и соляную кислоту (1 ).

Недостатками данного электролита являются низкая стабильность, обусловленная накоплением ионов трехвалентного железа, присутствие которого в электролите отрицательно влияет на физико-механические свойства сплава, а также низкая прочность сцепления с основой.

Наиболее близким к изобретению является электролит для осаждения покрытий из сплава железо-никель, содержащий хлористое железо, сернокислый никель, виннокислый натрий и 20 гидроксиламин.

Электролит стабилен в работе и позволяет вести электроосаждения при высоких плотностях тока (2 ).

Однако известный электролит рабо- 25 тает лишь в низкой температурной области и не может быть применен для получения покрытий методом электронатирания, когда необходимо использование широкого температурного ин- 30 тервала (от 20ОС на начальной стадии электролиза до 90-100 С в конце про.«ecca ) и жестких условий работы, обусловленных интенсивным перемешина нием электролита в зоне осаждения и большой площадью соприкосновения электролита с воздухом.

Цель изобретения — расширение температурного интервала процесса и обеспечение возможности нанесения,40 покрытий электронатиранием.

Поставленная цель достигается тем, что электролит для нанесения покрытий сплавами железо-никель, содержащий соединение железа, сернокйслый никель45 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 спирт при следующем соотношении компонентов, г/л:

Аммоний-железо сернокислое 100 — 180

Сернокислый никель 20 — 100 55

Трилон Б 3 — 5

Глицерин 20 — 40

Виннокислый аммоний 5 — 15

Бутилоный спирт 10 — 20

Процес осаждения проводят при 60 рН 3,7 — 3,9, катодной плотности тока 150 — 200 А/дм, температуре электролита в зоне контакта 20 — 100 С, при скорости перемещения покрываемой поверхности 0,8 — 1 м/с. 65

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 приготонления электролита расчетное количество компонентов (виннокислого аммония, аммоний-железа сернокислого, трилона Б, сернокислого никеля и глицерина ) растворяют в необходимом объеме дистиллированной воды. Полученный растнор доводят до кипения и после охлаждения добавляют бутиловый спирт.

Выбранные значения концентраций компонентов электролита позволяют получать наиболее качественные покрытия с высокими физико-механическими свойстнами и обеспечивают высокую стабильность электролита.

Соотношение концентараций солей железа и никеля соответстнует получению сплава, который по своим физико-механическим свойствам в наибольшей степени удовлетворяет требованиям, предъявляемым к покрытиям, применяемым при восстановлении из ношенных деталей машин.

При концентрации сульфата никелч меньше 20,0 г/л покрытия получаются .с низкой микротвердостью. увеличение содержания сульфата свыше 100 г/л е обеспечивает заметного повышения микротвердости.

Оптимальная суммарная концентрация 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 c(>c тана электролита и свойств получае-. мых осадков.

Трилон Б вводится н электролит н качестве комплексообразователя и o>: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 выпадению 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.

1046350

Составитель ф. Игнатьев

Редактор А. Шандор Техред C,Мигунова Корректор A.Çèìoêoñoâ

Заказ 7671/27 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

При концентрации тартрата аммония менее 5 г/л эффект от его присутствия проявляется слабо.

При увеличении концентрации этого соединения свыше 15 г/л осадки становятся темными и происходит их шелу- 5 шение.

Бутиловый спирт улучшает прочность сцепления с основой, исключает вздутие покрытий, увеличивает выход по току. 1О

При концентрации более 20 г/л бутиловый спирт не растворяется в электролите и выделяется на поверхности в виде пленки. При снижении его концентрации менее 10 г/л ухудшается 15 прочность сцепления покрытий.

Электролит позволяет осаждать покрытия из сплава железо-,никель с содержанием никеля 5,0 — 12,5%, тол/щиной до 150 мкм, микротвердостью

612 — 1070 кгс/мм, с выходом по то2 ку 95 — 97Ъ. Прочность сцепления покрытия с основой, определенная методом сдвига, составляет 37-42 кгс/мм2. !

При указанных условиях электролиза получаются плотные, твердые мелкокристаллические без трещин покрытия, обеспечивающие высокую прочность сцепления с основой.

Пример 1. Контактное электролитическое осаждение сплава железоникель осуществляли из электролита следующего состава, г/л:. аммонийжелезо сернокислое 180, сульфат нике- 35 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 микротвердость40 покрытия составила НМ=6000-6500 МПа, содержание никеля в сплаве 5,1%.

Пример 2. Контактное электро.литическое осаждение сйлава железоникель осуществляли из электролита следующего состава, г/л аммоний-железо сернокислое 140, сульфат никеля 60,трилон Б 4, глицерин 30, тартрат аммония 10, бутиловый спирт 15.

При катодной плотности тока

15 A/äì2, pH = 3,8, скорости перемещения катода 0,9 м/с микротвердость покрытия НМ=10 000 -10 500 МПа, содер кание никеля в сплаве 10,2Ъ.

Пример 3. Контактное электролитическое осаждение сплава желеэоникель осуществлялось из электролита следующего состава, г/л: аммоний-железо сернокислое 100, сульфат нике- ля 100, трилон Б 5, глицерин 40,тартрат аммония 15, бутиловый спирт 20.

При катодной плотности тока

20 A/äì, рН = 3,9,. скорости перемещения катода 1,0 м/с микротвердость покрытия HM = 8500 — 9000 NIla, содержание никеля в сплаве 12,5t.

Как видно иэ 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 частности, для восстановления неподвижных и пере-. ходных 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.