Электролит для осаждения композиционных никелевых покрытий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (й 9) (! й) (si)s С 25 О 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I сн сн-cap

ОН.снН,а-н сн,сн,рн 1сн, сй( (21) 4719939/02 . (22) 18,07.89 (46) 30.01,92. Бюл. N. 4 (7t) Институт химии и химической технологии АН ЛитССР (72) Д-6,К.Раманаускене, Г-К.К.Купятис и

А-О.В.Чешунене (53) 621.357;7:669.248(088.8) (56) Сайфуллин А.С. Композиционные покрытия и материалы. М.: Химия, 1977, с.

137-138.

Авторское свидетельство СССР

N. 1024532, кл. С 25 О 15/00, 1970. (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ. КОМПОЗИЦИОННЫХ НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению композиционных никелевых покрытий, и может найти применение в машиностроительной, приборостроительной и других отраслях промышленности для повышения ресурса работы узлов трения. Цель изобретения — повыше-. ние толщины покрытий. Злектроосаждение ведут в электролите, содержащем, г/л: сернокислый никель 220-280; хлористый никель 40-50; борная кислота 30-40, дисульфид молибдена 10-70; бромид тетрабутиламмония 2-5; антипиттинговая

Изобретение относится к гвльваносте- .гии, в частности к нанесению композицион-. ных никелевых покрытий, и может найти применение в машиностроительной, прибо- . ростроительной и других отраслях промышленности для повышения ресурса работы узлов трения. добавка НИА-1-3-4 мл/л и продукт поликонденсации никотинамида, 3-хлор-1-гидроксип ропилтриметиламмоний хлорида; уротропиноформамиды, диэтаноламиды и эксихлоргидринв;0,1;3;0 общей формулы (-(cg);(cq сн-ñô-я-сн;си-щ)„. со и х+ где R - -И(СНз)з С1 — 80з; х - Cl; z - 0-1: у 0-1; и-2-п

Толщина покрытий достигает 200-250 мкм без ухудшения качественных характеристик. 1 табл.

Цель изобретения — повышение толщины и качества покрытий.

Электроосаждение ведут в электролите, содержащем сернокислый никель, хлористый никель, борную кислоту, дисульфид мо.либдена, тетрабутиламмоний бромид, 1708944 антипиттинговую добавку НИА-1 и продукт поликонденсации никотинамида, 3-хлор-1гидроксипропилтриметиламмоний хлорида, уротропина, формалина, диэтаноламина и зпихлоргидрина, Антипиттинговая добавка НИА-1 представляет собой водный раствор сульфирола8, блескообразователя НИБ-3 и Лапрола

602. Сульфирол-8 представляет собой водный раствор натриевой соли сернокислого эфира 2-зтилгексанола.

Блескообразователь НИБ-3 представляет собой прозрачный водный раствор, состоящий из натриевой соли аллилсульфокйслоты, хлористого натрия и воды. Действующим началом в продукте является аллилсульфонат натрия.

Лапрол 602 выпускается по ТУ, это простой полиэфир, полиоксипропиленгликоль молекулярной массы 600, получаемый алкоголятной полимеризацией окиси пропилена С использованием в качестве стартового вещества 1,2-пропиленгликоля.

Электролиз ведут при 40-48 С, плотности тока 5-13 А/дм и рН 3,5 — 4,5, Электролит готовят следующим образом.

Вначале готовят электролит никелирования и проводят его очистку активирован. ным углем и селективную очистку. В отдельную емкость вводят требуемое количество порошка дисульфида молибдена и добавляют небольшое количество электролита. В зту смесь вводят тетрабутиламмония бромид, продукт поликонденсации и добавку НИА-1. Смесь хорошо перемешивают и после некоторого времени переносят в приготовленный электролит никелирования.

В процессе электроосаждения перемешивание электролита-суспензии осуществляют сжатым воздухом.

Таким образом, совместное использование продукта поликонденсации, тетрабутиламмонийбромида и добавки НИА-1 дает, возможность получить в интервалах,рН 3,54,5 толстослойные, компактные покрытия никель-дисульфид молибдена.

Продукты поликонденаации синтезируют по следующей методике.

Продукт 1, 12,21 r (0,1 моль) никотинамида и t8,81 r (0,1 моль) 3-хлор-1-гидроксипропилтриметиламмоний и кипятят с обратным холодильником в течение 8 ч (раствор А). Охлаждают до 80 С, прибавляют 14,02 г(0,1 моль) уротропина и при 80-90 С при перемешивании по каплям прибавляют

15,4 мл (0,2 моль) эпихлоригидрина. Кипятят при перемешивании в течение 2 ч.

Получено 118 мл раствора концентрацией 50 .

+ сн (Н-СН;СН-СН; И...К-.СН;СН-СН)„

+ 4 1

1 с 2 снссн-сн;.и<сн,) н

ОН я2-:Ю

n= 2-30

Продукт 3, 12,21 г (0,1 моль} никотинамида растворяют в 60 мл воды, добавляют

35 7,7 мл (0,1 моль) эпихлоргидрина, несколько капель спиртового раствора фенолфталеина и перемешивают при комнатной температуре. При протекании реакции смесь окрашивалась в фиолетовый цвет. Затем по каплям

40 прибавляют раствор 9,5 г (0,05 моль) натрия метабисульфита в 50 мл воды с такой скоростью, чтобы фиолетовая окраска исчезала.

Когда реакция замедлится, раствор подогревают до 40 — 50 С. По окончании реакции

45 прибавляют 10.51 г (0,1 моль) диэтиламина, при 60 С в течение 15 мин прибавляют

0,15 моля формалина, затем в течение еще

15 мин 7,7 (0,1 моль} эпихлоргидрина. Кипятят при перемешивании в течение 1 ч, Пол50 учено (68 мл раствора, его концентрация

2qo

Сна енаОН (,Н-CH -Х-СН-CA-CH -) ! а/ а и.

СО СнаСНаОН ОН

СГ

СН-СН-СН;юо а з

ОН

Продукт 2. К охлажденному до - 60 С раствору добавляют 10,51 r (0,1 моль) диэта15 ноламина. При той же температуре и при перемешивании в течение 15 мин по каплям прибавляют 0 15 М формалина, затем s течение еще 15 мин - 7,7 мл (0,1 моль) эпихлоргидрина. Кипятят при перемешивании в

20 течение 1 ч.

Получено 96 мл раствора концентраСН СН ОН

2 2 Н-СН -Х-СН-СН-СН -) а,а,, - 2 и

CP СнаСНаОН ОН ф зсмк

Сна- СН- СН; й(СНз)з

ОН

1708944 и= 2-:30

Применялся тетрабутиламмония бромид IlpoMblLUëåHíûé. Антипиттинговая добавка НИА-1 представляет собой водный 5 раствор сульфирола-8, блескообраэователя

НИБ-3 и Лапрола 602, Совместное использование вышеуказанных веществ способствует получению плотных, качественных толстослойных по- 10 крытий никель-дисульфид молибдена.

Толщину .покрытия можно увеличивать до 200 мкм и больше без ущерба его качества, Покрытие получается плотным, отсутствует скопление порошка на поверхности. 15

Выход по току составляет 80 — 98$, интервал рК электролита 3,5 — 4,5, а концентрацию порошка в электролите можно увеличивать до 70 г/л. В процессе электроосаждения порошок дисульфида молибдена включа- 20 ется в обьем покрытия. В зависимости от условий осаждения содержание дисульфида молибдена в покрытии меняется от5 до

12 об. .

При использовании лишь одного тетра- 25 бутиламмония не удается получить самосмазывающихся покрытий хорошего качества, Это приводит к падению выхода по току и осаждению тонкого слоя плотного покрытия с налетом порошка, Порошок ди- 30 сульфида материала в электролите сильно агреагирован, поэтому в процессе электроосаждения никеля от сильно налипает на поверхность катода.

Продукт поликонденсации действует.не 35 только на потенциал выделенив никеля, но и взаимодействует и с микропорошком дисульфида молибдена. Такое его действие создает благоприятные условия для получения качественных покрытий, так как 40 порошок хорошо смачивается и диспергирует в электролите никелирования. Последнюю функцию выполняют также добавки тетрабутиламмония и НИА-1.

Для получения качественных самосма- 45 зывающихся покрытий при повышении концентрации порошка в электролите необходимо пропорционально увеличить и содержание продукта поликонденсации.

Подсчитано, что на каждые 3 r порошка тре- 50 буется примерно 0.07 г продукта поликонденсации. 8 противном случае нельзя получить покрытий без заметного налета порошка на поверхности катода, Конкретные примеры, иллюстрирующие изобретение, представлены в таблице.

Как.видно из представленных данных, использование предлагаемого электролита позволяет получить толстослойные само- смаэывающиеся покрытия высокого качества с микротвердостью 230-260 кгlмм . г

Самосмазывающиеся покрытия никельдисульфид молибдена обладают высокими антифрикционными свойствами и имеют низкий коэффициент трения (0,33), что позволяет использбвать их в узлах трения для увеличения ресурса трущихся поверхностей.

Формула изобретения

Электролит для осаждения композиционных никелевых покрытий, содержащий сернокислый никель, хлористый никель, борную кислоту и дисульфид молибдена, отличающийся тем, что, с целью повышения толщины покрытий, он дополнительно содержит тетрабутиламмоний бромид, антипиттинговую добавку НИА-1 (смесь натриевой соли сернокислого эфира

2-этилгексанола и аллилсульфоната натрия и полиоксипропиленгликоля с мол. м. 600) и продукт поликонденсации общей формулы гХ-(СН) (СН СН-СН) .-А-СН -CH-СН „ !

СО ОН " ОН

-сн;сн-снр "()з с -зЪ " С"

ОН - (20-1; У0-1 ° пг щ.

+ .-СН1., + 2Cl

Л--N М

СН,. СН, К

СН + С1

СН -СН, -Я(СН,СН,ОН);

М при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сернокислый никель 220-280, Хлористый никель 40-.-50

Борная кислота 30-40

Дисульфид молибдена 10-70

Тетрабутиламмония бромид 2-5

Антипиттинговая добавка КИА-1 3-4 мл/л

Продукт поликонденсации 0.1-3,0

1708944 ч т t >

Состав

Оседла> валил

Coct4o в>иктролмтв > Г/л

280 286 286 26Ф

45 45 45 45

ЗЕ 4Е 49 40

10 12 Зе 12

280 280 260

45 45 45

30 30 30

10 I2 12

220 220

40 40 зе, за

I2 12

289 260

45 45

40 46

50 70

Зее

220

3,0.

3 5

3,в е,7 .е,7

9,16 6,6

1,76 3,0

6,4

6,9 1>2

2,6

1,2

О, IS

3,5 рвлмм оса>ивамма

3,5 4,0 4,0 4,0 4,5

4>6 . 4,6 3>5

5 5 S

35

2.е 3 3

16 5 9 13 5 5 S 13

48 ie

IО,S S 9 12,4 7,S

1Ф6 136 80 206

93 85 96 95

11,3 5,8

30 80

94 85

11,4 6,5

200 150

96 96

9,2 11,8, 6,6

80 80 250

90 90 98

6,2

ЬР

I0,6

200

93 65

6О 66 205 102 64

87 87 2SO

РедВктор Э.Слиган

Заказ 408 Тираж Под13исмое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/б Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 формомислве имквлв

Хлормстие иимвлв

Оориаи кислота фисулвЕир молвблвмв

Лит>им>ттиитоввл лю"

Овика ЩА"1, ил/л тотрвбуант в>вив>ие ,Орвиме

Ороеукт лови>омлвисвчми1

3 .

Висмвтвврт>ммви сола лмриеииов>>к осмоваимй

011 влвктре>в>тв

Ялвтиоств квтслиотф то«в ° л/лив твмлврвтурв вовк" трата>тв ) ..C0I вюсв>в»

ewa обЛ

Тоив>в>в ло>>ритки>м>а>

Оииеф пе тому,В

8рофолвв>толь моста

1фоивссв> м>а>

1. 2 3 4 5 6 7 8 9 le 11 12 з,е з,е з,е з,е э,в э,е з,е «,е 4,9 з,е з,е

2,6 3,5 2,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 5,0 3,5 3,5

46 45 45 - 48 48 46 48 48 48 46 48

Составитель В.Игнатьев

Техред М.Моргентал Корректор H,Ðåâñêçÿ