Способ электролитического хромирования

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 25 D 5/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4775302/26 (22) 27.12,89 (46) 30.04.92. Бюл, ¹ 16 (71) Московский вечерний металлургический институт (72) М. М, Фотиев, А. Н. Симин и С. М. Панкратов (53) 621,357.7:669.268(088.8) (56) Патент Японии ¹ 55, кл. С 25 D 5/18, 1980.

Патент Франции № 1463437, кл. С 23 В, 1966.

Авторское свидетельство СССР

¹ 398700, кл. С 25 D 5/18, 1971.

Кудрявцев Н. T. Электролитические покрытия металлами. M.: Химия, 1979, с. 314.

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 постоянного тока, на который накладывают

„, Ы„„1730207 А1 (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО

ХРОМИРОВАНИЯ (57) Использование: хромирование длинномерных изделий. Сущность изобретения: включает катодную обработку в стандартном электролите хромирования на постоянном токе плотностью 60 — 240 А/дм . Через

2 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/дм, частотой следования 2 — 25 Гц и скважностью 2 — 10, 1 табл. переменный ток с частотой, не превышающей 20 Гц; отношение между величинами переменного и постоянного токов составляет 4;1. Большая амплитуда переменной составляющейй обусловливает значительн ы и 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 импуль2 сов 1 — 20 Гц, Способ не обеспечивает достаточного уменьшения пористости и повышения герметичности. Возникающие большие внут1730207 ренние напряжения приводят к растрескиванию покрытия и как следствие — к увеличению трещиноватости, к снижению герметичности.

Наиболее близким к предлагаемому яв- 5 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 Н2304).

Недостатками данного способа являют- 10 ся низкие защитные и физико-механические свойства покрытий.

Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости и износостойкости покрытий. 15

Поставленная цель достигается тем, что способ включает осаждение на постоянном токе плотностью 60 — 240 А/дм, который г через каждые 10 — 30 мин прерывается на время, равное 0,5 — 1,0 с, в течение которого 20 подают прямоугольные импульсы катодного тока амплитудой 600 — 1000 А/дм, частотой следования 2 — 25 Гц и скважностью 2 — 10.

Электроосаждение на стандартном хромовом электролите ведут на постоянном 25 токе плотностью 60 — 240 А/дм, в течение г

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 30 като ного 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- 35 зийными свойствами, меньшей пористостью, высокой твердостью.

Начальная плотность постоянного тока выбрана 60 А/дм . При плотности постоянного тока меньше 60 А/дм и времени про- 40 хождения до 10 м наблюдается резкое уменьшение скорости осаждения, Конечная плотность постоянного тока выбрана равной 240 А/дм в течение 30 м. При хромировании с большой величиной плотности тока 45 при увеличении времени происходит резкое снижение защитных свойств, образование темно-коричневых полос "подагра" на выступах катода.

Начальная амплитуда импульсного тока 50 равна 600 А/дм, поскольку снижение ее не позволяет добиться заметного улучшения физико-механических свойств покрытия.

Конечная амплитуда плотности импульсивного тока выбрана 1000 А/дм, При этой 55 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/дм и при наложении на постоянный ток мощных импульсов. Время осаждения 120 мин. Средняя плотность импульсного тока составляла 800 А/дм .

Свойства полученных покрытий представлены в таблице. Микротвердость измеряли на приборе ПМТ вЂ” 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 постоянном токе плотностью 60 — 240 А/дм, о т л и ч а юг шийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости и износостойкости покрытий, обработку на постоянном токе

1730207 амплитудой 600 — 1000 А/дм, частотой сле2 дования 2 — 25 Гц и скважностью 2 — 10, прерывают через каждые 10 — 30 мин на время 0,5 — 1,0 с, в течение которого подают прямоугольные импульсы катодного тока с

Плотность импульсно го тока, А/дм

Время прохождения

Скввжность импульсного тока

Время прохождения постоянного токе. мин

Плотность постоянного тока

A/ 2

Время до появлен. коррозии +) Микротвер дость кг/мм

Износостоикость ь ) Толщина слоя. мкм

Количество слоев

Частота

«Время до появления коррозии в сутках определяли в кемере солевого тумана.

Я*И ) зносостойкость при удельном давлении P - 50 кгlмм в течение 40 размерность (г

25

35

45

Составитель Ю.Поздеева

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор АчДолинич

Заказ 1492 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 60

ЗО

ЗО

600

60 — 65

60-65

60 — 65

60- 65

60-65

60 - 65

60 — 65

60 — 65

60 — 65

19

17

3

5

25

970- 1050

950 — 1000

970 - 1050

950 — 1000

960 — 1030

980 — 1050

970 — 1020

980 — 1030

1120 — 1200

980 — 990

ЭО

0,041

0,025

0.038

0.029

0.035

0.038

0.035

0.035

0.025

0.042