Электролит для осаждения покрытий сплавом цинк-железо

 

Использование: в трубной промышленности и машиностроении. Сущность изобретения: электролит содержит, г/л: железо сернокислое и/или хлористое 27-500; цинк сернокислый и/или хлористый - 13,6-517; оксиэтилендифосфоновая кислота 0.1-0,8, при рН 1-5. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 25 D 3/56

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У (21) 4923723/26 (22) 01.04,91 (46) 15.01.93. 6юл. № 2 (71) Днепропетровский химико-технологический институт Ф, Э. Дзержинского (72) Ф. И. Данилов, B. A. Попович, В. И.

Городецкий, В. Ф, Рычко, И.:Р. Добровольский, M. П. Картушин, M. M. Евтушенко, 10.

А. Калмыков, B. П. Богатырев, В. B. Герасимов, К. M. Сидоренко, Н, А, Дорофеева, Н. А.

Сердюченко, В, Н. Агапов и Л. Г. Шейхетова (56) Авторское свидетельство СССР

N 374383, кл, С 23 В 5/32, 1973, Патент США N . 4444629, кл. С 25 0 3/56, 1984.

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности, к электролитическому осаждению покрытия и может быть использовано при нанесении покрытия из сплава цинк-железо, в частности, в трубной промышленности и машиностроении.

Известен электролит для осаждения покрытия из сплава цинк — железо, содержащий, г/л: цинк сернокислый 200 — 300; железо сернокислое 50-60: алюминий сернокислый 40 — 50; натрий сернокислый 50—

60; борная кислота 20-30; аскорбиновая кислота 5-10; нафталиндисульфокислоты нэтриевая соль 2-5; рН 2,5 — 3; остальное вода. Осаждение покрытия проводят пои 3540 С и плотности тока 15 — 25 А/дм (а; с.

СССР ¹ 337744338833, кл. С 23 В 5/32, 1973).

Недостатком известного электролита является сложност ° корректировки его состава и хрупкость получаемого покрытия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является электролит

„„5Ц„„1788097 Al (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ СПЛАВОМ ЦИНК- ЖЕЛЕЗО (57) Использование: в трубной промышленности и машиностроении. Сущность изобретения: электролит содержит, г/л: железо сернокислое и/или хлористое 27-500; цинк сернокислый и/или хлористый — 13,6 — 517; оксиэтилендифосфоновая кислота 0.1-0,8, при рН 1-5. 1 табл. для осаждения покрытия из сплава цинк-железо, содержащий, г/л: железо 5 — 140 и цинк

2 — 120 в виде солей серной, соляной, фторбористой, сульфаминовой, уксусной кислот или смеси их солей; блескообразующую добавку, представляющую собой водорастворимую производную (или полимер) на основе аминопропионовой кислоты, например, поли (N — (2-гидроксиэтил)нитрилоди(этилпропионат)) 0,01-2; рН 0-6,5, Осаждение покрытия проводят при 16 — 71 С и плотности тока 1-538 А/дм2, К недостатку про готипа следует отнести большое количество микротрещин B получаемых покрытиях и значительную зависимость их химического состава от плотности тока.

Целью настоящего изобретения является уменьшение микротрещиноватости покрытия и улучшение равномерности его химического состава.

Под микротрещиноватостьк1 следует понимать общую длину всех микротрегцин

1788097

Р-0Н 13 ©

Р-ОК (5

0 0

Добавка ОЭДФ (ГУ 6 — 09 — 713-76) в электролит приводит к уменьшению микротрещиноватости получаемого покрытия и улучшению равномерности его химического 50 состава.

Были приготовлены и опробованы следующие составы (см. табл.), Методика приготовления электролита следующая. В 2/3 требуемого обьема воды 55 растворяют рассчитанные количества солей железа (П), цинка, а затем вводят органическую добавку, (Эбьем доводят до требуемого. Электролиты стабильны как при хранении, так и в работе. Покрытие наносят йэ поверхности пбкрытия видимых в оптический микроскоп при увеличении 200х и приходящуюся на единицу площади покрытия (мм/см ). Под равномерностью химического состава покрытия следует понимать 5 способность электролита давать равномерные по химическому составу покрытия и количественно этот показатель характеризуется интервалом плотностей тока, при котором химический состав покры- 10 тия изменяется íà 1%. Этот показатель имеет равномерность А/дм /%.

Укаэанная цель достигается тем, что известный электролит для осаждения покрытия из сплава цинк-железо, содержащий 15 железо (Н) сернокислое и/или хлористое и цинк сернокислый и/или хлористый, воду, согласно изобретения дополнительно содержит оксиэтилидендифосфоновую кислоту, (ОЭДФ) общей - формулы 20 . НзС-С(ОН)-(PO4$ и показатель рН,от 1 до 5 при следующем соотношении компонентов, г/л;

Железо (П) сернокислое и/или хлористое 27-500; 25

Цинк сернокислый и/или хлористый . 13.6 — 517;

ОЭДФ 0,1-0,8;

Вода Остальное.

Осаждение покрытия из предлагаемого 30 электролита проводят при 18 — 60 С и плотности тока 2 — 25 Аlдм, ОЭДФ вЂ” белый по2 рошок, хорошо растворимый в воде, температура пл. 198-200 С, Получают в промышленности путем взаимодействия 35

PClz с НАс или НзРОа с уксусным ангидридом (ТУ 6-09-713-76). Имеет следующую структурную формулу:

0 О

gX ф

13,6 — 517 из приготовленного электролита (предлагаемый и известный) на образцы в системе, дающей равномерное распределение плотности. тока по поверхности образцов, что обеспечивает получение однородного по химическому составу покрытия. Такой системой, дающей почти идеальную равномерность распределения плотности тока является система двух коаксиальных цилиндров (труба в трубе), в которой като дом является внутренняя труба-образец, а анодом — наружная (9). Материал образцов

Ст. 3; Перед нанесением покрытия поверхность образцов обезжиривэют венской известью, промывают в проточной воде, травят в 10% серной кислоте и снова промывают в проточной воде. После чего на образцы наносят покрытие, Затем поверхность покрытия исследовали под оптическим микроскопом "Неофот" при увеличении 200х на предмет наличия микротрещин. Результаты приведены в таблице. Как видно из таблицы, микротрещиноватость и равномерность химическОго состава покрытий, имеющих одинаковый химический состав (% железа в покрытии) зависит от какого электролита получены покрытия; из известного электролита (прототип, пример 6 — 8) покрытия имеют большую микротрещиноватость и меньшую равномерность химического состава, чем из электролита предлагаемого состава (пример 2-4). Выход за заявленные границы интервала предлагаемого состава электролита приводит к увеличению микротрещиноватости и снижению равномерности химического состава покрытий.

Таким образом, предлагаемый электролит по сравнению с известным (прототипом) устраняет микротрещинноватость и повышает равномерность химического состава покрытия в 3 раза.

Формула изобретения

Электролит для осаждения покрытий сплавом цинк -железо, включающий железо (II) сернокислое и/или хлористое и цинк сернокислый и/или хлористый, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения микротрещинноватости покрытия и повышения равномерности его химического состава, он дополнительно содержит оксиэтилендифосфоновую кислоту при следующем соотношении компонентов. г/л:

Железо сернокислое и/или хлористое . 27-500

Цин к серн окисл ы й. и/или хлористый

Оксиэтилендифосфоновая кислота 0,1-08 рН 1-5.

1788097

Компонент, г/л и характерис" тика

Показатель для состава электролита

10 27 257 30

184

550 517 22

300 400

500 550

100

13,6 9

0,8 1

10

ОЭДФ

0,05 О,1 0,5

Поли N-(2-гидроксиэтил) нитрилоди- (этилп роп иона т) 5,2

Температура, С

Плотность катодного тока,А/дмз

Состав покрытия, Ф железа

Выход сплава по току,Ъ

0,5

0 4,5 4,7 5,0 7,2

Никротрещинноватость покрытия, мм/смз

3,4 0 0

Равномерность химического состава покрытия, А/дмз/Ф железа

0,05 О, 18 0,21 0,11 0,06 0,06 0,04 0,03

П р и м е ч а н и е. Состав 1 и 5 содержат компоненты электролита меньше нижнего и больше верхнего предела; 6-8 - прототип

Составитель Н.Скопинцева

Техред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова

Редактор С.Козлова

Заказ 53 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!!!елезо (II) сернокислое

Железо хлористое

Цинк сернокислый

Цинк хлористый

5 2

18 40

2 10

5 30

99 83. 0,1 0,05 0,05

1 0,5 3 2 1,5

70 80 20 50 50

25 30 3 9 22

90 95 5 30 90

72 51 75 80 77