Электролит для осаждения сплава железо-никель
Использование: в гальваностегии, электролитическом осаждении износостойких покрытий из сплава железо-никель для восстановления изношенных деталей машин. Сущность изобретения: электролит для осаждения сплава железо-никель содержит, г/л: хлористое железо 400-450; сернокислый никель 35-45; виннокислый натрий 2-3; гидроксиламин 0,3-0,5, капролактам (3-5). 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПАТЕ НТУ 4 0 С) о ы 3> )G3 (21) 4925985/26 (22) 05.04.91 (46) 23.01.93. Бюл, ¹ 3 (71) Кишиневский политехнический институт им.С.Л азо (72) В.С.Калмуцкий, Г.В.Рошкован П.Н.Стойчев и В.Н.Жавгуряну (76) В,С.Калмуцкий, Г.В.Рошкован, П,Н.Стойчев и В.Н,Жавгуряну (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 128249, кл, С 25 D 3/56, 1960. Авторское свидетельство СССР N 863724, кл. С 25 0 3/56, 1981, Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению износостойких покрытий из самосмазывающегося сплава железо-никель для восстановления изношенных деталей машин, например деталей автогрейдеров. Известен электролит для осаждения покрытий из сплава железо-никель, содержащий хлористое железо (четырехводное), соль никеля (шестиводный хлористый никель) и соляную кислоту. Процесс осаждения в нем проводят при 20 — 100 С и плотности тока 5 — 140 А/дм, 2 Однако данный электролит недостаточно стабилен; со временем происходит накопление ионов трехвалентного железа (Fe ), включение которого в покрытие отрицательно влияет на физико-механические и антифрикционные свойства сплава, Процесс ведут в широком интервале температур, но ведение процесса при повышенных температурах также приводит к резкому увеличению степени испарения и окисления электролита.. Ы«, 1790635 А3 (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ СПЛАВА ЖЕЛЕЗО-НИКЕЛЬ (57) Использование: в гальваностегии, электрол итичес ком осаждении износостой ких покрытий из сплава железо-никель для восстановления изношенных деталей машин, Сущность изобретения: электролит для осаждения сплава железо-никель содержит, г/л: хлористое железо 400 — 450; сернокислый никель 35 — 45; виннокислый натрий 2-3; гидроксиламин 0,3 — 0,5, капролактам (3 — 5). 2 табл. Наиболее близким к предлагаемому является электролит для осаждения покрытий из сплава железо-никель, содержащий хлористое железо (четырехводные) соль никеля (семиводный сернокислый никель), виннокислый натрий, гидроксиламин и соляную кислоту. Процесс осаждения в нем проводят при 20-40 С и плотности тока 5— 100 А/дм . Однако данный электролит в процессе электролиза, хотя в меньшей мере, но окисляется, так как требует нагоева до 40 С. Накопление 0,5 г/л ионов Fe в электролите осуществляется в среднем за 210 ч. Нагрев электролита приводит и к заметному расходу электро- или паровой энергии, что приводит к частой корректировке состава электролита и является нежелательным процессом в производственных условиях. Покрытия, полученные из данного электролита при трении в обильной смазке обладают хорошими антифрикционными свойствами, но в условиях ограниченной смазки или при сухом трении они схватыва1790б35 55 ются с контртелом, что приводит к преждевременному выходу из строя трущихся пар. Целью изобретения является повышение стабильности электролита и антифрикционных свойств покрытий. Указанная цель достигается тем, что электролит, содержащий хлористое железо, соль никеля, виннокислый натрий и гидроксиламин, дополнительно содержит капролактам при следующем соотношении компонентов, г/л; Хлористое железо 400 — 450 Сернокислый никель 35 — 40 Винйокислый натрий 2-3 Гидроксиламин 0,3-0,5 Капролактам 3 — 5, Процесс осаждения рекомендуется проводить при рН 0,8 — 1,4, =20 С и катодной плотности тока 10-100 А/дм . Электролит готовят следующим образом, Все компоненты растворяют в отдельных порциях дистиллированной воды, затем к хлористому железу (четырехводному) приливают виннокислый натрий, гидроксиламин, а затем капролактам. Перемешивают до исчезновения осадка и добавляют раствор сернокислого никеля (семиводного), Образующийся осадок растворяется при перемешивании и электролит готов к использованию, Виннокислый натрий, гидроксиламин и капролактам образуют очень прочные комплексы, а ведение процесса при 20 С приводит к еще большему упрочнению этих комплексов, поэтому склонность данного электролита к окислению резко снижается, еще больше облегчаются условия совместного осаждения ионов железа и никеля, резко снижаются содержание гидроокисей в покрытиях, что приводит к стабилизации физико-механических свойств электролитического сплава железо-никель, Кроме того капролактам, который содержится в виде комплексов в покрытиях, во время трения освобождается из комплексов под воздействием температурного поля и через трещины покрытий выходит на поверхности трущихся пар и создает тонкую смазочную пленку, которая способствует улучшению антифрикционных свойств пар трения, а следовательно, и к повышению работоспособности восстановленных этим сплавом деталей машин. Предельная толщина качественных самосмазывающихся железо-никелевых по5 35 крытий, полученных из данного электролита, составляет 1,5 — 1,8 мм. Скорость осаждения сплава в интервале плотностей токов 10 — 100 А/дм составляет 0,3 — 0,8 мм/ч. В табл. 1 и 2 представлены составы электролита, режимы и результаты электролиза. Как видно из табл.1,2, электролит снижает накопление ионов трехвалентного железа (окисляемость) в 1,2-1,3 раза, повышает критическую температуру смазочных слоев на 50 — 75 С, снижает скорость изнашивания в 1,5 — 1,7 раза, а коэффициент долговечности при сухом трении составляет 1,87. Осуществление процесса осаждения самосмазывающегося железо-никелевого сплава в данном электролите очень технологично, так как восстановление производят по обычной технологии. В связи с тем, что электролит обладает весьма хорошими буферными свойствами он не требует частой корректировки и не сложен в приготовлении. Появление смазочной пленки капролактама на поверхностях трения позволяет резко улучшить антифрикционные свойства восстановленных деталей машин, а следовательно, увеличить и ресурс их работы, что является важной народнохозяйственной задачей. Ведение же процесса осаждения самосмазывающегося железо-никелевого сплава из совершенно холодного электролита (20 С) исключает затраты электро- и паровой энергии для подогрева ванн, что является также важным преимуществом перед известными техническими решениями, когда электролиз ведут из холодных (40 С) и горячих электролитов (50 — 100 С). Формула изобретения Электролит для осаждения сплава >келезо-никель, содержащий хлористое железо, сернокислый никель, виннокислый натрий и гидроксиламин, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабильности электролита и антифрикционных свойств покрытия, он дополнительно содержит капролактам при следующем соотношении компонентов, г/л: Хлористое железо 400-450 Сернокислый никель 35 — 45 Виннокислый натрий 2 — 3 Гидрохсиламин, 0,3-0,5 Капролактам 3 — 5. 1790635 Таблица1 Таблица2 П име ы Режимы и результаты электролиза известный 0,8-1,1 20-40 0,8-1,0 1,0 — 1,2 1,2-1,4 5 — 100 1,5-1,8 94,6 — 96,4 640 †7 425-590 1,4-1,7 50 0,5 0,5 0,5 96,2 97,1 94,5 665 737 755 585 423 475 1,2 — 1,65 1,35-1,80 1,4 — 1,96 230-250 301 328 275 27,2 28,7 25-27 25,5 195 163 100 — 125 150 1,72 1,29 4,8-2,2 2,43 Редактор Заказ 368 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 рН Температура,ОС Плотность тока, А/дм Толщина покрытия, мм Выход по току, оу Микротвердость, кгс/мм Твердость, кгс/мм Содержание никеля в сплаве, Время накопления 0 5 г/л з+ ионов Fe в электролите, ч Усталостная прочность, кгсlмм Критическая температура смазочных слоев, ОС Скорость изнашивания, мг/ч Техред М.Моргентал Корректор Н.Слободяник
