Электролиты железнения

Авторы патента:

Гацаев Закраил Исрапилович (RU)

Гаматаева Барият Юнусовна (RU)

Алиев Зазав Мустафаевич (RU)

Гасаналиев Абдулла Магомедович (RU)

C25D3/20 - железа

Владельцы патента RU 2349684:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет (RU)

Изобретение относится к области гальваностегии и может быть использовано в промышленности при ремонте машин и оборудования. Электролит железнения содержит: железо двухлористое 380-420 г/л; серную кислоту 0,8-1,0 мл/л; йодистый калий 3-5 г/л; соляную кислоту до рН 0,8-1,0. Количественное и качественное сочетание компонентов позволяет провести процесс осаждения железа при низкой температуре и регулировать толщину слоя, твердость и износостойкость без введения добавок. 1 табл.

Изобретение относится к области элекрохимии и может быть использовано в промышленности при ремонте машин и оборудования.

Известны электролиты для восстановления изношенных деталей машин (Дасоян М.А., Пальмская И.Я., Сахарова Е.В. «Технология электрохимических покрытий». - Л.: Наука, 1989 г.), включающие железо двухлористое и соляную кислоту.

Недостатком применения электролита при процессе железнения является необходимость подогрева электролита до 70...80°С, что включает необходимость применения тепло- и кислотостойких материалов для футеровки внутренней поверхности ванны, а также требует устройства для подогрева электролита и строгого соблюдения заданной температуры, мощной системы вентиляции, что усложняет конструкцию ванны и ее обслуживание.

Наиболее близким по технической сущности является холодное железнение периодическим током (Батищев А.Н. Пособие гальваника-ремонтника. М., изд-во «Колос», 1980 г.) с использованием электролита железнения на основе железа хлористого - 200-250 г/л.

Недостатком является то, что осаждение железных покрытий возможно лишь при малой плотности тока, что обуславливает низкую производительность процесса.

Задача - восстановление изношенных деталей машин или упрочнение оборудования холодным железнением.

Технический результат - получение покрытия расчетной толщины.

Технический результат достигается путем холодного железнения с применением переменного (ассиметричного) тока с электролитом на основе двухлористого железа.

Сущность предлагаемого изобретения в том, что разработан новый состав электролита, состоящий из следующих компонентов, г/л:

Железо двухлористое	380-420
Серная кислота	0,8-1,0
Йодистый калий	3-5
Соляная кислота	до рН 0,8-1,0

Преимущество предложенного электролита в том, что именно такое количественное и качественное сочетание компонентов позволяет провести процесс осаждения железа при низкой температуре и регулировать (необходимую толщину слоя) твердость осадка от 18-62 ед. по шкале Роквелла.

Процесс железнения ведут при температуре 18-25°С. Гальваническое железнение осуществляется следующим образом. Подготовку изношенных поверхностей деталей к железнению осуществляют известным способом. Изношенные детали очищают от грязи и остатков масел ветошью, смоченной в бензине. Необрабатываемые участки деталей изолируют парафино-канифольной мастикой. Затем проводят монтаж деталей на подвесные приспособления и подвергают анодному пассивированию в 30-40% серной кислоте, осуществляют промывку деталей в холодной проточной воде, после чего проводят наращивание. Для получения качественного покрытия и хорошего сцепления осаждаемого металла с основой необходимо произвести вывод процесса покрытия на рабочий режим. Вывод на рабочий режим осуществляется при помощи преобразователя асимметричного тока, путем постепенного уменьшения амплитуды тока анодного полупериода. Вывод процесса электролиза на рабочий режим осуществляется следующим образом.

При включении всех тумблеров анодного плеча преобразователя устанавливается величина катодно-анодного отношения В=1,3; после чего включается преобразователь асимметрично-переменного тока (АПТ). Этот режим выдерживается 1 минуту. Затем постепенно выключением секции реостата анодного плеча преобразователя величина катодно-анодного отношения доводится до значения В=8-10 (Шлугер М.А. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. 1985 г.)

В данном способе в качестве электролита на основе двухлористого железа используют электролит, содержащий компоненты в следующем соотношении, г/л: двухлористое железо - 380 - 420; серная кислота - 0,8-1,0; йодид калия - 3-5; соляная кислота - до рН 0,8-1,0. С повышением концентрации FeCl₂H₂O до 420 г/л величина удельной электропроводности возрастает и приобретает максимальное значение при указанной концентрации. Дальнейшее повышение концентрации сопровождается снижением электропроводности. Малоконцентрированный электролит получил широкое применение для восстановления деталей твердым железнением на авторемонтных заводах. В электролите получают плотные и гладкие покрытия высокой твердости HV=450-650, толщиной 0,8-1,5 мм.

Заявляемая химико-технологическая система холодного железнения на ассиметричном переменном токе отличается от прототипов тем, что ее необходимо проводить при низкой температуре (18-25°С) и возможно регулирование нужной толщины слоя, твердости, износостойкости, что не требует введения добавок (см. таблицу).

Таким образом, данный технологический процесс имеет ряд преимуществ, в частности, процесс осаждения железа ведется при низкой температуре (18-25°С), и имеется возможность регулирования твердости осадка (от 18-62 ед. по шкале Роквелла).

Сравнительные характеристики химико-технологических систем (ХТС)
Наименование характеристики системы	Описание химико-технологической системы
Заявляемый	Прототип (1)
Состав электролита	Железо двухлористое (FeCl₂ Н₂O),г/л	380 - 420	113,4-124,7
	Серная кислота (H₂SO₄), мл/л	0,8-1,0	Не содержит
	Йодистый калий (KJ), г/л	3-5	Не содержит
Соляная кислота (HCl), до рН	0,8-1,0	0,5-1
Температура (t°C)	18-25	70-80
Плотность тока (i), А/дм²	20	30-50
Микротвердость Fe-слоя, кг·с/мм²	620	500
Толщина Fe-слоя	Регулируется ХТС	Регламентируется появлением дендритов
Влияние компонентов электролита	H₂SO₄-предупреждает шероховатость покрытия. KJ-препятствует окислению FeCl₂ и FeCl₃	Необходимо добавлять вещества для выравнивания, покрытия и предотвращения окисления двухлористого железа
Добавки к электролиту	Не требуется	Увеличение толщины слоя возможно за счет повторного нанесения железа после механической обработки или введения добавок (MnCl₂; глицерин 60-70 г/л; сахар 30-40 г/л ). Добавляя органические вещества, можно получить покрытия с повышенным содержанием углерода (0,5-0,6%)

Электролит железнения, включающий двухлористое железо, отличающийся тем, что он содержит

Железо двухлористое FeCl₂·H₂O	380-420 г/л
Серная кислота H₂SO₄	0,8-1,0 мл/л
Йодистый калий KJ	3-5 г/л
Соляная кислота HCl	до рН 0,8-1,0

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано для получения гальванических фрактальных покрытий, обладающих более высокой твердостью и декоративными свойствами.

Электролит железнения // 2142026

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электролитам железнения, использование которых позволяет наращивать слой железа повышенной твердости на поверхности из любых марок стали и чугуна, что дает возможность восстанавливать любые изношенные детали машин и механизмов, либо создавать упрочняющий слой на новых деталях, существенно продлевая срок их эксплуатации.

Способ восстановления и упрочнения деталей // 2119557

Изобретение относится к восстановлению и упрочнению деталей, преимущественно крупногабаритных изделий сложной формы, и может быть использовано в промышленности и ремонтном производстве при повышении долговечности и восстановлении изношенных рабочих поверхностей деталей машин, например шеек коленчатых валов, плунжеров, стержней клапанов двигателей внутреннего сгорания, кулачковых распределительных механизмов и других тел вращения путем нанесения электролитических покрытий на основе железа.

Электролит для электроосаждения железных покрытий // 2110622

Изобретение относится к области нанесения электрохимических покрытий, в частности железных, и может быть использовано для восстановления изношенных деталей машин.

Электролит железнения // 2094541

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению железных покрытий в машиностроительной и родственных отраслях промышленности, ремонтном производстве.

Электролит для предварительного железнения // 2088700

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности железных, гальваническим способом на изделия из литейных цинковых сплавов типа ЦАМ и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности, автомобилестроении и др.

Способ электролитического железнения // 2082835

Изобретение относится к гальваническим (гальваностегических и гальванопластическим) процессам, в частности к процессам электролитического железнения, и может быть использовано для восстановления и упрочения деталей машин и аппаратов и в других технологических процессах.

Электролит для электроосаждения железных покрытий // 2082834

Изобретение относится к области электроосаждения железных покрытий и может быть использовано для восстановления изношенных деталей на предприятиях автомобильной промышленности, машиностроительных заводах, а также в производстве и при ремонте инструментов и изделий специального назначения.

Способ электролитического железнения в хлористых электролитах // 1820921

Электролит железнения // 1818359

Электролит железнения // 2379381

Изобретение относится к области гальваностегии и может найти применение в радиоэлектронной промышленности и других областях, требующих получения тонких пленок, либо нанесения подслоя железа

Способ формирования износостойких гальванических железных покрытий // 2416679

Изобретение относится к восстановлению изношенных деталей машин и механизмов путем нанесения на их поверхность гальванических железных покрытий, обладающих повышенной износостойкостью

Способ нанесения композиционных электрохимических покрытий // 2482225

Изобретение относится к электролитическому осаждению твердых износостойких покрытий, а именно композиционных электрохимических покрытий на основе железа с металлокерамическими частицами, применяемых для восстановления и упрочнения поверхностей деталей

Способ нанесения покрытия на поверхность реторты, используемой для получения губчатого титана и установка для его осуществления // 2555311

Изобретение относится к способу и устройству нанесения покрытия на поверхность реторты, используемой для получения губчатого титана. Осуществляют заливку в реторту электролита в виде смеси водного раствора хлористого железа и соляной кислоты. В электролит устанавливают растворимые электроды из малоуглеродистой стали в количестве 5 штук. Проводят электролитическое нанесение покрытия из металлического железа на поверхность реторты. Источник постоянного тока положительным полюсом соединен с крышкой реторты, а отрицательным полюсом - с фланцем реторты. Затем с реторты снимают крышку с электродами, удаляют электролит, устанавливают с наклоном на стенде для промывки реторты и промывают реторту изнутри водой. Затем реторту устанавливают в вакуумную электропечь, размещают в реторте устройство для титанирования с металлизатором в виде губчатого титана. Реторту разогревают и наносят при высокотемпературной выдержке на ее поверхность термодиффузионное титановое покрытие. Затем реторту извлекают из вакуумной электропечи и устанавливают в устройство для охлаждения. Охлажденную реторту направляют на процесс получения губчатого титана. Это позволит повысить качество губчатого титана и повысить срок службы реторты. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 ил.