Способ нанесения гладких гальванических железных покрытий в проточном электролите с крупными дисперсными частицами

Авторы патента:

C25D15/00 - Покрытия с включенными в них материалами, например частицами, спиральными пружинами, проволокой, получаемые электролитическим способом или способом электрофореза

Владельцы патента RU 2690773:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный инженерно-технологический университет" (RU)

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для восстановления изношенных стальных деталей. Способ включает помещение восстанавливаемой детали и растворимого анода в электролитическую ячейку, подключение их к источнику тока плотностью более 1 кА/дм², прокачку через электролитическую ячейку электролита, содержащего твердые дисперсные частицы размером 100-300 мкм, при скорости гетерофазного потока 9-11 м/с, при этом в электролит дополнительно вводят твердые дисперсные частицы размером 1-10 мкм, при этом используют электролит, содержащий серную кислоту, при следующем соотношении компонентов, г/л: железо хлористое FeCl₂⋅4H₂O 380-420, кислота соляная HCl рН=0,8-1,0, кислота серная H₂SO₄ 1-3. Технический результат: увеличение максимальной толщины гладких покрытий.

Изобретение относится к восстановлению изношенных стальных деталей путем нанесения на их поверхность гальванических железных покрытий в проточном электролите.

Известен способ нанесения гальванических железных покрытий на поверхность изношенных деталей в проточном электролите с целью восстановления их геометрических размеров и упрочнения поверхности [1]. При этом восстанавливаемая деталь и растворимый анод помещаются в специальную электролитическую ячейку, через которую прокачивается электролит, в состав которого дополнительно включены твердые дисперсные частицы размером 1-10 мкм с целью повышения твердости и износостойкости покрытий.

Недостатками такого способа нанесения гальванических покрытий являются ненадежность процесса финишной электрохимической обработки поверхности детали перед нанесением покрытия, поскольку анодная обработка проводится в специальном или рабочем электролите. Скорость осаждения покрытий железа мала из-за необходимости поддержания невысокой катодной плотности тока в связи с быстрым обеднением прикатодного слоя электролита катионами и образования пленок гидрооксидов на восстанавливаемой поверхности. Кроме того, поверхность покрытия имеет недостаточную толщину из-за интенсивного образования дендритов в процессе электролиза.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ нанесения гальванических покрытий на стальные детали в проточном электролите, включающий помещение восстанавливаемой детали и растворимого анода в электролитическую ячейку, подключение их к источнику тока плотностью более 1 кА/дм², прокачку через электролитическую ячейку электролита, содержащего соль двухвалентного железа, соляную кислоту, а также твердые дисперсные частицы размером 100-300 мкм, при скорости гетерофазного потока 9-11 м/с, охарактеризованный в RU 2503751 С2, публ. 10.01.2014 [2]. В состав которого дополнительно включены крупные твердые дисперсные частицы размером 100-300 мкм с целью обеспечения активации поверхности за счет ее механической обработки в процессе электролиза и повышения производительности процесса за счет перемешивания раствора в приэлектродном слое и повышения предельной плотности тока. В процессе электролиза частицы такого размера не включаются в состав покрытия.

Недостатком этого способа является небольшая толщина гладких покрытий вследствие интенсивного протекания процесса образования дендритов при использовании электролита с дисперсными частицами при плотности катодного тока более 1 кА/дм².

Задача изобретения - обеспечение химической полировки поверхности в процессе электролиза за счет введения в состав электролита железнения серной кислоты концентрацией 1-3 г/л.

Технический результат - увеличение максимальной толщины гладких покрытий.

Технический результат достигается тем, что нанесение гальванических железных покрытий на стальные детали в проточном электролите включает помещение восстанавливаемой детали и растворимого анода в электролитическую ячейку, подключение их к источнику тока плотностью более 1 кА/дм², прокачку через электролитическую ячейку электролита, содержащего твердые дисперсные частицы размером 100-300 мкм, при скорости гетерофазного потока 9-11 м/с, при этом в электролит дополнительно вводят твердые дисперсные частицы размером 1-10 мкм и используют электролит, содержащий серную кислоту, при следующем соотношении компонентов, г/л:

железо хлористое FeCl₂⋅4H₂O	380-420
кислота соляная HCl	рН 0,8-1,0
кислота серная H₂SO₄	1-3.

Исследования по гальваническому железнению проводились в электролитах следующего состава:

Электролит №2 отличался от электролита №1 тем, что в него дополнительно вводят серную кислоту с концентрацией 1-3 г/л. В обоих случаях электролиз проводился при катодной плотности тока более 1 кА/дм² и скорости прокачки электролита через ячейку 9-11 м/с. При этом максимальная толщина гладких покрытий увеличивалась с 1,3±0,2 мм до 2,0±0,3 мм, а минимальная шероховатость R_z уменьшалась с 20 мкм до 10 мкм.

Проведенные исследования показали, что введение в проточный электролит железнения серной кислоты концентрацией 1-3 г/л позволяют получать более гладкие покрытия повышенной толщины.

Источники информации

1. Гурьянов Г.В. Электроосаждение износостойких композиций. Кишинев: Штиинца, 1986.

2. RU 2503751 С2, публ. 10.01.2014.

Способ нанесения гальванических железных покрытий на стальные детали в проточном электролите, включающий помещение восстанавливаемой детали и растворимого анода в электролитическую ячейку, подключение их к источнику тока плотностью более 1 кА/дм², прокачку через электролитическую ячейку электролита, содержащего твердые дисперсные частицы размером 100-300 мкм, при скорости гетерофазного потока 9-11 м/с, отличающийся тем, что в электролит дополнительно вводят твердые дисперсные частицы размером 1-10 мкм, при этом используют электролит, содержащий серную кислоту, при следующем соотношении компонентов, г/л:

железо хлористое FeCl₂⋅4H₂O	380-420
кислота соляная HCl	рН 0,8-1,0
кислота серная H₂SO₄	1-3

Изобретение относится к области гальванотехники. Способ включает получение цинк-наноалмазного электрохимического покрытия из цинкатного электролита, содержащего детонационные наноалмазы, при этом в качестве детонационных наноалмазов используют допированные бором детонационные наноалмазы с размером частиц 4-6 нм, покрытие осаждают из цинкатного электролита, содержащего, г/л: окись цинка 10-14, едкий натр 100-130, добавку Chemeta Al-DM 8-12 мл/л и детонационные наноалмазы, допированные бором, 0,5-10,0, при плотности тока 1-5 А/дм2 и перемешивании.

Установка для получения композиционных электролитических покрытий // 2680116

Изобретение относится к области гальванотехники, а именно: к способам получения композиционных электролитических покрытий. Установка содержит ванну с рабочими электродами, блоки электропитания, систему циркуляции электролита, насос и перфорированный трубопровод, при этом дно ванны выполнено в виде четырехгранного конуса и снабжено ультразвуковыми излучателями, а в качестве насоса для перекачки электролита-суспензии используется насос-гомогенизатор, при этом перфорированный трубопровод расположен над поверхностью ванны, а используемые аноды выполнены перфорированными.

Способ получения электрохимического композиционного никель-алмазного покрытия // 2676544

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, в ювелирной промышленности в качестве некорродирующей основы для золочения и серебрения и может конкурировать с хромовым электрохимическим покрытием.

Способ получения нанодвойникованной медной пленки, модифицированной графеном // 2675611

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения медных пленок с повышенными прочностными свойствами. Способ включает приготовление водного раствора сульфата меди с добавлением этилового спирта до концентрации 37,5-41,5 мл/л и последующим подкислением до значения pH не выше 1, приготовление суспензии графена, содержащей графит-графеновую смесь графеновой фракции с водным раствором полиакриловой кислоты в весовом соотношении вода/графит-графеновая смесь/раствор полиакриловой кислоты = 1/(6-8)·10-3/(6-6,5)·10-4, которую диспергируют в течение 15-20 минут, после чего диспергированную суспензию графена в количестве 0,1 г/л добавляют в сернокислый электролит, собирают ячейку с соотношением площади поверхности анода к площади поверхности катода, равным (10-15):1, и помещают электроды в сернокислый электролит, затем осуществляют осаждение меди при постоянном токе плотностью 0,4-0,5 А/см2 в течение 120-150 минут, после чего электроды осушают, а осажденную пленку отделяют от катода.

Способ электрохимического нанесения высоконаполненных композиционных хромовых покрытий с развитой структурой поверхности // 2664992

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях техники. Способ заключается в том, что покрытие осаждают из электролита, содержащего 200-300 г/л хромового ангидрида, 0,5-10 г/л серной кислоты и 1-50 г/л дисперсной фазы из ряда, включающего нитрид титана, нитрид бора и карбид вольфрама, с применением периодических импульсов катодного тока от 500 до 2000 А/дм2 с частотой от 0,005 Гц до 0,023 Гц и продолжительностью от 0,5 до 10 с, при этом в промежутке между импульсами осаждение проводят при плотности катодного тока в диапазоне от 40 до 70 А/дм2.

Способ изготовления алмазного инструмента на гальванической связке с повышенной износостойкостью, модифицированной углеродными нанотрубками // 2660434

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано при изготовлении алмазных инструментов. Способ включает крепление на рабочей части заготовки инструмента алмазных зерен и их заращивание гальванической связкой, при этом алмазные зерна заращивают никелевой гальванической связкой, причем в электролит никелирования добавляют с помощью ультразвукового диспергатора углеродные нанотрубки «Таунит» в виде порошка, при следующем соотношении компонентов, г/л: сульфат никеля (II) 250-260; хлорид никеля (II) 60-7; пероксоборная кислота 30-40; углеродные нанотрубки «Таунит» 0,1-0,15.

Способ получения электрохимического оксидноанодного алмазосодержащего покрытия алюминия и его сплавов // 2631374

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к анодированию поверхности алюминия и его сплавов, и может быть использовано в различных областях промышленности для увеличения коррозионной стойкости, микротвердости изделий с покрытиями и создания подслоя для лаков и красок.

Способ получения медных гальванических покрытий, модифицированных наночастицами электроэрозионной меди // 2612119

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для модификации медных гальванических покрытий. Способ включает введение в сульфатный электролит меднения наночастиц меди, полученных электроэрозионным диспергированием медных отходов, размерностью 2,5-100 нм с концентрацией до 0,1 г на 100 мл электролита.

Электролит-суспензия для получения износостойких покрытий на основе железа // 2610381

Изобретение относится к области порошковой гальванотехники, а именно: к материалам для получения композиционных гальванических покрытий, и может быть использовано для создания износостойких покрытий в условиях массового, серийного и единичного производства.

Модифицированный наноуглеродом электролит анодирования детали из алюминия или его сплава // 2607075

Изобретение относится к области гальванотехники и нанотехнологии. Электролит содержит серную кислоту, композицию «ЭКОМЕТ-А200» и порошок углеродного наноматериала «Таунит», введенный с помощью ультразвукового диспергатора, при этом он содержит компоненты при следующем соотношении, г/л: серная кислота 180-220, композиция «ЭКОМЕТ-А200» 26-28, углеродный наноматериал «Таунит» от 0,005 до менее 0,03.