Электролит для осаждения покрытийиз сплава xpom-молибден

 

ОП ИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеез Советских

Социалистических

Республик (1836235 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28,08. 79 (21) 2838821/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 07.06. 81. бюллетень ¹21

Дата опубликования описания 16.06.81 (51) М. Кл.

С 25 О 3/56

111вуАврствшшы» о <>

СССР

N 1шлам взебретени11. и еткрыти11 (8) УДК621.357. . 7: 669. 26 28 (088. 8) М.А.Шпугер, Ю.В.Поздеева, Л.Д.Ток, А.П.Любченко, и P.Е.Гимельфарб (72) Авторы изобретения

I, Московский вечерний металлургический институт и Харьковский завод транспортного машиностроения им. Малышева (71) Заявители (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТЫЗ

ИЗ СПЛАВА ХРОМ-МОЛИБДЕН

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению покрытий из сплава хром-молибден на стальные и медные изделия.

Известен электролит для осаждения покрытий из сплава хром-молибден, содержащий хромовый ангидрид, молибдат натрия и фторсодержащее:-. соединение, например кремнефтористоводородную кислоту Pl).

Однако известный электролит, недостаточно эффективен: осаждаются только матовые и полублестящие покры- тия с микротвердостью 450-700 кг/мм 15 внутренние напряжения (нзмеренные методом растяжения - сжатия ленточного катода) составляют 150-400 кг/мм, пористость - 10 плато/см, ycopposaонная стойкость, измеренная ускоренным методом в 37.- ном растворе хлори.стого нАтрия на потенциостате П-5827, составляет (по коррозионному току® при потенциале +0,5 В) 0,05 мА/дм

Кроме того, процесс осаждения ведут при высоких температурах (60 С ) и плотности. тока (60-70 А/дм ), что усложняет процесс, а также приводит к повышению агрессивности электролита (потеря веса стальных образцов при 20оС составляет 0,02 мг/см ч) и взаимодействию электролита с футеровкой ванны, что вызывает, с одной стороны, выход из строя оборудования, растравливание непокрываемых поверхностей деталей, с другой стороны,. при повышенных температурах снижается активность катализирующих ионов, в результате чего электролит становится нестабильным.

Целью изобретения является повышение качества покрытий и упрощение процесса осаждения.

Цель достигается тем, что в качестве фторсодержащего соединения электролит содержит фторид натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:

8362

Хромовый ингидрид 200-300

Молибдат натрия 50-90

Фторид.натрия. 10-12

Процесс осаждения рекомендуют проводить при температуре 20-30 С и плотности тока 3-10 А/дм .

Электролит готовят следующим образом.

Хромовый ангидрит растворяют в

Ъ воде и добавляют необходимое коли- 10 чество,молибдата натрия, который быстро растворяется при перемешивании раствора. Затем при перемешивании растворяют необходимое количество фторида натрия, рН раствора при 20 С 15

0 составляет 1,2-1,9.

Концентрация хромового ангидрида

200-300 и фторипа натрия 10-12 г/л соответствует максимальному выходу по току в области получения блестящих осадков сплава. Содержание фторида натрия ниже 10 и выше 12 г/л не позволяет получать блестящие покрытия, кроме того, повышение концентрации фторида натрия выше 12 г/л увеличивает агрессивность электролита. При концентрации молибдата натрия менее

50 г/л резко повышается нижний предел плотности тока (до 1О А/дм ) и уменьшается содержание молибдена в сплаве gp до сотых долей процента. Повышение концентрации молибдата натрия выше

90 г/л приводит к снижению выхода по току и ухудшению внешнего вида по крытия. 35

При плотности тока ниже 3 А/дм резко снижается выход по току, а при плотности тока выше 10 А/дм 2 покрытие становится некачественным (покрытия серые, ухудшается рассеивающая !о способность). Ведение процесса электроосаждения при температурах ниже

20 С незначительно увеличивает выход по току, но требует применения дорогостоящих холодильных агрегатов. Повы- 45 шение температуры выше ЗООС приводит к снижению выхода по току и ухудшению внешнего вида покрытий. Изменяя состав электролита и режимы электро- лиза в укаэанных пределах, можно по- 5р лучать блестящие покрытия с выходом по току до 177.

Результаты исследования, проведенные на микроаналиэаторе "Сотевах",, а также с помощью атомно-адсорбционно- 55 го и фотоколометрического анализов показывает, что содержание молибдена в осадке при введении молибдата нат35 4 рия от 50 до 90 г/л меняется соответственно от 0,5 до 1,67.

Прочность сцепления получаемых покрытий определяют методом многократного изгиба при толщине покрытия

0,5-10 мкм. При многократном изгибе до излома отслаивания покрытия не происходит, что указывает на прочное сцепление покрытия с основой (медь, сталь).

Пористость покрытия определяют методом ферроксильной пробы на стальной подложке. При толщине слоя 30 мкм покрытие практически беспористое.

Коррозионная стойкость покрштия превышает коррозионную стойкость покрытия, полученного из известного электролита, кОррозионный ток составляет 0,02 мА/дм 2. Микротвердость получаемых покрытий составляет 750, 900 кг/мм, внутренние напряжения—

2 !

00-15О кг/мм . Скорость осаждения покрытия составляет 0,3-3 мкм/ч.

Малая скорость осаждения является одной из отличительных положительных характеристик данного электролита, так как это дает возможность вести размерное осаждение сплава на малые толщины. При осаждении из данного электролита можно получать электролитические покрытия с точностью по толщине до долей микрона, что невозможйо из известных ранее электролитов, так как обычно малая скорость осаждения достигается уменьшением плотности тока, что приводит к ухудшению качества покрытия.или вообще к прекращению процесса из-за высокого нижнего предела допустимой плотности тока.

Рассеивающую способность электролита определяют методом разрезного катода, она составляет порядка 507..

Агрессивность электролита составляет

0,0010-0,0017 мг/смерч.

В табл. приведены составы 1, 2 и 3 предлагаемого электролита.

Таблица 1

Хромовый ангидрид 200 250 300

Молибдат натрия 50 75 90

Фторид натрия 10 1! 12

Режим и результаты электролиза представлены в табл. 2 °

836235

Таблица 2 рН

1,9 1,6 1,2

20 20, 20

10 3 6

Температура, Плотность тока, A/äì L

Продолжительность,мин 30 30 30

Толщина, мкм

l,5 0,7 1,2.Выход по току, 17 й.

Микротвердость, кг/мм 750 и

Внутренние напряжения, кг/мм 100

9,5 !2

900 950

135 150

Содержание молибдена в сплаве, %

0,5 0,9 1,6

45 50 52

0,0017 0,0012 0,0010

Рассеивающая способность, а

Агрессивность,кг/см, ч

Хромовый ингидрид

Молибдат натрия

Фторид натрия

200-300

50-90

10-12

Составитель В.Бобок

Редактор Т.Юрчикова Техред З.Фанта Корректор Ю.Макаренко

Заказ 2846 17 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, использование фторида натрия позволяет получать блестящие беспористые покрытия при комнатной температуре с высоким содер— жанием молибдена в сплаве, снизить нижний допустимый предел плотности

30 тока до 3 А/дм и вести размерное осаждение сплава на малые толщины.

Данный электролит может быть использован для размерного осаждения покрытий на мерительном инструменте, резьбовых деталях, для покрытия в колоколах и барабанах, а. также для защитно-декоративных целей в машиностроительной, приборостроитель40 ной, инструментальной и других отраслях промышленности.

Формула изобретения

Электролит для осаждения покрытий из сплава хром-молибден, содер- жащий хро»новый ангидрид, молибдат натрия и фторсодержащее соединение э. о т л .и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения-качества покрытий и упрощения процесса осаждения, в качестве фторсодержащего соединения( от содержит фторид натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

l. Shenoi В.А., Indira К.S. "Иеtall Fhinishing". 1965, т. 63, У 5, с. 56-59.