Способ электрохимической обработки сплавов

Способ электрохимической обработки сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: электротехническая ювелирная и медицинская техника. Сущность изобретения: способ включает потенциостатическое анодное растворение серебра при потенциале, на 0,05-0,13 более отрицательном критического потенциала развития поверхности сплава, в течение 20- 40 мин в растворе нитрата калия или натрия. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ю|)5 С 25 F 3/02, 3/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ витию-щйныаИ

ЬИЬЛИОтаКА

)» О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

1 (21) 4792310/26 (22) 22.12,89 (46) 23.08.92. Бюл. N.. 31 (71) Воронежский государственный университет им, Ленинского комсомола (72) И. В. Анохина, А, В, Введенский и И. К. Маршаков (56) Авторское свидетельство СССР

|ч. 354007, кл. С 22 РЗ/00, С 23 С 17/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР

N 866004, кл. С 25 F 5/00, С 25 С1/00, 1980.

|У1аршаков И, К., Введенский А. В., Кондрашин B; tO., Боков Г. А. Анодное растворение и селективная коррозия сплавов.—

Воронеж, Изд-во ВГУ, 1988, с. 208.

Изобретение относится к электрохимической обработке материалов, в частности анодной обработки поверхности сплавов, и может быть использовано в электротехнической, электронной, химической промышленности,"ювелирной и медицинской технике для повышения устойчивости изделий из сплавов к воздействию агрессивных сред путем модификации поверхностного слоя сплавов.

Известен способ изменения состава и структуры поверхностного слоя металлического сплава, включающий нанесение на поверхность слоя полимера, избирательно растворяющего при нагреве заданные компоненты сплава, с последующим удалением полимерного покрьггия.

Однако подбор, подходящей полимер ной композиции, вступающей во взаимо,, Я „„1756391 А1

Гамбург ГО. Д., Лямина Л. И„Каратеева

В, И, Коррозия и защита серебра в атмосферах, содержащих сероводород. — Коррозия и защита от коррозии: Итоги науки и техники, 1975, т. 5, с, 110-115. (54) СПОСОБ ЗЛЕКТРОХИ|У1ИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ (57) Использование: электротехническая ювелирная и медицинская техника. Сущность изобретения; способ включает потенциостатическое айодное растворение серебра при потенциале, на 0,05 — 0,13 более отрицательном критического потенциала развития поверхности сплава, в течение 2040 мин в растворе нитрата калия или натрия.

2 табл. а действие с рядом полублагородных и благородных металлов (серебро, золото, палла- — з дий и прочие) весьма затруднен, Наиболее близким к предлагаемому по (Л технической сущности является способ злектрохимической обработки металлов, включающий их избирательное анодное растворение иэ спл а вов при- повышенной температуре.

Недостатками данного способа являются использование гальвайостатического режима травления, йсключающего контроль потенциала электрода в процессе анодной обработки, необходимость в дополнительной аппаратуре для йагрева раствора, а также образование на поверхности сплава при его нагревании-в водной среде слоя оксидов, что приводит к йавышению контактногб сопротивления пропусканию злектрическо1756391

15

30

ro тока и к отказам в работе контактно-штекерных устройств.

Цель изобретения — снижение контактного сопротивления сплава, Поставленная цель достигается тем, что при электрохимической обработке сплавов, преимущественно серебро-золото, включающей избирательное анодное растворение одного компойента сплава, проводят потенциостатйческое анодное растворение серебра при потенциале на 0,05-0,1 более отрицательном критического потенциала развития поверхности сплава в течение 2040 мин в растворе нитрата калия или натрия.

Критическим называется потенциал, с превышением которого начинается интенсивное -растравливание поверхности сплава, выражающееся в появлении в поверхностном слое микропористой структуры, сетки микротрещин, язв, питтингов, коррозионных каналов, туннелей и других локальных поражений, В результате этого процесса эксплуатационные качества изделий из сплава резко ухудшаются.

Сплав серебра с золотом или изделие из такого сплава помещают в электролитическую ванну, заполненную нитратным электролитом и потенциостатически анодно поляризуют, в результате чего поверхностная концентрация золота возрастает и стойкость сплава к сульфидному потускнению увеличивается. В целях противокоррозионной защиты используют явления избирательного растворения компонентов сплава, приводящего к формированию поверхностного слоя сплава измененного химического состава, В таком слое, как правило, преобладает электрохимически положительный, более благородный компоненты, В частности, при анодной обработке серебряно-золотых сплавов в нитратной среде, растворяется только серебро, золото накапливается в поверхностном слое, а поверхность сплава не покрывается осадком плохо растворимых продуктов реакции.

Изобретение учитывает специфические особенности селективного растворения сплавов системы серебро-золото с повышенным содержанием серебра, Поверхностный слой сплава сохраняет морфологическую стабильность, пока потенциал растворения Е не превыситопределенное критическое значение Екр. При

E>F„> поверхность сплава развивается(растравливается) и коррозионная стойкость при последующей эксплуатации снижается, Поэтому анодную обработку в нитратом электролите необходимо осуществлять потенциостатически, поддерживая потенциал

Е на 0,05 — 0,1 В отрицательнее Екр, величина которого в данной среде должна быть определена заранее. Критический потенциал определяют по форме квазистационарной анодной потенциостатической кривой сплава, Достижению Е р отвечает резкое увеличение силы тока íà l,E-зависимости, Значения Е р для сплавов системы Ag —.Ац в

0,1 M КИОз сведены в табл. 1.

Длительность анодной обработки сплава должна быть не менее 20 мин,в противном случае эффект обогащения поверхностного слоя сплава золотом слабо выражен. Такой слой неустойчив, склонен к реорганизации. С другой стороны спустя

40 мин после начала поляризации парциальный ток растворения серебра, постепенно снижаясь, достигает пренебрежимо малых, фоновых значений. Соответственно увеличение длительности анодной обработки сплава свыше 40 мин нецелесообразно, поскольку толщина обогащенного золотом слоя и концентрация компонентов в нем стабилизируются и далее практически не меня ются.

После завершения обработки извлекают электрод из ячейки, промывают поверхность дистиллированной водой, высушивают и определяют на воздухе контактное переходное сопротивление постоянному току R пары образец сплава— нержавеющая сталь (полированная сфера) при помощи моста M0 — 61. Во всех случаях усилие прижима контактов составляет 980

Н., а измерение контактного сопротивления осуществляют в нескольких точках образца (не менее 10) с последующим усреднением..

Оценивают контактное сопротивление R< образца до ускоренных коррозионных испытаний на сульфидное потускнение, и после таких испытаний — и, после чего определяют величину hR=.R> — Rz. Измерение контактного сопротивления является стандартной процедурой для характеристики материалов, используемых в электроконтактных и штекерных устройствах, Пример 1. Предварительную анодную потенциостатическую -обработку сплавов, содержащих 4 и 15 ат. 7, золота вели в водном растворе нитрата калия (0,1 моль/л).

Продолжительность обработки при всех потенциалах, указанных в табл. 2, составляет

40 мин, Последующие коррозионные испытания проводили в течение 3,5 ч в растворе сульфида натрия (0,2 моль/л, pHnr9) при

25 C. Определяют изменение переходного сопротивления ЬЯ образцов до и после испытаний на сульфидное потускнение. Вид1756391

Таблица 1.Таблица 2 но, что в отсутствии анодной обработки сульфидизация поверхности столь интенсивна, что контактное сопротивление вообще не удается измерить и hR .

Потенциостатическая анодная модифика- 5 ция поверхности при Е<Е<р заметно снижает hR. Если же обработка сплава проводится при Е>Е р, ее положительное действие исчезает, Анодная обработка сплавов, провеуенная по известному спосо- 10 бу (l=0,1 А/дм; t=95 Ñ; 3% НИОз). также приводит к резкому увеличению контактного сопротивления.

Пример 2. Сплавы серебро золото, содержащие 8; 15; 30; 40; 50; 60 и 80 а т.% 15 золота, в течение 40 мин поляриэовали в растворе нитрата калия (0,1 моль/л), поддерживая потенциал сплавов на 0,1 В отри- . цательнее соответствующего критического значения, приведенного в табл. 1. Коррози- 20 онные испытания проводят в растворе сульфида натрия (0,2 моль/л, рН 9) в течение

1,5 ч. Положительное противокоррозионное действие предварительной анодной обработки, выраженное в заметном снижении 25

hR, наблюдается у всех серебряно-золотых сплавов в широком диапазоне концентраций серебра.

Таким образом, предлагаемый способ является эффективным средством предупреждения сульфидной коррозии серебрянозолотых сплавов. При этом в значительной степени замедляется образование плохопроводящей пленки продукта корроэии— сульфида серебра и снижается контактное электросопротивление. В результате обеспечивается надежная работа контактноштекерных устройств, сохраняется хороший внешний вид изделий, высокая отражательная способность и блеск полированных поверхностей.

Формула изобретения

Способ электрохимической обработки сплавов, преимущественно серебро-золото, включающий избирательное анодное растворение одного компонента сплава, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения контактного сопротивления, проводят потенциостатическое анодное растворение серебра при потенциале, на 0,05 — 0,1 В более отрицательном критическогопотенциала развития поверхности cnnisa, в течение 20—

40 мин в растворе нитрата калия или натрия,