Электролит для осаждения сплава железо-никель

Электролит для осаждения сплава железо-никель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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