Электролит для осаждения сплава железо-хром

Электролит для осаждения сплава железо-хром

Реферат

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению сплава железо-хром.

Известен электролит для осаждения сплава железо-хром, содержащий сернокислые соли хрома, железа и аммония, трилон Б и борную кислоту [Ефимов Е.А., Черных В.В. // Защита металлов. - 1992. - Т.28. №3. - С.481-485]. Однако из данного электролита осаждаются покрытия с малым выходом сплава по току (6-24%) и с низкой коррозионной стойкостью (0,15-0,20 г/м²·ч).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение гальванических покрытий с улучшенными свойствами.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в улучшении качества покрытий за счет увеличения выхода сплава по току и повышения коррозионной стойкости покрытий.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном электролите для осаждения сплава железо-хром, содержащем сернокислое железо, сернокислый хром, соединение аммония, комплексообразователь трилон Б (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) и дистиллированную воду, особенностью является то, что он дополнительно содержит сернокислый алюминий, аскорбиновую кислоту и сорбит, а в качестве соединения аммония он содержит уксуснокислый аммоний при следующем соотношении компонентов, г/л: сернокислое железо - 30-50, сернокислый хром - 60-80, уксуснокислый аммоний - 50-60, трилон Б - 40-50, сернокислый алюминий - 40-50, аскорбиновая кислота - 20-30, сорбит - 3-5, дистиллированная вода - до рабочего объема.

Дополнительное введение сернокислого алюминия способствует увеличению электропроводности раствора электролита и его буферных свойств, а также улучшает равномерность распределения металла на катоде.

Аскорбиновая кислота ингибирует процесс окисления ионов двухвалентного железа кислородом и препятствует накоплению в электролите трехвалентного железа и продуктов его гидролиза, которые ухудшают качество покрытий и снижают выход сплава по току. Добавка этой кислоты стабилизирует состав электролита и повышает его устойчивость в процессе электролиза.

Сорбит, адсорбируясь на катоде, увеличивает катодную поляризацию при выделении железа, измельчает структуру и улучшает качество покрытий, снижая в них уровень внутренних напряжений.

Замена сернокислого аммония на уксуснокислый повышает буферные свойства и стабильность электролита, а также равномерность распределения металла на катоде.

Электролит готовят растворением в отдельных порциях дистиллированной воды сернокислого железа, сернокислого хрома и трилона Б. Одну часть раствора трилона Б добавляют при перемешивании в раствор сернокислого железа, а - другую в раствор сернокислого хрома. Смеси растворов оставляют на 10-15 минут для полного комплексообразования, а затем медленно при непрерывном перемешивании к раствору комплексоната железа добавляют раствор комплексоната хрома. К полученной смеси последовательно добавляют уксуснокислый аммоний, сернокислый алюминий, водные растворы аскорбиновой кислоты и сорбита и доводят объем электролита до рабочего водой.

Электроосаждение покрытий ведут при катодной плотности тока 10 - 50 А/дм², при температуре 20-25° С, рН 1,5-3, при непрерывном перемешивании с использованием растворимых анодов.

Конкретные примеры использования электролита и некоторые свойства покрытий приведены в таблице.

Выход сплава по току из предлагаемого электролита увеличивается на 20-25% по сравнению с известным электролитом.

Скорость коррозии покрытий, полученных из заявляемого электролита в 1,5-2,0 раза меньше, чем и известного электролита.

Использование предлагаемого электролита позволяет осаждать светлые блестящие покрытия с низким уровнем внутренних напряжений (0,08-0,12 гПа). Осадки имеют хорошее сцепление с основой и не отслаиваются от основы после нагрева при 250° С в течение часа и последующего резкого охлаждения.

Таблица
Компоненты электролита, г/л и результаты исследований	Состав по примерам
1	2	3
Сернокислое железо	30	40	50
Сернокислый хром	60	70	80
Уксуснокислый аммоний	50	55	60
Трилон Б	40	45	50
Сернокислый алюминий	40	45	50
Аскорбиновая кислота	20	25	30
Сорбит	3	4	5
Плотность тока, А/дм2	10	30	50
Температура, ° С	20	35	50
рН	1,5	2,5	3,5
Перемешивание, об/мин	60	60	60
Выход по току, %	15	32	39
Содержание хрома, %	14	23	26
Скорость коррозии, г/м2·ч	0,11	0,09	0,04
Внешний вид покрытий	Светло-серые блестящие	Светлые блестящие	Светлые полублестящие

Электролит для осаждения сплава железо-хром, содержащий серно-кислое железо, серно-кислый хром, соль аммония, комплексообразователь трилон Б и дистиллированную воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит серно-кислый алюминий, аскорбиновую кислоту и сорбит, а в качестве соли аммония он содержит уксусно-кислый аммоний при следующем соотношении компонентов, г/л:

серно-кислое железо 30-50

серно-кислый хром 60-80

уксусно-кислый аммоний 50-60

трилон Б 40-50

серно-кислый алюминий 40-50

аскорбиновая кислота 20-30

сорбит 3-5

дистиллированная вода до рабочего объема.