Водный электролит для осаждения сплава железо-марганец

Водный электролит для осаждения сплава железо-марганец

Реферат

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

Известен электролит для осаждения сплава железо-марганец, содержащий хлориды железа, марганца и алюминия [ Поветкин В.В., Жихарев А.И., Жихарева И.Г., Захаров М.С. // Электрохимия. - 1974. - Т. 10. - №3. - С.446-448] . Из указанного электролита формируются покрытия с низкой твердостью (380-460 МПа) и невысокими износостойкостью (0,0038-0,0042 кг/м²·ч) и коррозионной стойкостью (0,22-0,26 кг/м²·ч). Коррозионная стойкость определялась в 0,1 Н растворе серной кислоты в течение 58 часов, а скорость износа в условиях сухого трения по контртелу из чугуна после 20 часов испытаний.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является приготовление водного электролита, позволяющего осаждать твердые, стойкие к износу и коррозии покрытия сплавом железо-марганец, предназначенные для восстановления изношенных деталей машин.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в улучшении свойств и качества покрытий.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном водном электролите для осаждения сплава железо-марганец, содержащем хлористое железо, хлористый марганец и хлористый алюминий, особенностью является то, что он дополнительно содержит комплексообразователь трилон Б (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты), йодистый калий и йод при следующем соотношении компонентов, г/л: хлористое железо - 350-450, хлористый марганец - 35-45, хлористый алюминий - 30-50, йодистый калий - 20-30, трилон Б - 5-15, йод - 10-20.

Дополнительное введение трилона Б связывает образующиеся в процессе электролиза ионы трехвалентного железа в очень прочные трилонатные комплексы (lgβ _Fe ⁺²/_ЭДТА=25,1), что снижает окисляемость растворов и улучшает стабильность электролита.

Йодид калия в электролите повышает электропроводность и ингибирует процесс осаждения сплава, способствуя тем самым повышению применяемых плотностей тока.

Введение йода в электролит измельчает структуру получаемых осадков, увеличивает твердость, износостойкость покрытий и прочность их сцепления с основой.

Водный электролит готовят растворением в отдельных порциях дистиллированной воды хлористого железа, хлористого марганца и трилона Б. Одну часть раствора трилона Б добавляют при перемешивании в раствор хлористого железа, а другую - в раствор хлористого марганца. Смеси растворов оставляют на 10-15 минут до полного комплексообразования, а затем медленно при непрерывном помешивании к раствору комплексоната железа добавляют раствор комплексоната марганца. К полученной смеси последовательно добавляют растворы хлористого алюминия, йодистого калия и йода.

Процесс осаждения проводят при рН электролита 0,5-1,5, катодной плотности тока 10,0-30,0 А/дм² и температуре 30-40° С при непрерывном помешивании с использованием железных анодов.

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

Твердость и коррозионная стойкость получаемых покрытий из предлагаемого электролита увеличивается на 15-20% и на 20-35% соответственно по сравнению с осадками сплава железо-марганец, полученными из известного электролита. Износостойкость осадков сплава, полученных из предлагаемого электролита в 1,5-2,0 раза выше, чем осажденных из известного.

Использование предлагаемого электролита позволяет осаждать прочно сцепленные со стальной подложкой покрытия, которые не отслаиваются от основы после нагрева при 250° С в течение 1 ч и последующего резкого охлаждения.

Таблица
№п/п	Компоненты электролита, г/л и результаты исследований	Состав по примерам
		1	2	3
1.	Хлористое железо	350,0	400,0	450,0
2.	Хлористый марганец	35,0	40,0	45,0
3.	Хлористый алюминий	30,0	40,0	50,0
4.	Йодистый калий	20,0	25,0	30,0
5.	Иод	10,0	15,0	20,0
6.	Трилон Б	5,0	10,0	15,0
7.	Плотность тока, А/дм2	10,0	20,0	30,0
8.	Температура,° С	30,0	35,0	40,0
9.	рН	0,5	1,0	1.5
10.	Содержание марганца в осадках	0,6	1,4	2,1
11.	Выход по току	84,0	91,0	96,0
12.	Микротвердость, кг/мм2	690	700	705
13.	Скорость коррозии, г/м2·ч	0,19	0,18	0,12
14.	Скорость износа, кг/м2·ч	0,0021	0,0023	0,0025
15.	Внешний вид покрытий	светлое	светло-серый	темно-серый

Водный электролит для осаждения сплава железо-марганец, содержащий хлористое железо, хлористый марганец и хлористый алюминий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит комплексообразователь трилон Б, йодистый калий и йод при следующем соотношении компонентов, г/л:

Хлористое железо 350-450

Хлористый марганец 35-45

Хлористый алюминий 30-50

Трилон Б 5-15

Йодистый калий 20-30

Йод 10-20