Электролит для осаждения покрытий на основе свинца

Электролит для осаждения покрытий на основе свинца

Реферат

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электрохимическому осаждению покрытий сплавом свинец-кобальт-бор, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

В настоящее время в современном производстве все большую роль играют химические и электрохимические процессы нанесения покрытий, придающие высокие функциональные свойства, в частности такие покрытия, которые сочетали бы антикоррозионную защиту материалов с железной основой с высокими антифрикционными свойствами.

Известны технические решения композиционных покрытий на основе свинца из электролитов, содержащих олово, свинец, таллий, серебро, висмут и т.д. (Электролитические сплавы / Под ред. Н.П.Федотьева. М.: Машгиз. 1962, с.119-153), позволяющие осаждать покрытия с высокими антифрикционными характеристиками. Существенными недостатками вышеприведенных покрытий является недостаточно высокая твердость, что препятствует их широкому применению в промышленности.

Из уровня техники известны технические решения по соосаждению композиционных покрытий на основе кобальта и никеля с бором (авт.св. ССС № 521359, 1976 г.; авт.св. СССР № 527488, 1976; патент США № 2990286. кл. 117-130, опубл. 27.06.61), позволяющие получать покрытия с высокой твердостью.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является электролит, содержащий следующие соотношения компонентов, г/л:

Борфтористоводородный свинец	0,01-5
Борфтористоводородный кобальт	100-500
Полиэтиленамин	0,01-5
Бензолсульфокислота	0,01-5

(Авт. св-во СССР № 486080, 1975 г.)

Покрытия, получаемые по этому техническому решению, обладают хорошей износостойкостью, но не обладают достаточно высокой твердостью, что препятствует их широкому применению в промышленности.

Целью настоящего изобретения является получение такого композиционного покрытия, которое бы сочетало высокую твердость металла бор-покрытий с низкой истираемостью сплавов на основе свинца.

Поставленная цель достигается тем, что в состав известного технического решения (авт.св. СССР № 486080, 1975 г.) вводятся борановые комплексы деметиламиноборана /(CH)₂NHBH₉/ или диэтиламиноборана /(CH)₂NHBH₉/ при следующем содержании коипонентов, г/л:

Борфтористоводородный свинец	0,1-5,0
Борфтористоводородный кобальт	100-500
Полиэтиленамин	0,01-5
Бензолсульфокислота	0,01-5
Диэтиламиноборан или
диметиламиноборан	0,5-1,5

Режимы электролиза: рН 5, катодная плотность тока 1-5 А/дм² при температуре 15-25°С. Анодом является кобальт.

Электролит готовят следующим образом. Концентрированную плавиковую кислоту насыщают порошкообразной борной кислотой. В полученной борфторстоводородной углекислоте растворяют уксуснокислый свинец и кобальт. Раствор прорабатывают в течение 5 часов при катодной плотности тока 1-4 А/дм². Затем в полученный электролит вводят диметиламиноборан либо диэтиламиноборан.

Для получения сравнительных свойств по свойствам покрытий из предлагаемого технического решения и известно были приготовлены 4 электролита. Составы электролитов и данные по свойствам покрытий приведены в табл.1 и табл.2.

Таблица 1
Состав и характеристики электролитов	Концентрация компонентов в электролите, (г/л)
1	2	3	4 (известный)
Борфтористоводородный свинец	1,0	2,5	5	1,0
Борфтористоводородный кобальт	100	250	500	200
Бензолсульфокислота	0,1	2,5	5	0,32
Полиэтиленамин	0,01	2,5	5	0,02
Диметиламиноборан или диэтиламиноборан	1,0	1,5	0,5	-
Плотность тока, А/дм2	1,0	2,0	4,5	2,0
рН				0,5
Температура, °С	20	20	20	20

Таблица 2
Показатели	Номер электролита	Известный
1	2	3
Микротвердость, кГ/мм2	515	630	385	230
Износостойкость*	2,0	1,1	2,8	3,4
Состав сплава, % (по массе):
свинец	71,5	65,7	61,7	70
кобальт	27,3	31,5	37,6	30
бор	1,2	2,8	0,7	-
* Износостойкость определили отношением износа испытуемого образца к износу эталона - стали 40ХНМА при нагрузке 10 кГ.

Как видно из приведенных данных, получаемое покрытие обладает большой твердостью и сопротивлением к механическому износу.

Электролит для осаждения покрытий на основе свинца, содержащий борфтористоводородные соли свинца и кобальта, полиэтиламин, бензол-сульфокислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит диэтиламиноборан или диметиламиноборан при следующем содержании компонентов, г/л:

Борфтористоводородный свинец	0,1-5,0
Борфтористоводородный кобальт	100-500
Полиэтиленамин	0,01-5,0
Бензолсульфокислота	0,01-5,0
Диэтиламиноборан или
диметиламиноборан	0,5-1,5