Электролит для осаждения покрытий из сплава цинк-кадмий

( 9) 5 03/5 5)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ЭЛЕКТР КРЫТИЙ ИЗ (57) Сущност сернокислый кадмий 1,0 - 5 30; серноки кислоту 7 - 10 ОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОСПЛАВА ЦИНК-КАДМИЙ ь: электролит содержит (г/л): цинк 250 - 300; сернокислый 0; сернокислый алюминий 10- слый натрий 50-100; борную индигозоль 0,01 - 0,5. 1 табл.(71) Московский вечерний металлургический институт(56) Итоги науки и техники, т. 16, М.: ВИНИТИ, 1980, с. 79-80. Изобретение относится к гальваностегии, в частности к получению. покрытий из сплава цинк-кадмий, и может найти применение в машиностроительной, автомобильной, авиационной, нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности для защиты изделий от атмосферной коррозии,Известен электролит для осаждения покрытий иэ сплава цинк-кадмий, предусматривающий использование состава с низкой концентрацией сульфата кадмия, в частности, содержащий сульфат кадмия, сульфат цинка, серную кислоту.Основной недостаток электролита состоит в его высокой агрессивности, а также в низкой коррозионной стойкости и пла- . стичности получаемых покрытий.Наиболее близким к изобретению является электролит на основе сернокислых солей кадмия и цинка, содержащий сульфаты кадмия, цинка, алюминия и натрия, борную кислоту, декстрин, натриевую соль а -нафталинсульфокислоты, Электролит обладает достаточно хорошей рассеивающей способностью и позволяет получать покрытия с высокими антикоррозионными и механическими свойствами. Однако достичь столь высоких показателей удается исключительно за счет получения сплава с чрезвычайно высоким содержанием кадмия в покрытии, превышающим 50 - 60, что оказывается возможным при содержании сульфата кадмия 15 г/л.Таким образом, для получения покрытий, сочетающих в себе высокие антикоррозионные свойства и пластичность, требуется использовать электролиты с большим содержанием сернокислого кадмия.. Снижение же концентрации сернокислого кадмия в известных электролитах неизбежно приводит к уменьшению содержания кадмия в покрытии и, как следствие, сопровождается потерей их характерных свойств.Известно, что цинк-кадмиевые сплавы, полученные кристаллизацией из расплавленного состояния, относятся к двухфазн ым эвтектическим системам, В случае электролитического сплавообразования видимое образование твердого раствора не обнаруживается и металлы образуют между собой гетерогенную смесь. Поэтому коррозион ная стойкость покрытий на основе цинка с малым содержанием кадмия в указанных условиях невелика. Лишь при содержании10 15 20 25 30 35 40 ОНа ерхностно-актив- хорошо адсорбистущего осадка, нию и снижению Основы.в состав электро- ному улучшению ти и получению кадмия в покрытии до 60 его коррозионная стойкость становится равной стойкости покрытия из кадмия.В настоящее время неизвестны электролиты с низким содержанием солей кадмия, которые по свойствам получаемых из них покрытий приближались бы к цинк-кадмиевым, обеспечивающим получение покрытий с содержанием цинка 60-80.Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости и пластичности покрытий.Указанная цель достигается тем, что электролит для осаждения покрытий из сплава цинк - кадмий, содержащий сульфаты цинка, кадмия, алюминия, натрия, борную кислоту и поверхностно-активную добавку, в качестве поверхностно-активной добавки содержит индигозоль при следующем соотношении компонентов, г/л:Сульфат цинка 250-300 Сульфат кадмия 1,0 - 5,0 Сульфат алюминия 10-30 Сульфат натрия 50 - 100 Борная кислота 7 - 10 Индигозоль 0,01 - 0,5 Процесс осаждения ведут при температуре 20-25 С и плотности тока Д = 1-7 А/Дм,Электролит позволяет получать высоко- пластичные и коррозионно-стойкие покрытия при содержании кадмия в составе осадка не более 0,8-1,0.Укаэанный эффект достигается за счет введения в состав электролита индигозоля, присутствие которого способствует снижению внутренних напряжений и положительно отражается на улучшении таких свойств покрытия, как пластичность, лористость и коррозионная стойкость.Индигозоль представляет собой темное, порошкообразное вещество, принадлежащее к группе индигоидных красителей и выпускаемое химической промышленностью под торговой маркой "Индиго".Молекула индигозоля имеет структурную формулу у рНН- Д Проявляя высокие пов ные свойства, индигозоль руется на поверхности ра способствуя его выравнива наводороживания металла Введение индигозоля лита приводит к значитель рассеивающей способносболее мелкокристаллических покрытий, чему способствует сильная поляризуемость электрода и тенденция к смещению поляризационной кривой в область электроотрицательных значений.Адсорбируясь на поврехности растущего осадка, добавка проявляет селективность по отношению к компонентам, находящимся в объеме электролита, в частности, выступая в качестве барьерного слоя только по отношению к ионам кадмия, замедляя их скорость разряда и одновременно способствуя более равномерному и регулярному распределению кадмия в межузлиях кристаллической решетки. Таким образом, с точки зрения поверхностно-активных свойств, действие добавки оказывается эффективным только в том случае, если в электролите присутствуют ионы кадмия,В таблице представлены данные, показывающие, что в электролите цинкования без добавок ионов кадмия индигозоль практически не оказывает влияния на рассеивающую способность электролита и поляризацию электрода. Присутствие небольшого количества ионов кадмия в электролите приводит к резкому смещению потенциала электрода в область отрицательных значений и существенно улучшает равномерность распределения осаждаемого сплава на электроде. При этом концентрации компонентов, ответственных за достигаемый эффект, и получаемые при этом результаты следует считать оптимальными, так как увеличение концентрации индигозоля более 0,5 г/л не приводит к дальнейшему улучшению свойств покрытий. Снижение концентрации поверхностно-активной добавки до 0,01 г/л и меньше ухудшает пластичность осадков и сужает рабочий диапазон плотности тока, в котором осаждаются равномерные светлые осадки, Повышение концентрации сернокислого кадмия более 5,0 г/л в присутствии индигозоля практически не оказывает влияния на содержание кадмия в покрытии и нецелесообразно по экономическим соображениям, Кроме того, это не сообщает никаких дополнительных свойств получаемым покрытиям.При содержании сернокислого кадмия в электролите менее 1,0 г/л получаемые из него покрытия по своим свойствам приближаются к цинковым покрытиям со всеми присущими им недостатками.Покрытия, полученные из предлагаемого электролита, несмотря на низкое содержание кадмия в осадке, отличаются высокой пластичностью и коррозионной стойкостью,Сернокислый цинкСернокислый кадмийСернокислый алюминия20 Сернокислый натрийБорная кислотаИндигозоль е ее ге ее Состав электролитаг/л, и режимы е е2геге гггеее 3е гзоо 250 225 2252,51580 зоо5,0зо1 ОО Сернокислый цинкСернокислый каднийСернокислый алиминийСернокислый натрийНндисоЗОЯЬ250 2501,010 1 25 15 50 805,0зо100 10 50О,О 1720 О,О 172092 О,2 0,5 8 10 20 2091 91 Борная кислота Темлература 20 72020 91 91 Выход по току,в 90 90 Рассеивакщая способность, В 40,5230 404 403250 230 27 25 250 230 25 28 240 250 Никротвердость,кгс/ммз Наличие трещин приизгибе на 90 в 9 07 0,0 з з 26 . . 27 0,2 О,1 3 7 Коррозиониая стойкость, сут. 250,11 10 В Порнстость, пор/смз Плотность тока,д/дмз 0,53 0,73 Внутреннее напряжение,кгс/мма 20 22 22 27 28 2 В 2 В 30 27 Содержание кадмия 2 0,3 0,51 2,5Светлые Вмеиний видВ, Ом снаПластичность при скручивании, 2 Светла Равнонерные5 5 10 9 42 43 84 В 7 4 о еВп " Поляризационное сопротивление Составитель В.ЗабелинТехред М,Моргентал Корректор А.Осауленко Редактор М.Циткина Заказ 1046 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ. СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 что обусловлено особенностями структуры образующегося осадка, отличакщегося высокой степенью распределения кадмия в сплаве.Примеры, иллюстрирующие использование изобретения, представлены в таблице.Исследования рассеивающей способности проводили в щелевой ячейке Молера с разборным катодом, состоящим из латунных пластин,Микротвердость покрытия измеряли с помощью микротвердомера ПМТ-Зметодом статического вдавливания алмазной пирамидки массой 50 г.Пластичность покрытий оценивали по наличию трещин после изгиба пластины с нанесенным покрытием под углом 90 О,Внутренние напряжения измеряли методом деформации гибкого катода, а наводороживание основы определяли методом скручивания образцов на машине Ке 2. Коррозионные испытания проводили в . камере влажности с 3-ным раствором хлорида натрия при 20 ОС,5 Формула изобретенияЭлектролит для осаждения покрытий изсплава цинк - кадмий, содержащий сульфаты цинка, кадмия, алюминия и натрия, борную кислоту и поверхностно-активную 10 добавку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения коррозионной стойкости и пластичности покрытия, он в качестве поверхностно-активной добавки содержит индигозоль при следующем соотношении 15 компонентов, г/л: