Электролит хромирования

(51)5 С 25 О 3/О ЗОБРЕ ИЯ К АВТО МУ С ЕЛЬСТВ РОВАН ИЯ ектрохимическое ть изобретения: хромовый ангидота 0,5-2,0; техниете на фтор-ионы)ота 0,5-2,0; двуна ион четырехва; хромотроповая0,5-2,0 0,5-2,0 0,2-0,СО (л) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Одесский конструкторскоский институт по поршневым(56) Авторское свидетельство СМ 756893, кл. С 25 О 3/04, 197Авторское свидетельствоМт 1308648. кл, С 25 О 3/04, 19 Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению электролитических хромовых покрытий.В настоящее время широко применяются электролиты хромирования на основехромового ангидрида для нанесения защитных и износостойких покрытий на детали изчерных металлов.Цель изобретения - повышение контактной усталостной прочности хромированных деталей из черных металлов,Это достигается тем, что электролитхромирования, содержащий хромовый ангидрид, ион ЯО 4, фторсодержэщее соеди нение, карбоновую кислоту из группывключающей щавелевую, лимонную виннуЮ, дополнительно содержит ионы Т 1 ианион хромотроповой кислоты при следующем соотношении компонентов, г/л:хромовый ангидрид 150-250фторсодержащее соединение (веществоиз группы: ЗйаГ.А 1 ЕЗ,К 23 Е 6, Йа 251 Гб в пересчете на фтор-ион) 1 У 1951 Гг, 2.5-5,0 798385 А 1 ЛЕКТРОЛИТ ХРОМИ ( ) спользование: эл хромирование. Сущнос электролит содержит, г/л рид 150-250; серная кисл ческий криолит (в пересч 2,5-5,0; карбоновая кисл окись титана (в. пересчете лентного титана) 0,2-0,5 кислота 1,6-3,8. 1 табл,Т 1 5. анион хромотроповойкислоты 1,6-3,8 В процессе хромирования анион хромотроповой кислоты связывает в комплексы мешающие ходу процесса восстановления хрома на катоде трехвалентные ионы железа, а также осуществляет транспортировку ионов титана в виде комплекса из раствора к катоду, где в прикатодном слое происходит разложение комплекса и образующиеся ионы титана препятствуют проникновению атомарного водорода в покрытие и способствуют выделению Н 2 на катоде, что вызывает увеличение контактно-устэлостной прочности покрь 1 тия,Введение аниона хромотроповой кислоты способствует сохранению стабильности электролита и, предотвращает выпадение в осадок соединений титана.Совместное присутствие ионов Т 1 аниона хромотроповой кислоты обуславливает1,6-3,8ело - роли повышение контактно-усталостной прочности, что является проявлением нового свойства.Анализ технических решений в даннойобласти техники показал, что использование хромотроповой кислоты известно в аналитической химии, а также в текстильнойпромышленности в процессе окрашиваниятканей.Использование аниона хромотроповойкислоты в электролитах хромирования невыявлено.Использование четырехвалентного титана широко известйо в лакокрасочной промышленности в качестве пигмента,использование четырехвалентного катионатитана в хромировании не выявлено.Использование аниона хромотроповойкислоты в сочетании с Т в электролитехромирования придает получаемому покрытию новое свойство - высокую контактноусталостную. прочность.Методика проведения испытаний наконтактно-усталостную прочность следующая,Испытания на контактную усталостнуюпрочность покрытия проводились на двухроликовой машине СМЦ, Образцами служили ролик с хромовым покрытием,нанесенным из предлагаемого электролита,содержащего, г/л:НгЗО 4 0,5-2,0хромовый ангидрид 150-250фторсодержэщеесоединение (в пересчете на фтор-ион) 2,5-5,0карбоновая кислота 0,5-2,0Т 0,2-0,5анион хромотроповойкислотыи состава-прототипа. Контртки из каленой стали,Режимы нанесения покрытия;плотность тока 35-55 А/дмгвремя хромирования 4,5-5,0 частолщина слоя хрома 280-300 мкмИспытуемый образец и контртело закрепляли во вращающихся центрах на параллельных осях с вращением впротивоположные стороны (скорость 4,18м/се к).В этом случае за каждый оборот образца его поверхность подвергается одномуциклу нагружения, Ролик и контртело прижимаются друг к другу с силой Р.При этом на поверхности контртела возникают нормальные контактные напряжения.%пах = 0,4 учать покрытие с повышенной контактно-у талостной прочностью. Состав 6, содержащий компоненть 1 в больших количествах,. чем заявляемое, проявляет нестабильность в работе.Таким образом, предлагаемое изобретение дает возможность изготавливать поршневые кольца, обладающие большей контактно-усталостной прочностью хромового покрытия, что приводит к увеличению срока их службы,Формула изобретения Электролит хромирования, включающий хромовый ангидрид, серную кислоту. фторсодержащее соединение и карбоновую кислоту, выбранную из группы, включающей щавелевую, лимонную и винную, о т л ич э ю щ и й с я тем, что, с целью повышения контактно-усталостной прочности покры 50 5 где О и д - диаметр ролика и контртела;Ь - длина контакта вдоль образующей;Е - приведенный модуль упругости,Меняя величину силы Р изменяют значение огпах В испытаниях фиксируют число10 циклов, после которого наступает поверхностное язвенное поражение хромового покрытия, Из этих точек в координатахнапряжение-число циклов строят кривые усталостной прочности на базе нескольких15 миллионов циклов и определяют предел выносливости,Зная усилия, воздействующие на образец, геометрические размеры образца. число циклов до разрушения, строили кривые20 усталости для различных образцов.П р и м е р, На поршневые кольца (дет.А 27.01,00,001)110 мм из ванны, содержащей электролит предлагаемого состава, наносят хромовое покрытие при следующем25 режиме:плотность тока 35-55 А/дмтемпература 55-60 Свремя хромирования 4,5-5,0 часСоставы, использованные для иллюст 30 рации предлагаемого изобретения, а такжеконтактно-усталостная прочность получаемых из этих составов покрытий приведеныв таблице 1.Из данных таблицы следует, что у по 35 крытия полученных из составов 2-4(по предлагаемому техническому решению)усталостно-контактная прочность увеличивается в 2,0-2,5 раза по сравнению с прототипом.40 Состав 5, содержащий компоненты вменьших количествах не позволяет полКонтакт- но-усталостная прочность,НПа Времяч Плотност ь тока, д/д Хром.ангидрид Двуокись титана в Толщи Серная кислот р соед.повая кисвая килота пересчетена метан пересче, те на анион По прототип 2 ОО оо,5 о 0 55 50 23 мый состав редлаг 0,5 1,О 209 5 Е 5,о 2 Е 55 4,Е 20 60 4,5. 30 150 5 оо 5 оо 5 оо 0,5 1,О 2,5 3,5 509 209 Запре ьные составы 1 О 40 55 5,0 0,52,0 0,5 Не удалось получить покрытиетребуемой вели"чины 250 " 2,5 5,0 2,5 5 5,0 30020,о 5 о Составитель С.МаевскаяРедактор А.Павловская Техред М.Моргентал Корректор М.Ткач каз 753 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035,Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 тий, он дополнительно содержит двуокись титана и хромотроповую кислоту, а в качестве фторсодержащего соединения, вещество. выбранное из группы: технический криолит, кремнефторид калия, кремнефторид натрия, кремнефторид магния, при следующем соотношении компонентов, г/л: нический криолит, кремнефторид калия, кремнефторид натрия,кремнефторид магния,в пересчете нафтор-ион)карбоновая кислотадвуокись титана (впересчете на ион четырехвалентноготитана)хромотроповаякислота