Электролит для нанесения покрытий на основе хрома

Союз Советских Сцивлистичесиих Республик(22) Заявлено 180578(21) 2617231/22-02С ПРИСОЕДННЕНИЕЮ ЗаЯВКИ Йо(51)М. (л.2 С 25 Р 3/56 Государственный комитет СССР по деяам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения М,А. Шлугер, С. Файзулин, В.К. Квятковская, Л,Д. Ток,Л.С. Москвин, Н.С. Ионычева Т,М, Мантороваи В.И. Игнатьев Московский вечерний металлургический институти Производственное объединение ИЛЯ(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИИ 190-250 2,5-4,0 Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению сплавов хром- молибден-ванадий.Известен электролит для нанесения покрытий на основе хрома, содержащий хромовый ангидрид, серную кислоту и молибдат-ионы, например молибдат натрия (1.Основным недостатком этого электролита является низкий выход по току (12-15), Кроме того, получаемые покрытия обладают высокими внутренними напряжениями (до 40 кг/мм 2), что обусловлено низкой пластичностью, и практически не пригодны для работы в условиях ударных нагрузок (происходит скалывание покрытия) .Цель изобретения - повышение выхода по току и физико-механических свойств покрытий за счет образования сплава хром-молибден-ванадий.Указанная цель достигается тем, что электролит дополнительно содержит ванадиевую кислоту, а в качестве источника.молибдат-ионов-молибденовую кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л:Хромовый ангидридСерная кислота МопибденоваяКИСЛОТа 10-28Банадиеваякислота 5,0-30.Процесс Осаждения рекомендуютпроводить при рН 0,3-0,5, температуре 50-70 С и плотности тока1 50 р/дм 2КОнцентрация хрОмОвого ангидри О да 190-250 г/л и серной кислоты 2,54,0 г/л (сООтношение компонентов)соответствует максимальному выходупо току в области. получения блестящих осадков. При концентрации мо либденовой кислоты менее 10 г/л иванадиевой кислоты менее 5 г/лмолибден и ванадий не включаютсяв покрытие. Концентрация молибденовой и ванадиевой кислот 28 и 30 г/л 20 соответственно отвечают пределу растворимости этих кислот в растворехромового ангидрида.При температуре ниже 50 С и плотности тока выше 150 А/дм резко воз растают внутренние напряжения в покрытии, кроме того не представляется возможным получать блестящие осадки сплава и снижается содержаниелегирующих компонентов в покрытии.30 При температуре выше 70 С и плот711181 Таблица ромовый ангидрид,ерная кислота, г/л 2,Молибденовая кислог/л ности тока ниже 40 А/дм снижается выход по току и образуются серые, некачественные покрытия.Изменяя состав электролита и режимы электролиза в укаэанных пределах, можно получать блестящие покрытия с выходом по току 25-28, Содержание ванадия в покрытии 0,08-0,1. Увеличение в электролите концентрации ванадиевой кислоты приводит к увеличению в покрытии содержания молибдена. Так, при электроосаждении без ванадиевой кислоты наличие молибдена восадке составляет не более 1, При электроосаждении в присутствии .ванадиевой кислоты 5-30 г/л содержание молибдена в осадке изменяет ся от 1,9 до 3,1 соответственно.Прочность сцепления йолучаемых покрытий определяется методом многократного изгиба образцов при толщине покрытия 50 мкм, Испытания про" 2 О водятся на медной и стальной основе. При многократном изгибе до излома отслаивание покрытия не происходит, что указывает на прочное сцепление с основой. 25Микротвердость получаемых покрытий изменяется в зависимости от ре.жимов электроосаждения от 600 до 1100 кг/мм.Внутренние напряжения, измерен. ные методом растяжения-сжатия ленточного катода, составляют 7- 11 кгс/см"(внутренние напряжения для сплава хром-молибден составляют 30- 40 кгс/см.Износостойкость определяют на машине СМЦпри рабочей поверхности ,образца 12,5 см, скорости вращения 200 об/мин длине пути 30000 му в качестве контртела используют сталь 30 хГсА. при этих режимах ис Опытаний износ составляет 9-14 мг, что на 35-40 меньше, чем для покрытия хром-молибден.Полученные покрытия обладают высокой пластичностью и высокой износостойкостью. При толщине слоявыше 15 мкм покрытие беспористое.Коррозионную стойкость определяют ускоренным методом в 3-ном растворе хлористого натрия на потенциостате П, Для сплава хром-молибденванадий коррозионная стойкость несколько выше, чем для сплава хроммолибденТак, при потенциале + 0,5 Вкоррозионный ток для сплава хроммолибден-ванадий равен 0,01 мА/дмдля сплава хром-молибден - 0,4 мА/дмСкорость осаждения покрытия в зависимости от режимов электролиза составляет 0,6-2 мкм/мин. Состав электролита практически не оказываетвлияния на скорость осажденияГладкие качественные осадки получают дотолщины покрытия 300 мкм,Рассеивающую способность электролита определяют методом разрезного катода. В зависимости от. температуры электроосаждения рассеивающая способность изменяется от50 до 70, при этом состав электролита не оказывает влияния нарассеивающую способность,Агрессивность электролита определяют при 20, 50 и 70 С в зависимости от температуры и концентрации ванадиевой кислоты.При 20 С агрессивность составляет 0,0008 мг/см ч,при 50 С - О, 0019 мг/см ч,при 70 С00024 мг/см ч.Предлагаемый электролит готовятследующим образом.Хромовый ангидрид растворяют вводе и добавляют в необходимом количестве серную кислоту. Полученныйраствор нагревают до 70-80 С и добавляют расчетное количество молибденовой кислоты. Затем при перемешивании вводят малыми порциямиванадиевую кислоту до полного растворения.Электролит действует как саморегулирующийся по легирующим добавкам,Для этого добавляют молибденовуюи ванадиевую кислоты в избытке,т. е. более 28 и 30 г/л соответственно. Осадок указанных кислот,находящийся на дне ванны, не оказывает влияния на процесс электроосаждения и свойства получаемых покрытий,Результаты электролиза при разныхсоставах электролита и режимах представлены в таблице.Продолжение таблицы Ванадиевая кислота,г/л го 30 Температура, цС 50 7 О Плотность тока,ь/дм 40 150 Продолжительность,мин 30 30 30 26 Выход по току, В 25 28 Толщина покрытия,мкм 46 96 Микротвердость,кг/мм 850 1100 Внутренние напряжения,кгс/см9,3 7,0 10,1 Величина износа,мк 12,2 9,0 0,1 0,1 0,1 Содержание ванадия и молибдена в сплаве, % 2,1 3,1 Рассеивающая способность,З 60 70 Яагрессивность, мг/см чВнешний вид покрытия 0,0024 0,0024 Блестящее, беспористое формула изобретения Составитель В. БобокРедактор Р. К авченко Тех Э.Чужик . Ко екто М. Вигила Заказ 8604/20 Тираж 698 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва ЖРа ская наб, . 4 5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, улПроектная, 4 Таким образом, предлагаемый электролит позволяет получать блестящие, практически беспористые покрытия с высокими эксплуатационными свойствами (в частности, покрытия обладают повышенной износостойкостью в . условиях ударных нагрузок) . Электролит для нанесения покрытий на основе хрома, содержащий хромовый ангидрид, серную кислоту и молибдат-ионы, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода по току и физико-меха" нических свойств покрытий за счетобразования сплава хром-молибденванадий, он дополнительно содержитванадиевую кислоту, а в качествеисточника молибдат-ионов - молибденовую кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л:хромовый ангидрид 190-250Серная кислота 2,5-4,0Молибденоваякислота 10-28Ванадиеваякислота 5,0-30.Источники информации,прин.ятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии Р 49-40774,кл. 12 л 232, 1974.