Способ электролитического воль-фрамирования

О П И С А Н И Е щ 819229ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.04.81 з С 25 О 3/66 С 25 0 51 О С 25 Р 3/56 Гасударственный камите аае изобретений(088.8) открыт 72) Авторы изобретения В Павловский, Н, П, Баркова, В, А. Резниченко и М. Х, Кадыров нститут металлургии им. А, А. Байкова(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГ ВОЛ ЬфРАМИ РОВАН ИЯсчет но н спла ве его те моам екИзобретение относится к области электролитического нанесения металлических покрытий из расплавов солей, в частности к области электролитического вольфрамирования,Известен способ электрол итич еского вольфрамирования из оксидных расплавов на основе окиси вольфрама и вольфраматов щелочных и щелочноземельных металлов 1) Наиболее близким к изобретению является способ электролитического вольфрамирования в расплаве, содержащем окись вольфрама, хлорид и фторид натрия, при температуре 840 - 920 и плотности тока 0,01 А смз 12),Недостатком известных способов вольфрамирования является то, что при нанесении покрытий на более электроотрицательные, чем вольфрам, металлы, например цирконий, гафний, титан, ниобий, а также на некоторые цветные металлы, например медь, кобальт, и сплавы черных металлов подложка сильно корродирует в расплаве, что препятствует получению высококачественных покрытий. Последние имеют слабую адгезию с основой, имеют трещины, сколы и высокую пористость,елью изобретения является уменьш ние коррозии основы и повышение качества покрытий.Указанная цель достигается затого, что на подложку предваритель аносят слой никель - вольфрамового ва с содержанием вольфрама 5 - 50% и погружают ее в расплав вольфрамирования под током, а сам процесс вольфрамирования дут с начальным толчком тока при катодной плотности 0,05 - 0,6 Л/см в чение 3 - 60 мин и последующим снижением тока до значения катодной плотности 0,005 - 0,05 Л/см.Слой никель - вольфрамового сплава жет быть нанесен любым известным способом, причем толщина его должна быть не менее 10 мкм при содержании вольфр а в сплаве 5 - 50%, Этот слой выполняет р ь барьера, защищающего подложку от во действия агрессивного расплава. Барье ный слой должен быть сплошным, так ка наличие в нем пористости и других деф тов может вызвать местную коррозию и снижение адгезии вольфрамового покрытия. Вместе с тем сам барьерный слой в незначительной степени может корродировать в хлоридно-фторидном расплаве вольфрамирования, поэтому необходимо подложку опускать в расплав вольфрамирования под током и давать начальный толчок тоТаблица 1 Состав электролита, режим электролиза и свойства барьерного слоя Состав электролита, г/л Свойства .) - Г - слоя (барьера) Ргл;и 1 электролиза" Скорость коррозии врэсилавс иольфрамировэиия, мм/мии Твер,достьио Вик- керсу Бисшиий внд иокры. ти 5)Хс с -С о Р: с с, с с с с 12 13 6 7 1 О 19 18 17 10 60 18 25 0)1 г 7 22,4 блестящееплотноемслкокристалличсское 108 0,002 13,2 630 3,6 87 82 200 200 8,5 8,5 90 90 24 50 0,1 0,1 33 320,1 9,9 62,5 50 62,5, 50 512 529 184 84 92 92 33,1 0,002 0,002 Си ге ф Скорость коррозии в расплаве вольфрамирования без барьерного слоя составляет длядля ниобия 0,1 мм/мин; для железа 6 - 7 мм/мин; причем непосредственное вольфрамированисвообще невозможно из-за интенсивной коррозии;51) Ковкость барьерного слоя во всех случаях: ири 25 - иековкое, при 1000 - ковкое. меди 5 мм/ми, меди и железа Таблица 2 Состав электролита, режим электролиза и свойства вольфрамового покрытия Свойства покрытия Состав электролита, %Режим электролиза ТолщинаВыходпопо току,кры- тпя Лдгезия покры. тия к барьеру, кг /1 Мг Отно. ситель. нос удлинениео/ С 5 а,с И 1 Л Ц Е с 2 ):-с,Плотность тока,А/см5 с й 1 -с с Содержани 1 151l, % Мик.ро- твер- дость Качество покрытия Т,Время,.консч.мин нач. 53,5 4193,2 93,2 99,999,93 250 100 блестящееплотноестолбчатаяструктура 930 98 в 1 930 98 в 00 880 98 в 1 0,020,015 480 425 25 25 0,050,1 15 15 60 60 О 50 99,9 442 88 9,9 3 О 015 25 0,25 35 15 60 ика во много раз превышающий рабочую плотность тока, что предотвращает коррозпо барьерного слоя за счет интенсивного осаждения и внедрения в кристаллическую решетку сплава металлидеского вольфра)а, Толщина слоя вольфрама на этой стадии должна Оыть цс менее 5 - 8 мкм, для чего достаточно высокую плотность тока поддерживать в течение 3 - 60 мин. Повь)- шать плотность тока более 0,6 А/см пежс 1 ательно из.за ВозмОкного соосакде)1 и 5 с .вольфрамом щелочного металла и уменьшения адгезии покрытия. К уменьшсцио адгезии приводит и уменьшение плотности тока (0,05 А/смПродолжительность толчка тока определяется конфигурацией изделия: для изделий простой конфигурации, плоскик и цилиндрических, она составляет 3 - 10 мцн, для сложнопрофилировапныс изделий 10 - 60 мин,Процесс вольфрамирования осуществляют в графитовом тигле с растворимым вольфрамовым анодом и созданием за 4щитной атмосферы для предотвращения окисления.Пример, Гокрытия наносились ца медцъс, иобиевыс и кслезныс стержни. Для 5 нанесения барьерного слоя использовалсяэлсктролитцческий способ осаждения никельвольфрамового сплава из водного раствора, содержащего сульфат никеля, клорид аммония, вольфрамат натрия и лимон цокислый натрий илц вольфрамат и сульфат аммония.Вольфрамировацис осуществляли в расплаве, содержащем Окись вольфрама, слолид н фторид натрия. Стержень опускался 16 в расплав под током и после толчка токаплотность тока снижалась до рабочего значения. После получения покрытий определяли 1210 адгезцю покрытия с основой, твердость, предел прочности на разрыв, плотность и скорость коррозии (для барьерного слоя) .Полученные результаты представлены в табл. 1 и 2.819229 Составитель Л. Казакова Техред А. Камышннкова Редактор Н, Ахмедова торре гор Л Орлова Заказ 2393 Изд, Лов 279 Тираж 712 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская, наб., д, 4/5Подписное Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома 51(ак видно из приведенных данных, изобретение обеспечивает получение плотных, блестящих, прочно сцепленных с подложкой вольфрамовых покрытий с высокими физико-механическими свойствами различной толщины, которые могут найти применение в различных отраслях народного хозяйства. Фор мул а изо бр етения Способ электролитического вольфрамирования в расплаве, содержащем окись вольфрама, хлорид и фторид нагрия, при температуре 800 - 1000 С, о т л н ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения коррозии покрываемых изделий и повышения качества покрытий, на изделие предварительно наносят слой никель - вольфрамового спла 6ва, содержащего 5 - 50 вольфрама, толщиной не менее 10 мкм и погружают егов расплав вольфрамирования под током,причем процесс ведут с начальным толчкомтока при его катодной плотности0,05 - 0,06 А/см в течение 3 - 60 мин и последующим снижением тока до значенияка.годной плотности 0,005 - 0,05 А/см.Источники информации,1 н принятые во внимание при экспертизе1. Барабашкин А. Н. и др. Получениепокрытий из тугоплавких металлов электрол изом расплавленных солей, Неорганические и органосиликатные покрытия. Л.,15 1-1 аука, 1975, с, 219 - 222.2. Балихин В. С, и Павловский В. А.0 нанесении вольфрамовых покрытий электролнзом. Цветные металлы, 1975,3,с. 70.