Электролит для хромирования титановых сплавов

СО 1 ОЗ СОВЕТСКИХвввввлввввввввввРЕСПУБЛИК 09) (1 И З 1511 С 25 0 3/04 1гОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 1(53) 621,357.7:669.268(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР У 850754, кл. С 25 Р 5/42, 1979.2. Патент Голландии Р 6511839, кл, С 23 Ь, опублик, 1966.(54)(57) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ХРОМИРОВАНИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ, подвергнутых пред" варительной гидридной обработке, содержащий хромовый ангидрид, серную кислоту и поверхностно-активное перфторорганическое соединение, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности сцепления хромо" вого покрытия и уменьшения уноса электролита, в качестве поверхностно-активного перфторорганического соединения он содержит соль щелочных металлов или аммония 4-трифторметил- -3,6-диоксаперфтороктансульфокислоты при следующем соотношении компонентов, г/л:Хромовый ангидрид 125-250Серная кислота 1,25-2,50Соль щелочных металлов или аммония4-трифторметил,6-диоксаперфтороктансульфокислоты О, 15-0,251114712Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому хромированию титановых сплавов,Известен способ нанесения хромовыхпокрытий на титан и его сплавы, включающий травление в смеси плавиковойи азотной кислот, последующую обработку в растворе, содержащем бихромат щелочного металла или аммония,плавиковую кислоту и силикат натрия, 10и хромирование в хромовокислом электролите 11.Недостатком укаэанного способа является сравнительно невысокая прочность сцепления хромового покрытия с 15титановой основой, многостадийностьпроцесса и значительный унос хромового электролита в процессе работыванны.Наиболее близким к изобретению является электролит хромирования, содержащий хромовый ангидрид, сернуюкислоту и перфторорганическое соединение - хромин 21,Однако присутствие хромина в,элек 25тролите не оказывает существенноговлияния на повышение прочности сцепления покрытия с титановыми сплавамиПри добавлении хромина в электролитнаблюдается незначительное (до0,5 кгс/мм) увеличение адгезионнойпрочности. Малоэффективно его значение и как поверхностно-активной добавки, препятствующей уносу электролита в атмосФеру, Для предотвращенияуноса хромового ангидрида в атмосферу необходимо добавлять значительныеколичества хромина - до 2 г/л, Приэтом защитный эффект хромина снижается после прохождения 5 А ч/л.40Цель изобретения - повьппение прочности сцепления хромового покрытия и уменьшение уноса электролита.Указанная цель достигается тем, что электролит для хромирования титановых сплавов, подвергнутых предва" рительной гидридной обработке, содержащий хромовый ангидрид, серную кислоту и поверхностно-активное перфтор 50 органическое соединение, в качестве последнего содержит соль щелочных металлов или аммония 4-трифторметил- -З,б-диоксаперфтороктансульфокислоты при следующем соотношении компонентов, г/л:Хромовый ангидрид 125-250 Серная кислота 1,25-2,50 Соль щелочныхметаллов или аммония 4-трифторметил-З,б-диоксаперфтороктансульфокислоты 0,15-0,25Процесс хромирования может осуществляться в два этапа: путем последовательного нанесения сначала подслоя мягкого хрома, а затем - основного износостойкого слоя хрома, который может осаждаться из электролита, не содержащего поверхностно-активного вещества. При этом для хромирования изделий из титановых сплавов непосредственно перед хромированием рекомендуют проводить гидридную обработку поверхности в растворе, содержащем, г/л: серная кислота 430-1250; соляная кислота 0,2-225; при 18-2 РС в течение 30-90 мин.Изделия, прошедшие гидридную обработку, погружают в ванну хромирования и предварительно выдерживают в электролите без тока в течение 2- 3 мин, после чего дают толчок тока при плотности тока 100-150 А/см в течение 3-5 мин с последующим снижением плотности тока до 30-35 А/дм и ведут процесс хромирования при 70 С до образования хромового покры 6тия толщиной 5-10 мкм, после чего производят осаждение твердого хрома при 55 С и плотности тока 50 А/дм в течение 5 ч.В результате осаждения подслоя мягкого хрома из электролита, содержащего используемое перфторорганическое соединение (хромоксан), обеспечивается высокая прочность сцепления хромового покрытия с титановой основой, что позволяет наносить на него слой основного износостойкого хрома и обеспечить высокую надежность работы изделий в узлах трения,Повьппение прочности сцепления хромового покрытия с титановыми сплавами достигается за счет проявления высокой адсорбционной способности хромоксана по отношению к титану.Добавка, адсорбируясь на поверхности гидридного слоя, затрудняет окисление титана хроматами, способствует более длительному сохранению активно го состояния титановых сплавов с гидридной пленкой в электролите хромирования.Указанные пределы количественного содержания хромоксана являются опти11147мальными. Снижение концентрации добавки ниже 0,15 г/л недостаточно для образования на поверхности титановых сплавов, подвергнутых гидридной обработке, сплошной адсорбционной 5 пленки, защищающей поверхность от окисления, что отрицательно сказывается на прочности сцепления хрома с основой.П р и м е р 1. Образцы, изготов ленные из сплава ВТЗи ВТ, проходят гидридную обработку в течение 1 ч при 25 С в растворе, содержащем, г/л: серная кислота 115; соляная кислота 5. 15На подготовленные образцы осаждают промежуточный подслой мягкого хрома в течение 1 ч при плотности тока 30 А/дм и температуре 750 С из электролита, содержащего, г/л: хромовый. 20 ангидрид 200; серная кислота 2,0 хромоксан О, 15.Последующее износостойкое хромирование ведут из обычного электролита хромирования, содержащего.г/л: хромовый ангидрид 25; серная кислота 2,5," при плотности. тока 50 А/см и температуре электролиза 55 С в теченией5 ч.Испытание полученных образцов на З 0 прочность сцепления, осуществляемое путем последовательного сошлифовывания хромового покрытия и визуальной оценки состояния поверхности, после снятия каждых 20-25 мкм металла, на наличие сколов и выкрашивание показали удовлетворительную прочность сцепления при сошпифовывании хрома вплоть до поверхности основы. Прочность сцепления, определенная по методу 40 сдвига, составила для сплава ВТЗи ВТсоответственно 18 й 15 кгс/мм.П р и м е р 2. Образцы, изготовленные из сплава ВТЗи ВТпро".ф45 ходят гидридную обработку в течение 1 ч при 25 С в растворе, содержащем,д 12 4г/л: серная кислота 1100, соляная кислота 0,2.На подготовленные образцы осаждают промежуточный подслой мягкого хрома в течение 1 ч при плотности тока 30 А/дм и температуре 75 С изб электролита, содержащего, г/л: хромовый ангидрид 200, серная кислота 2,0; хромоксан 0,25. Последующее износостойкое хромирование ведут в электролите того же состава при плотности тока 50 А/дм иотемпературе 55 С в течение 5 ч.Испытания образцов на прочность сцепления по методу последовательного сошлифования показали удовлетворитель. ную прочность сцепления хромового покрытия с основой. Прочность сцепления, определенная по методу сдвига, составила для сплава ВТЗи ВТсоответственно 16 и 18 кгс/мм. Элек тролит по изобретению может быть использован для получения хромовых покрытий не только на титановых, но и на стальных деталях. При этом вводимая в электролит добавка снижает поверхностное натяжение электролита и существенно уменьшает унос хромового ангидрида в процессе хромирования, не оказывая влияния на качество хромового Покрытия, позволяя получать светлые и блестящие осадки хрома с микротвердостью 942-1030 кгс/см,Защитные свойства хромоксана проявляются в широком температурном диа" пазоне (50-70 С), при высоких удельных токовых нагрузках (до 150 А/дм в расчете на единицу поверхности зер" кала ванны) и не снижаются в течение более 70 ч работы ванны при прохождении до 200 Ач/л электрического.Данные о защитной способности хром- оксана при хромировании титановых и стальных деталей в зависимости от его концентрации в электролите представлены в таблице.о о о о о о х ол Вч оЮ о (Ч о о ц о ах ю о о л л ч о о о о о о аол л о ю (Ч (1 1 1 У о11147 Составитель В.ИгнатьевРедактор С.Пекарь Техред С.Легеза Корректор Л.Пилипенко Заказ 6738/18 Тираа 632 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г.уагород, ул.Проектная, 4 Дпя сравнения приведены данные, полученные при введении в электролит не хромоксанов, а хроминов.Таким образом, как следует из приведенных данных, использование в качестве поверхностно-активного вещества в электролите хромирования соли щелочных металлов или аммония 412 8-трифторметил, Ь "диоксоперфтороктан., сульфокислоты (хромоксана) поэволяет получить на титановых сплавах прочно сцепленное хромовое покрытие и значительно снизить унос хромового электролита, что позволит широко ис" пользовать изобретение при хромировании титановых и стальных изделий.