Электролит для осаждения покрытий сплавом цинк-кобальт

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1)5 С 25 О 3/56 ГОСУДАРСТВЕ ЮЕ ПАТЕНТНО ВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ЬЬ 4543166, кл, С 2503/56,ЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОАВОМ ЦИНК-КОБАЛЬТ ржа ее 1 иль- абоАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт физической химии АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 254292, кл, С 25 О 3/56.чЧ.МЛ.С, ЧегЬегпе-Тгапз,пзт. Ме 1.Вп зЫп 9, 1986, 64, р,30,Патент США М 4439283, кл, С 25 О 3/56,1984.Патент СШ1985,(54) ЭЛЕКТРОКРЫТИЙ СПЛ Изобретение относится к электроосаждению покрытий сплавами цинк-кобальт и может найти применение в автомобильной промышленности, машиностроении, приборостроении для обеспечения защиты деталей широкой номенклатуры от атмосферной коррозии,Цельизобретения-уменьшениесоде ния кобальта в покрытии до уровня не бол мас.7 ь и обеспечение более высокой стаб ности химического состава покрытия в р чем интервале катодных плотностей тока.Поставленная цель достигается тем, что электролит для осаждения покрытий сплавом цинк-кобальт, содержащий хлористые и/или сернокислые соли цинка и кобальта, хлористый аммоний и/или хлориды щелоч(57) Использование: в автомобильной промышленности, машиностроении, приборостроении для защиты от атмосферной коррозии, Сущность изобретения: электролит содержит, г/л; сульфат и/или хлорид цинка (в пересчете на металл) 10-50, сульфат и/или хлорид кобальта (в пересчете на металл) 5-15, хлористый аммоний или )чаО и КО (в пересчете на ионы хлора) 20-115, борную кислоту 15-35, сульфат натрия 20-30, бензилиденацетон 0,1-0,5, никотиновую кислоту или ее натриевую соль 2-8, сульфосалициловую или салициловую кислоту и/или их натриевую или аммонийную соли 0,5-6, этоксилированный нонилфенилполигликолевый эфир 2-8, этоксилированный бутиндиол 0,3-0,8. 2.табл,ных металлов, барную кислоту, блескообразующую добавку, дополнительно содержит сульфат натрия и в качестве блескообразующей добавки смесь, состоящую из никоти-" новой кислоты или ее натриевой соли, бензилиденацетона, сульфосалициловой или салициловой кислот и/или их натриевые или аммонийные соли предельного ПАВ - этоксилированного нонилфенилполигликолевого эфира и непредельного ПАВ - зтоксилированного бутиндиола при следующем соотношении компонентов, г/л:Сульфат и/или хлорид цинка40 45 50 55 Хлористый аммоний /или йаС и КС(впересчете наионы хлора) 20-115Борная кислота 15-35Сульфат натрия 20-30Бензил идена цетон 0,1-0,5Никотиновая кислотаили ее натриевая соль 2-8.Сульфосалициловаякислота или салициловаякислота или их натриевыеили аммонийные соли 0,5-6Этоксилированныйнонилфенилполигликолевый эфир 2-8Этоксили рован ныйбутандиол 0,3-0,8В электролите такого состава при рН3,5-5, температуре 15-35 ОС в интервале катодных плотностей тока 1-6 А/дм осаждаются блестящие покрытия сплавомцинк-кобальт, содержащие 0,3-1,1 мас. О ко-бальта,Предлагаемый электролит отличаетсявысокой стабильностью своего химическогосостава и состава сплава, имеет высокуюрассеивающую способность (до 20 по методу Хэринга-Блюма) и в рабочем диапазоне .плотностей тока обеспечивает высокий выход по току сплава - 96-99%.Методика приготовления электролитасостоит в последовательном растворениисолей цинка и кобальта, хлоридов натрия,аммония и калия и сульфата натрия в обьемеводы, составляющем не менее 0,8 от необходимого объема электролита. Далее в раствор вводится барная кислота и затем - всеостальные компоненты электролита в произвольном порядке. После приготовления ифильтрации электролит готов к работе безпредварительной проработки током. Электролиз проводится с обычными растворимыми цинковыми анодами.В качестве непредельных ПАВ используют этоксилированный бутиндиол НО-СНУС - = СН 20 Н-С= - С-СН 2-0 Н, а в качестве предельного ПАВ - этоксилированный. нонилфенилполигликолевый эфир, имеющийобщую формулу СпН 2 п 0(СН 2 СН 20)аХ, где- водород или арилрадикал; Х - водород,группа Я 02 Н или ЯОЗН; и = 8 - 18; в = 10 - 20с мол.м. 600-1500.Далее обобщены примеры реализациипредлагаемого состава электролита в сравнении с электролитом-прототипом.Характеристики предлагаемого составаэлектролита,В табл,1 и 2 приведены примеры составов предлагаемого электролита и прототипа 5 10 15 20 25 30 35 и характеристики покрытия, обосновывающие заявляемые диапазоны концентраций и достижение положительного эффекта.Состав прототипа: хлорид цинка 73 г/л; шестиводный хлористый кобальт 32 г/л, хлористый натрий 125 г/л, барная кислота 30 г/л; 2,4,7,9-тетраметил-децин,7-диол этоксилированный 30 моль окиси этилена 4,5 г/л; 4-фенил-бутен-он 60 мг/л; четвертичный бутилникотинатдиметилсульфат 30 мг/л; натриевая соль 4-фенил-сульфобутан-она 50 мг/л; бензоат натрия 2 мг/л.В электролитах 1-7 выход по току сплава цинк-кобальт составляет примерно 96-99 6, рассеивающая способность (по ХэрингуБлюму) - до 20,Сравнение данных табл.1 и 2 с данными для электролита-прототипа показывает, что предлагаемый состав электролита обеспечивает более низкую концентрацию кобальта в покрытии; причем эта концентрация обеспечивает такую же коррозионную стойкость покрытия, как и более высокая концентрация кобальта. В результате достигается экономия кобальта и зависимость его концентрации в покрытии от плотности тока практически не зависит от времени проработки током, что также выгодно отличает предлагаемый электролит от электролита-прототипа, Гримеры 2-6 в табл,1 и 2 обосновывают оптимальный состав электролита.Технико-экономическая эффективность может быть оценена после опытно-промцШ- ленного опробования предлагаемого элекгролита. Зкономический эффект бт внедрения предлагаемого раствора не может быть определен в связи с разнообразием возможных областей применения цинк-кобальтовых покрытий и отсутствием данных опытно-промышленных испытаний.Формула изобретения Электролит для осаждения покрытий сплавом цинк-кобальт, содержащий хлористые и/или сернокислые соли цинка и кобальта, хлористый аммоний и/или хлориды щелочных металлов, борную кислоту, блескообразующую добавку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабильностихимического состава покрытия, он дополнительно содержит сульфат натрия, а в качестве блескообразующей добавки- смесь, состоящую из бензилиденацетона, никотиновой кислоты,или ее натриевой соли, сульфасалициловой или салициловой кислот и/или их натриевцх или аммонийнцх солей, предельного ПАВ - зтоксилированного нонилфенилполигликолевого эфира и непредельного ПАВ - этоксилированного1813808 20-300,1-0,5 10-50 5 0,5-6 10 2-8 20-11515-35 0,3-0,8 Таблица 1 15 Составы предлагаемого электролита бутиндиола при следующем соотношениикомпонентов, г/л: Сульфат и/или хлорид цинка(в пересчете на металл)Сульфат и/или хлоридкобальта (в пересчетена металл)Хлористый аммонийи/или йаС и КС (впересчете на ионыхлора)Борная кислота Сульфат натрияБензилиденацетонНикотиновая кислота илиее натриевая сольСульфосалициловаяили салициловая кислотаи/или натриевая илиаммонийная солиЭтоксилирова нныйнонилфенилполигликолевый эфирЭтоксилированныйбутиндиол1813808 Продолжение табл,1,Таблица 2 Элект олит Параметры осаждения, химический состав и коррозионная стойкость. Температура, С Интервал катодных плотностей тока, А/дм0,1 - 2,3 0,3 - 1,05 0,3 - 0,95 0,29 - 0,9 корректировкой состава электролита Коррозионная устойчивость0,35 - 3,1 0,26 - 1,1 0,35 - 1,1 0,27 - 0,85 хроматированных покрытийтолщиной 10 мкм ( в часах испытаний в камере солевого тумана до появлениякрасных продуктов ржавления стальной основы - 10). Указанный интервал соответствует интервалу концентраций кобальта в покрытии после пропускания 120 А ч/л 780-1460 750 в 14 720-1450 700 - 1400 Параметры осаждения цинк-кобальт, его химический состав и коррозионная стойкость10 1813808 Продолжение табл.2. Элект олит Параметры осаждения, химический состав и коррозионная стойкостькорректировкой состава элек 0,45 - 3,5 0,36 - 0,98 0,29 - 0,95 0,1 - 2,4 тролита Коррозионная устойчивостьхроматированных покрытийтолщиной 10 мкм ( в часах испытаний в камере солевого тумана до появлениякрасных продуктов ржавления стальной основы - 10). Укаэанный интервал соответствует интервалу концентраций кобальта в покры 700-1390 440-1480 710-1420 Составитель В.АнуфриеваТехред М.Моргентал Корректор Н.Ревская Редактор Е.Хорина Заказ 1813 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 рН электролитаТемпература, С Интервал катодных плотностей тока, А/дмтии после пропускания 120 А ч/л