Електроліт для нанесення покриття композиційного матеріалу на основі сплаву олово-цинк

 

Винахід відноситься до галузі електрохімії, зокрема, електрохімічного нанесення покриття композиційного матеріалу на основі сплаву олово-цинк. Використання запропонованого електроліту дозволяє наносити стабільні за складом покриття композиційного матеріалу на основі сплаву олово-цинк (30-20%), які володіють високою корозійною стійкістю в порівнянні з цинковими покриттями і аналогами покриттів сплавом олово-цинк. Даний електроліт можна використовувати для електроосадження покриттів:

- підкапотних деталей автомобілів (працюють при температурі двигуна і знаходяться в умовах впливу агресивного середовища) замість важких цинкових або містять кадмій;

- захисту сталевих виробів морського транспорту (експлуатуються в умовах морського і тропічного клімату);

- натомість олов'яних і навіть срібних покриттів в ряді елементів техніки, що забезпечує економію дорогих і рідкісних металів.

Відомі цитратні електроліти для нанесення сплавів олово-цинк наступного складу, моль/л:

1. Сульфат олова 0,03-2,5, сульфат цинку 0,01-2,0, лимонна кислота або цитрат лужного металу 0,25-2,0, сульфат амонію або сульфат натрію 0,25-2,0. pH 3,5-9, температура электролитаимического складу. (Патент 5118394 (США), 1992). Недоліки даного електроліту полягають у тому, що електроліт працює або в сильно кислому або в сильно лужному середовищах;

2. Сульфат олова 0,17-0,20, сульфат цинку 0,12-0,15, лимонна кислота 0,57-0,6, сульфат амонію 0,53-0,55, аміак (30% водний розчин) 1,4-1,6, (HO-CH2-CH2-O-)·nHS. Катодна щільність струму 0,1-1 А/дм2температура 10-40°C, pH 4-8. (Патент 4168223 (США), 1979). До недоліків даного електроліту відносяться: високі концентрації компонентів, низька щільність струму, робота електроліту при високих температурах.

Проте покриття, обложені з даних електролітів, мають низьку корозійну стійкість.

Найбільш близьким є електроліт для отримання полублестящих опадів сплавом олово-цинк (30-17%) складу, моль/дм2: сульфат олова 0,087-0,094, сульфат цинку 0,07-0,09, лимонна кислота 0,32-0,34, цитрат натрію 0,66-0,69, препарат ОС-20 0,76-0,92 г/л, дифеніламін 0,25-0,35 г/л. Режим електролізу: рн 6,0-6,5, температура 18-20°C, катодна щільність струму 0,5-4 А/дм2без перемішування. (Патент 2313621 (UA), 2006).

Покриття, обложені з даного електроліту, мають низьку корозійну стійкість.

Завданням пропонованого винаходу є збільшення корозійної стійкості покриття зется тим, що електроліт, що містить сульфат олова, сульфат цинку, цитрат натрію, лимонну кислоту, дифеніламін, препарат ОС-20, додатково містить ФЕ, яка дозволяє электроосаждать покриття композиційного матеріалу на основі сплаву олово-цинк з більш високою корозійною стійкістю, при наступному співвідношенні компонентів, моль/л:

сульфат олова0,08-0,09;
сульфат цинку0,065-0,085;
лимонна кислота0,31-0,33;
цитрат лужного металу0,65-0,68;
препарат ОС-20, г/л0,70-0,80;
дифеніламін, г/л0,20-0,32;
(ФЕ) Ф-4Д-Е (ТУ 6-05-041-508-79) г/л0,25-0,30.

Режими електролізу: рн 6,0-6,5, температура 18-20°C, катодна щільність струму 1,0-4,5 А/дм2без перемішування.

Пропонований електроліт більш кращий, оскільки він містить ФЕ дозволяє электроосаждать покриття композиционниз існуючих електролітів.

Наявність ФЕ в електроліті дозволяє наносити покриття композиційного матеріалу на основі сплаву олово-цинк стабільного складу, що володіють більш високими захисними властивостями в порівнянні з покриттями, отриманими з порівнюваного електроліту. Це відбувається за рахунок включення дисперсних частинок 0,2-0,3 мкм фторопласту в покриття, що призводить до структурних змін металевої матриці сплаву олово-цинк.

На фіг.1 представлені результати дослідження сплаву олово-цинк без фторопласту методом структурно-електронної мікроскопії.

На фіг.2 представлені результати дослідження сплаву олово-цинк у присутності фторопласту методом структурно-електронної мікроскопії.

Приклад. 1 Електроліт готують, розчиняючи сульфат цинку у невеликій кількості води, а потім вводять у розчин цитрату натрію. Сульфат олова розчиняють безпосередньо в розчині лимонної кислоти. Потім отримані розчини зливають при ретельному перемішуванні вводять добавки дифеніламіну, препарату ОС-20, попередньо розчинені у воді і ФЕ. Після цього об'єм електроліту доводять до заданого і коригують його pH.

Приготування інших електролітів, що включають середня, верхнє і закордонні конц�ної стійкості покриттів, обложених з кожного електроліту, наведені в табл.2, відповідно.

Граничні концентрації компонентів електроліту вибрані з наступних міркувань:

1. Збільшення вмісту олова в електроліті вище верхнього заявляється межі недоцільно, що пов'язано з зменшенням стабільності електроліту, погіршенням якості покриттів, збільшенням витрати олова за рахунок виносу електроліту разом з деталями;

2. Зменшення вмісту олова в електроліті нижче нижнього заявляється межі призводить до зменшення катодного щільності струму електроосадження і погіршення якості осаждаемого покриття;

3. Збільшення вмісту цинку в електроліті вище верхнього заявляється межі недоцільно, що пов'язано із збільшенням вмісту цинку в покритті, погіршенням якості покриттів, збільшенням витрати цинку за рахунок виносу електроліту разом з деталями;

4. Збільшення вмісту цитрату натрію і лимонної кислоти в електроліті вище верхнього заявляється межі недоцільно. Це пов'язано зі збільшенням вартості електроліту;

5. Зменшення вмісту лимонної кислоти і цитрату натрію нижче нижньої межі зазначеної концентрації призводить до зниження виходу за струмом, интервалоише верхнього заявляється межі недоцільно. Це пов'язано із збільшенням вмісту цинку в сплаві;

7. Зменшення вмісту дифеніламіну нижче нижньої межі зазначеної концентрації призводить до утворення дендритів і погіршення якості покриттів;

8. Збільшення вмісту препарату ОС-20 в електроліті вище верхнього заявляється межі недоцільно. Це пов'язано з утворенням білястого нальоту на поверхні покриття;

9. Зменшення вмісту препарату ОС-20 нижче нижньої межі зазначеної концентрації призводить до зменшення вмісту олова в сплаві, до утворення дендритів і погіршення якості покриттів;

10. Збільшення вмісту ФЕ вище верхньої межі зазначеної концентрації призводить до зменшення корозійної стійкості вкрита та погіршення його якості;

11. Зменшення вмісту ФЕ нижче нижньої межі зазначеної концентрації призводить до зменшення корозійної стійкості покриття і погіршення його якості.

Порівняльні експлуатаційні характеристики електролітів і фізико-механічні властивості покриттів композиційного матеріалу на основі сплаву олово-цинк наведені в табл.2.

Як видно з табл.2 корозійна стійкість покриття композиційного матеріалу на основі сплаву олово-цинк, осажденно�па в 1,2 рази при збереженні основних фізико-механічних властивостей покриттів.

Таблиця 1
Склади електролітів і режими електролізу
Склад електролітів і режими електролізуКонцентрація компонентів, моль/л
12345прототип
Сульфат олова0,070,080,0850,090,10,09
Сульфат цинку0,0550,0650,0750,0850,0950,08
Лимонна кислота0,30,310,320,330,40,330,670,680,750,67
Препарат ОС-20, г/л0,650,700,750,800,900,84
Дифеніламін, г/л0,150,200,260,320,370,3
Ф-4Д-Е (ТУ 6-05-041-508-79), г/л0,20,250,260,30,4-
рН електроліту5,06,06,26,57,06,2
Температура, ° С151819200,51,02,84,552,7

< Відповідає ГОСТ 9302-88
Таблиця 2
Фізико-механічні властивості запропонованого покриття композиційного матеріалу на основі сплаву олово-цинк
Запропонований склад композицій
12345прототип
Корозійна стійкість (швидкість корозії), м24,454,304,204,234,414,95
Мікротвердість, МПа150145110106105117
Зміст фторопласту в покритті, мас.%0,070,090,110,130,15-
Вміст олова в сплаві, мас.%687077838577

Електроліт для нанесення покриття з композиційного матеріалу на основі сплаву олово-цинк, що містить сульфат олова, сульфат цинку, цитрат лужного металу, лимонну кислоту, препарат ОС-20 і дифеніламін, відрізняється тим, що він містить фторопластову емульсію Ф-4Д-Е при наступному співвідношенні компонентів, моль/л:

сульфат олова0,08-0,09
сульфат цинку0,065-0,085
лимонна кислота0,31-0,33
цитрат лужного металу0,65-0,68
0,20-0,32
фторопластова емульсія Ф-4Д-Е, г/л0,25-0,30



 

Схожі патенти:

Гальванічний композиційний матеріал на основі сплаву олово-цинк

Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в машинобудуванні, автомобілебудуванні, морському транспорті та в інших галузях промисловості для збільшення корозійної стійкості покриттів на основі сплаву олово-цинк
Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в радіо - та електронної промисловості

Електроліт і спосіб нанесення покриття сплавом олово-кобальт

Винахід відноситься до області гальваностегії і може бути використане в різних галузях промисловості, де необхідно при виготовленні деталей нанесення покриттів, ідентичних по колірних характеристиках хромовим
Винахід відноситься до області гальванотехніки, зокрема до електрохімічного нанесення захисних покриттів сплавом олово-цинк

Пирофосфатний електроліт для нанесення сплаву олово-цинк

Винахід відноситься до гальванічному отримання покриттів сплавом олово-цинк з вмістом олова 70-80%

Спосіб отримання покриття для захисту від корозії сталевих деталей

Винахід відноситься до області машинобудування, а саме до способів одержання покриттів для захисту від корозії сталевих деталей

Спосіб приготування блескообразующей добавки

Винахід відноситься до області одержання гальванічних покриттів, зокрема покриттів з олова і його сплавів, і може бути використане при виробництві багатошарових плат електронної та радіотехнічної промисловості

Ванна для нанесення гальванічного покриття зі сплаву олово - цинк і спосіб формування сплаву олово - цинк

Винахід відноситься до гальванічній ванні сплаву олово-цинк і способу нанесення гальванічного покриття при її застосуванні

Кислий електроліт для електроосадження белстящих покриттів сплавом олово-свинець

Винахід відноситься до гальванотехніці, а саме до електроосадження блискучих покриттів сплавом олово-свинець

Кислий електроліт для електроосадження покриттів сплавом олово - свинець

Винахід відноситься до гальваностегії, зокрема до нанесення блискучих покриттів олово-свинець ПОС-60
Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в різних галузях промисловості
Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в різних галузях промисловості

Гальванічний композиційний матеріал на основі сплаву олово-цинк

Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане в машинобудуванні, автомобілебудуванні, морському транспорті та в інших галузях промисловості для збільшення корозійної стійкості покриттів на основі сплаву олово-цинк
Винахід відноситься до отримання гальванічних композиційних покриттів, зокрема на основі нікелю з дисперсною фазою у вигляді порошків наноалмазних

Спосіб отримання композитних полімер-оксидних покриттів на вентильних металах і їх сплавах

Винахід відноситься до області електрохімічної обробки поверхні виробів з вентильних металів і їх сплавів і може бути використане в машинобудуванні та інших галузях промисловості для отримання гідрофобних покриттів, що володіють високою зносостійкістю, а також антифрикційними властивостями і корозійною стійкістю
Винахід відноситься до області гальванотехніки, а саме до отримання покриттів з електролітів нікелювання з використанням в якості другої фази нанодисперсного порошку хрому диборида

Спосіб нанесення композиційних електрохімічних покриттів

Винахід відноситься до електролітичного осадження твердих зносостійких покриттів, а саме композиційних електрохімічних покриттів на основі заліза з металокерамічними частинками, які застосовуються для відновлення і зміцнення поверхонь деталей

Електроліт-суспензія для отримання покриттів нікель-фторопласт

Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використано для отримання нікелевих композиційних покриттів

Спосіб електрохімічного одержання композиційного нікелевого покриття з квазикристаллическими частками

Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використано для підвищення зносостійкості інструменту, зниження тертя в підшипниках і в якості захисних несмачиваемих покриттів в різних галузях промисловості, зокрема, для запобігання обмерзання проводів ліній електропередач
Винахід відноситься до області гальванотехніки і може бути використане для нанесення композиційних покриттів
Up!