Патент на изобретение №2265086
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ СПЛАВА НИКЕЛЬ-БОР
(57) Реферат:
Изобретение относится к области электрохимического осаждения металлических покрытий, в частности никелевых, и может быть использовано для получения коррозионностойкого, твердого, термо- и износостойкого покрытия в радиоэлектронной промышленности, машиностроении, например автомобилестроении. Электролит содержит, г/л: сернокислый семиводный никель 280-400, двухлористый шестиводный никель 25-60, борную кислоту 25-60, 1,4-бутиндиол 0,2-1,5, формальдегид 0,02-1,5, натриевую соль сахарина 0,25-2,0, натрия боргидрид 0,1-2,0. Технический результат: расширение рабочего диапазона рН, увеличение скорости осаждения покрытий, увеличение толщины покрытий до 0,5 мм, получение беспористых, коррозионностойких, термо- и износостойких покрытий.
Изобретение относится к области электрохимического осаждения металлических покрытий, в частности никелевых, и может быть использовано для получения коррозионностойкого, твердого, термо- и износостойкого покрытия в машиностроении, приборостроении и в радиоэлектронной промышленности. Известен электролит для осаждения покрытий никель-бор, содержащий соль никеля, соль полиэдрического бората, никель хлористый, ацетат-ион и уксусную кислоту, который дополнительно содержит “Прогресс” и акрилат-ион, в качестве соли никеля – никель сернокислый, в качестве ацетат-иона – никель уксуснокислый при определенном соотношении компонентов (см. патент РФ №2080422 с приоритетом от 02.02.1993 г.). Известен также электролит для электрохимического осаждения многофункционального покрытия никель-бор, содержащий никель сернокислый, никель двухлористый, натрий фтористый, формальдегид, малоновую кислоту, сахарин, паратолуолсульфамид, смачиватель СВ-102 и боросодержащую добавку – декагидроборат натрия, принадлежащую к классу “высшие бороводороды” (см. патент РФ №2149927 с приоритетом от 08.06.1998 г.). Недостатками указанных электролитов являются: невысокая скорость осаждения покрытия, нестабильность раствора, что требует постоянного контроля за его параметрами, частотой очистки от органических примесей и корректировки электролита, высокая степень наводораживания металлического покрытия и основы покрываемой детали, что снижает физико-химические и механические свойства изделия, дефицитностью и высокой стоимостью применяемых материалов. Известен электролит для осаждения сплава никель-бор, содержащий соли никеля, борную кислоту, борирующую добавку и воду, в состав которого дополнительно введены 6-метилурацил, 1,4-бутиндиол, сахарин, сернокислый натрий, в качестве солей никеля – сернокислый семиводный никель и двухлористый шестиводный никель, а в качестве борирующей добавки – декагидрокарборат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:
(см. патент РФ №2058437 с приоритетом от 15.11.1993 г.). Указанный электролит, как наиболее близкий аналог, может быть принят в качестве прототипа. Недостатками прототипа являются: – недостаточная скорость осаждения покрытия при невысоких плотностях тока (1,0-2,0 А/дм2) из-за низкого выхода по току (60-70%), что приводит к невысокой производительности процесса; – повышенное содержание серы и органических примесей в осадке, что приводит к хрупкости покрытия (т.е. снижению его эластичности) и снижению коррозионной стойкости; – дефицитность применяемых реактивов (например, 6-метилурацила и сахарина); – низкий рабочий диапазон рН электролита (4,0-4,8); – дефицитность борирующих добавок, относящихся к классу высших бороводородов (декагидроборат натрия, декагидрокарборат натрия) из-за прекращения их производства; – повышенная частота очистки электролита от органических примесей, вводимых в электролит с добавками (6-метилурацил, сахарин и др.). Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является: 1. Расширение рабочего диапазона рН среды. 2. Увеличение скорости осаждения покрытия. 3. Получение эластичных беспористых покрытий, удовлетворяющих предъявляемым требованиям по коррозионной стойкости, твердости, термо- и износостойкости. 4. Снижение содержания органических примесей за счет исключения из электролита дополнительных органических добавок. 5. Возможность нанесения больших толщин (до 0,5 мм) покрытия в одном электролите с сохранением заданных свойств. Согласно изобретению поставленная задача решается введением в состав электролита, содержащего никель сернокислый семиводный, никель двухлористый шестиводный, борную кислоту, формальдегид, 1,4-бутиндиол, взамен сахарина – натриевой соли сахарина, а вместо декагидрокарбората натрия в качестве борирующей добавки – натрия боргидрида, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, г/л:
Электролит готовят следующим образом: Предварительно соли никеля, борную кислоту, натрия боргидрид и натриевую соль сахарина растворяют раздельно в дистиллированной воде при комнатной температуре. Растворы фильтруют и смешивают. Натрия боргидрид, натриевую соль сахарина, 1,4-бутиндиол и формальдегид вводят в электролит непосредственно перед началом электрохимического осаждения покрытия. Подготовку поверхности изделий перед нанесением покрытия никель-бор проводят стандартными способами с использованием известных растворов. Осаждение проводят при рН 3,0-5,0, плотности тока 0,5-4,0 А/дм2 и температуре 30-60°С. Пример: Электрохимическое осаждение покрытия на предварительно подготовленную поверхность основы осуществляют в электролите, содержащем г/л:
при рН 4,0, плотности тока 1,5 А/дм2 и температуре 50°С. В течение одного часа получают покрытие толщиной 40 мкм. Полученное покрытие практически беспористо, хорошо сцеплено с основой, износостойкое, обладает высокими коррозионными, антифрикционными, антипригарными свойствами. Указанные характеристики получаемого покрытия позволяют использовать предложенный электролит в машиностроении, в частности в автомобильной промышленности, для осаждения покрытия на сферические поверхности шаровых пальцев подвески и рулевых тяг. Высокая стабильность электролита, возможность контроля его состава и своевременной корректировки в процессе осаждения покрытия позволяют получать сравнительно большие толщины в одном электролите с сохранением заданных свойств, в то время как при применении известных электролитов большие толщины покрытий можно получить только послойным нанесением покрытия в различных составах электролитов. Благодаря универсальным свойствам предложенный электролит имеет широкий диапазон применения, может быть использован не только для получения твердого, прочного покрытия, но и защитно-декоративных покрытий на стали, чугуне, алюминии, меди и других металлах.
Формула изобретения
Электролит для электрохимического осаждения многофункциональных покрытий на основе никеля, содержащий соли никеля – сернокислый семиводный никель и двухлористый шестиводный никель, 1,4-бутиндиол, борную кислоту, формальдегид, отличающийся тем, что он дополнительно содержит натриевую соль сахарина, а в качестве борирующей добавки – натрия боргидрид, при следующем соотношении компонентов, г/л:
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 14.05.2006
Извещение опубликовано: 10.05.2007 БИ: 13/2007
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
