Патент на изобретение №2333296

(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ СПЛАВА КАДМИЙ-ХРОМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области гальванотехники. Электролит содержит, г/л: сульфат кадмия 18-22; сульфат хрома (III) 18-22; оксалат натрия 18-20; муравьинокислый натрий 18-20; 1,4-бутандиол, см³/дм³, 0,8-1,0; сульфат натрия 114-170 и воду. Повышается электропроводность раствора, коррозионная стойкость покрытия, стабильность электролита, расширяются интервалы рабочих плотностей тока. 1 табл.

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электролитическому осаждению покрытий из сплава кадмий-хром.

В литературе отсутствуют сведения по электроосаждению сплава кадмий-хром. Имеются сведения по электроосаждению покрытий кадмием [1-10] и сплавами кадмий-никель [11], кадмий-олово, кадмий-свинец [3] и кадмий-титан [12-14].

Однако приведенные покрытия не обладают необходимой коррозионной стойкостью или твердостью при работе во влажной атмосфере или используются при их получении ядовитые цианистые электролиты [3, 12-14].

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является получение покрытий с улучшенными свойствами и замена экологически опасного цианида калия.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении электропроводности раствора, повышении коррозионной стойкости, расширении интервала рабочих плотностей тока и стабильности электролита.

Указанный технический результат достигается тем, что электролит для электроосаждения покрытий из сплава кадмий-железо содержит сульфат хрома (III), сульфат натрия, сульфат кадмия, оксалат натрия, муравьинокислый натрий, 1,4-бутандиол и воду при следующем соотношении компонентов: сульфат кадмия – 18-22 г/л; сульфат хрома (III) – 18-22 г/л; сульфат натрия – 114-170 г/л; оксалат натрия – 18-20 г/л; муравьинокислый натрий – 18-20 г/л; 1,4-бутандиол – 0,8-1,0 см³/дм³; вода – до рабочего объема.

Процесс осаждения рекомендуется проводить при рН электролита 1,9-2,3, катодной плотности тока 2,3-2,7 А/дм² при температуре 20-25°С, при непрерывном перемешивании электролита с использованием платиновых анодов.

Электролит готовится следующим образом.

Требуемое количество оксалата натрия растворяют в 1/3-1/4 части необходимого для приготовления электролита объема дистиллированной воды.

В отдельных порциях воды, составляющих по ¹/₄ части необходимого объема для приготовления электролита, растворяют требуемые количества зеленой модификации сульфата хрома, сульфата кадмия и муравьинокислого натрия. Затем к приготовленному раствору оксалата натрия добавляют при перемешивании приготовленные растворы сульфатов кадмия и хрома. К полученной смеси добавляют приготовленный раствор муравьинокислого натрия, требуемое количество сульфата натрия, 1,4-бутандиола и доводят объем электролита до рабочего дистиллированной водой.

Используемый в электролите оксалат натрия образует с кадмием и, особенно с хромом, комплексы средней прочности и тем самым предотвращают гидролиз солей. При использовании лиганда, образующего с хромом (III) очень прочный комплекс (трилон Б), хром не восстанавливается до металла.

Муравьинокислый натрий образует буферный раствор, поддерживающий постоянство рН в прикатодном слое.

Добавление сульфата натрия позволяет увеличить электропроводность раствора, а следовательно, и его производительность.

Поверхностно-активное, неионогенное вещество, 1,4-бутандиол, адсорбируясь на катоде, ингибирует процесс электровосстановления ионов металлов, одновременно улучшая смачиваемость осадка, что приводит к получению мелкозернистых осадков и повышению равномерности распределения металла по поверхности катода.

Конкретные примеры, иллюстрирующие использование изобретения, приведены в таблице.

Использование предлагаемого электролита позволяет осадить серебристые, полублестящие, плотные, мелкозернистые, хорошо сцепленные с подложкой покрытия.

Микротвердость покрытия составляла 80-85 МПа, выход по току 80-85%.

Скорость коррозии покрытия полученного из предлагаемого электролита, на 20-25% меньше таковой для покрытий Cd-Sn и Cd-Pb [3].

В результате использования данного электролита осаждаются мелкозернистые, полублестящие, коррозионно-стойкие покрытия, выдерживающие изгиб под углом 45° без излома и отслаивания от подложки.

После пропускания 400-600 А·ч/м³ необходимо производить корректировку электролита с добавлением веществ, входящих в состав электролита.

Источники информации:

1. Ильин В.А. Цинкование и кадмирование. – Л.: Машиностроение, 1971, 88 с.

2. Беспалько О.П. Электроосаждение металлов и сплавов. – Киев: Наукова думка, 1971, 132 с.

3. Иванова Н.Д., Иванов С.В., Болдырев Е.И. Фторсодержащие растворы для осаждения и обработки материалов. – Киев: Наукова думка, 1987, 160 с.

4. Ильин В.А. Цинкование, кадмирование, оловянирование и свинцевание. – Л.: Машиностроение, 1983, 86 с.

6. Орехова В.В., Андрющенко Ф.И. Полилигандные электролиты в гальваностегии. – Харьков, Высшая школа, 1979, 144 с.

12. Авторское свидетельство СССР №505755, кл. С25D 3/56, 1973.

13. Авторское свидетельство СССР №393370, кл. С25D 3/56, 1971.

14. Авторское свидетельство СССР №709717, кл. С25D 3/56, 1980.

Формула изобретения

Электролит для осаждения покрытий из сплава кадмия с хромом, содержащий сульфат хрома (III), сульфат кадмия, сульфат натрия, комплексообразователь – оксалат натрия, муравьинокислый натрий, 1,4-бутандиол и воду при следующем соотношении компонентов, г/л: