Электролит для нанесения хромовых покрытий

 

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому нанесению покрытий на основе хрома, и может найти применение для защиты поверхностей изделий от коррозии и износа. Электролит содержит, г/л: хромовый ангидрид 150-250, кубозоль 5-7. Применение электролита позволяет повысить износостойкость, выход хрома по току при высоком качестве покрытий, снизить энергозатраты и облегчить очистку сточных вод. 1 табл.

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому нанесению покрытий на основе хрома, и может найти применение для защиты поверхностей изделий от коррозии и износа.

Известен электролит для нанесения хромовых покрытий, содержащий хромовый ангидрид (М. К. Шлугер Гальванические покрытия в машиностроении, 1985, с. 125) - прототип.

Недостатками данного электролита являются низкий выход хрома по току и низкая износостойкость покрытий, получаемых при высокой температуре электролита и высокой плотности тока. Кроме того, присутствие серной кислоты в электролите повышает его агрессивность и усложняет обезвреживание сточных вод.

Задачей заявляемого изобретения является повышение выхода хрома по току и износостойкости покрытий, а также облегчение очистки сточных вод.

Решение поставленной задачи достигается тем, что электролит для нанесения покрытий на основе хрома, содержащий хромовый ангидрид, дополнительно содержит кубозоль формулы: при следующем соотношении компонентов, г/л: Хромовый ангидрид - 1500 - 250 Кубозоль - 5 - 7 Молекулы кубозоля, химически взаимодействуя с хромовым ангидридом, образуют адсорбционные комплексы, в которых присутствует Cr, (II), что облегчает его дальнейшее восстановление до Cr (0). Cr (lII) в растворе практически отсутствует. Адсорбционные комплексы являются основной составной частью "катодной пленки". Адсорбционные комплексы проницаемы для протонов, в результате чего концентрация протонов в катодном пространстве резко снижается, что приводит к уменьшению наводораживания и отсутствию гидридов хрома.

В присутствии кубозоля реакция неполного восстановления Cr (VI) до Cr (III) замедляется, а реакция восстановления Cr(III) до металлического ускоряется, что приводит к увеличению скорости осаждения, уменьшению энергии активации "катодной пленки" и получению более однородной структуры.

Таким образом, использование кубозоля в составе электролита способствует формированию покрытия, обладающего высоким процентом химической и физической однородности, что является новым техническим свойством предложенного электролита.

Электролит готовят следующим образом: в воде растворяют необходимое количество хромового ангидрида, вводят органическую добавку - кубозоль серый C и доводят раствор водой до требуемого объема.

Процесс электроосаждения проводят при температуре 20-25^oC и плотности тока I = 20-25 А/дм².

Пример Готовили несколько составов электролитов, отличающихся друг от друга, содержанием хромового ангидрида и кубозоля, г/л: 150, 200, 250; 5, 6, 7 соответственно.

Для сравнения готовили электролит по прототипу при следующем соотношении компонентов, г/л: Хромовый ангидрид - 250 Серная кислота - 2,5
Процесс электроосаждения проводили при 20^oC и плотности тока I = 25 А/дм².

Кубозоль серый C - выделяемый отход из стоков красильного производства Камышинского хлопчатобумажного комбината.

Получаемый электролит используется на гальваническом участке отделочной фабрики Камышинского ХБК для хромирования вальцов для окрашивания тканей. Электролит стабилен в работе. Корректировку электролита по органической добавке - кубозолю проводят один раз в два месяца.

Для оценки влияния кубозоля на процесс осаждения хрома на потенциостате ПИ-50-1 при скорости развертки потенциала 1 мВ/с исследовались потенциодинамические катодные поляризационные кривые платинового электрода.

Эффективную энергию активации определяли температурно-кинетическим методом на основе парциальных кривых.

Износостойкость определяли по типовой методике на машине "Шкода-Савин", принцип действия которой основан на определении числа циклов, затраченных на истирание слоя (в данном случае толщиной 50 мкм) роликом из сплава "Видеа", нормированного качества, диаметром 30 мм, толщиной 2 мм. Ролик вшлифовывается в подложку из стали (сталь-3) размером 10х10х50 мм.

Катодный выход хрома по току определяли с помощью медного кулонометра.

В таблице представлена зависимость физико-механических свойств покрытия от состава электролита.

Из анализа представленных данных видно, что при 20^oC и плотности тока 25 А/дм², концентрации кубозоля 6 г/л, выход хрома по току составляет 58%, износостойкость 8300 циклов, микротвердость 1120 ГПа, внешний вид покрытий - блестящие.

По сравнению с прототипом применение предлагаемого электролита при прочих равных условиях (рабочей температуре электроосаждения и катодной плотности тока) позволяет повысить износостойкость и увеличить выход хрома по току при высоком качестве покрытий.

Формула изобретения

Электролит для нанесения хромовых покрытий, содержащий хромовый ангидрид, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кубозоль формулы

при следующем соотношении компонентов, г/л:
Хромовый ангидрид - 150 - 250,
Кубозоль - 5 - 7v

РИСУНКИ

Рисунок 1