CS253963B1

CS253963B1 - Electrolytic bath for cathodic deposition of tin coatings

Info

Publication number: CS253963B1
Application number: CS846080A
Authority: CS
Inventors: Ilja Nykl; Vladimir Holpuch
Original assignee: Ilja Nykl; Vladimir Holpuch
Priority date: 1984-08-09
Filing date: 1984-08-09
Publication date: 1987-12-17
Also published as: CS608084A1

Abstract

Řešení se týká elektrolytické lázně pro katodické vylučování cínových povlaků a řeší technický problém vylučování cínových povlaků obsahujících zabudované částice grafitu, které podstatně zlepšují některé mechanické vlastnosti těchto cínových povlaků. Podstata řešejjí spočívá v tom, ze elektrolytická lázeň, která sestává z vodného roztoku solí cínu a dalších přísad, obsahuje dále částice grafitu o velikosti v rozsahu 0,1 až 10/um v množství 40 až 300 g/litr.The solution relates to an electrolytic bath for cathodic deposition of tin coatings and solves the technical problem of deposition of tin coatings containing embedded graphite particles, which significantly improve some mechanical properties of these tin coatings. The essence of the solution lies in the fact that the electrolytic bath, which consists of an aqueous solution of tin salts and other additives, further contains graphite particles with a size in the range of 0.1 to 10/um in an amount of 40 to 300 g/liter.

Description

Vynález se týká elektrolytické lázně pro katodické vylučováni cínových povlaku.The invention relates to an electrolytic bath for cathodic deposition of tin coatings.

Pro dosaženi dobrých kluzných vlastností strojních dílu jsou často užívány cínové, galvanicky vyloučené povlaky. Typickým užitím je například cínování pístních kroužku nebo záběhové vrstvy na pokovených pístech. Také zvýšení odolnosti proti oděru lze v mnoha případech u ocelových částí dosáhnout galvanickým cínováním a následným tepelným zpracováním vyloučeného povlaku, životnost cínového povlaku běžných tlouětěk je zvláště při náročných provozních podmínkách, například vyšší prašnosti a podobně, relativně nízká a zvyšování tloušžky povlaku obvykle nepřináší žádoucí efekt. Při tepelném zpracování cínových povlaku je pro dosažení optimálních vlastností difuzní vrstvy nezbytné užít oceli s obsahem uhlíku vyšším než 1 %. To působí často problémy vzhledem k dalším požadovaným vlastnostem výsledného výrobku.In order to achieve good sliding properties of machine parts, tin coatings, which are electroplated, are often used. Typical applications include, for example, tinning of piston rings or running-in layers on metallized pistons. Also, an increase in abrasion resistance of steel parts can be achieved in many cases by galvanic tinning and subsequent heat treatment of the deposited coating, the life of a tin coating of conventional thicknesses is relatively low especially under severe operating conditions such as higher dustiness and the like. . In the heat treatment of tin coatings, steels with a carbon content of greater than 1% are necessary to achieve optimal properties of the diffusion layer. This often causes problems due to other desired properties of the final product.

Jinou známou cestou zvyšování odolnosti galvanicky nanášených povlaků proti odírání je přísada vhodných pevných částic, například karbidu křemíku, grafitu a podobně do galvanické lázně, čímž se získá vyloučená kovová vrstva nebo matrice, která obsahuje tyto částice, které jí dodávají různé vlastnosti, například zvýšenou tvrdost nebo samomaznost. Jako příklad lze uvést zveřejněnou patentovou přihlášku NSR č.2363 943, kde je popsán způsob nanášení otěruvzdorných povlaků na kovových předmětech. Povlaky se zde nanášejí v elektrolytické lázni obsahující jako základní složku síran cínatý, další pomocké složky a přísadu pevných částic.Another known way of increasing the abrasion resistance of galvanically deposited coatings is by adding suitable solid particles, such as silicon carbide, graphite, and the like, to the galvanic bath to give a precipitated metal layer or matrix containing these particles which impart different properties to it, e.g. or self-lubricating. By way of example, German Patent Application Publication No. 2363 943 discloses a method for applying abrasion-resistant coatings to metallic objects. The coatings are applied here in an electrolytic bath containing stannous sulphate, other auxiliary components and a solids additive as the basic component.

253 993253 993

Jako vhodné pevné částice se zde uvádějí částice karbidu křemíku, krbidu wolframu, fluoridu uhlíku (CP), molybdensulfidu a synthetické pryže.Suitable solid particles include silicon carbide, tungsten fireplaceide, carbon fluoride (CP), molybdenum sulfide, and synthetic rubber.

Pro některé aplikace, například pro podmínky suchého tření, přípravu difuzních vrstev odolných proti opotřebení a ocelových součástí se věak vyžádují galvanicky vyloučené cínové povlaky obsahující zabudované částice grafitu, které těmto povlakům dodávají samomazné vlastnosti. Snaha o vyřešení tohoto problému je uvedena v britském patentovém spisu č. 1 256 954, kde je popsáno elektrolytické nanášení slitinových povlaku, mimo jiné kombinace cín-nikl, cín-niob a cín-mšč, které obsahují zabudované pevné částice, mimo jiné také částice grafitu. Vlastní proces věak v zájmu potlačení shlukovaní částic vyžaduje intenzivní probublávání elektrolytické lázně, například stlačeným vzduchem, přičemž jak velikost vzduchových bublin, tak i charakter jejich proudění musí být přesně definovány, takže se například uvádí, že optimálních výsledků se dosáhne, jestliže proud plynu naráží na pokovanou plochu pod úhlem menším než 45*.However, for some applications, such as dry friction conditions, the preparation of wear-resistant diffusion layers and steel parts, galvanically deposited tin coatings containing embedded graphite particles are required to impart self-lubricating properties to the coatings. An attempt to solve this problem is disclosed in British Patent Specification No. 1,256,954, which discloses the electrolytic deposition of alloy coatings, including, inter alia, tin-nickel, tin-niobium and tin-mass combinations that incorporate solid particles, including particles graphite. The actual process, however, in order to suppress particle agglomeration, requires intensive bubbling of the electrolytic bath, for example with compressed air, where both the size of the air bubbles and the nature of their flow must be precisely defined, for example a coated area at an angle of less than 45 *.

Nedostatkem známých elektrolytických lázní je, že neumožňují nanášení čistě cínových povlaků obsahujících částice grafitu, přičemž postupy nanášení slitinových povlaků obsahujících cín jsou navíc neúměrně technologicky náročné, zároveň jsou slitinové povlaky pro tvorbu difusních vrstev odolných proti opotřebení nevhodné, neboí po tepelném zpracování povlaků se výrazně zhoršuje jejich přilnavost a mechanické vlastnosti.A disadvantage of the known electrolytic baths is that they do not allow the deposition of pure tin coatings containing graphite particles, while the processes for applying tin-containing alloy coatings are also disproportionately technologically demanding, their adhesion and mechanical properties.

Uvedené nedostatky známých elektrolytických lázní odstraňuje elektrolytická lázeň podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že elektrolytická lázeň obsahuje částice grafitu o velikosti v rozsahu 0,1 až 10y(mi v množství 40 až 500 g/litr.These drawbacks of the known electrolytic baths are overcome by the electrolytic bath according to the invention, characterized in that the electrolytic bath contains graphite particles in the size range of 0.1 to 10 [mu] m (40 to 500 g / liter).

Nový a vyšší účinek vynálezu spočívá v tom, že elektrolytická lázeň podle vynálezu umožňuje vylučování čistě cínové matrice obsahující zabudované částice grafitu, zvyšující otěruvzdornost vzniklého povlaku, a to bez technologicky náročnéhoA new and higher effect of the invention is that the electrolytic bath according to the invention allows the purification of a pure tin matrix containing embedded graphite particles, increasing the abrasion resistance of the resulting coating, without a technologically demanding

253 963 probublávání lázně plynem, kterého je třeba při vylučováni slitinových matric obsahujících cín. Další výhoda elektrolytické lázně podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje získat difuzní vrstvy optimálních vlastnosti i na ocelích s obsahem uhlíku nižším než 0,8 % hmot.253 963 bubbling the bath with the gas required to precipitate tin-containing alloy matrices. A further advantage of the electrolytic bath according to the invention is that it makes it possible to obtain diffusion layers of optimum properties even on steels with a carbon content of less than 0.8% by weight.

Vynález je jeho provedení.The invention is an embodiment thereof.

dále objasněn na dvou neomezujících příkladechfurther illustrated by two non-limiting examples

Příklad č. 1:Example 1:

Lázeň o složení:Spa composition:

Sn SO^ h₂so₄ kys. vinná grafit želatinaSn SO ₄ h ₂ with ₄ tartaric acid graphite gelatin

-naftol teplota proud, hustota-naphthol temperature current, density

100 100 ALIGN! g/1 g / 1 30 30 g/1 g / 1 30 30 g/1 g / 1 200 200 g/1 g / 1 2 2 g/1 g / 1 1 1 g/1 g / 1 18 qz 25 *C 18 qz 25 ° C

0,5^10 A/dm² 0.5 ^ 10A / dm ²

Vyloučený povlak je šedý, matný, dobře leštitelný, přilnavostí a tažností se neliší od běžných cínových povlaků. Obsahuje 3 % hmot. grafitu, který zvyšuje otěruvzdornost cínového povlaku nejméně o 50The deposited coating is gray, matt, well polishable, and does not differ in adhesion and ductility from conventional tin coatings. Contains 3 wt. graphite which increases the abrasion resistance of the tin coating by at least 50

Příklad č. 2:Example 2:

Lázeň 0 složení: NagSnO^^^O Bath 0 Composition: NagSnO ^^^ O 80 80 g/1 g / 1 NaOH NaOH 12 12 g/1 g / 1 CH,COO Na 3 CH, COO Na 3 30 30 g/1 g / 1 grafit graphite 100 100 ALIGN! g/1 g / 1 teplota temperature 65 oz 70*0 65 oz 70 * 0

proud, hustota 2<k4 A/dmcurrent, density 2 <k4 A / dm

Vyloučený povlak je hladký, tmavý, matný a dobře leštitelný. Obsahuje 2 % hmot. grafitu. Lázeň má velmi dobrou hloubkovou účinnost. Povlaky vyloučené z uvedených lázní mají po krátkéThe deposited coating is smooth, dark, matt and well polishable. Contains 2 wt. graphite. The bath has a very good depth efficiency. The coatings excluded from said baths are short

2S3 963 době záběhu koeficient tření až o 50 % nižěí a jejich opotřebení je nižěf podle okolností provozu o 30 200 % než u povlaku cínových. Při užití pro přípravu oděruvzdorných difuzních vrstev lze připravit difuzni vrstvy optimálních vlastností i na ocelích s obsahem uhlíku nižším nez 0,8 ¢.2S3 963, the running-in coefficient of friction is up to 50% lower and their wear is 30 200% lower than in tin coatings depending on operating conditions. When used for the preparation of abrasion-resistant diffusion layers, diffusion layers of optimum properties can also be prepared on steels with a carbon content of less than 0.8 ¢.

Elektrolytická lázeň pro katodické vylučování cínových po-» vlaků obsahujících podle vynálezu grafit, je vhodná zejména pro vylučování cínových povlaku vystavených v provozu trvale nebo přechodně suchému tření, například cínových povlaku na pístech a válcích spalovacích motorů, v kluzných ložiskách vystavených trvale teplotě vyěěí než 200*Ca podobně.The electrolytic bath for the cathodic deposition of tin-containing graphite-containing trains according to the invention is particularly suitable for the deposition of tin coatings subjected to permanent or temporarily dry friction, for example tin coatings on pistons and cylinders of internal combustion engines, * Ca alike.

předmEt vynálezuobject of the invention

Claims

object of the invention

An electrodeposition bath for the cathodic deposition of tin coatings, consisting of an aqueous solution of tin salts selected from the group consisting of stannous sulphate, tin halides, stannous hexafluorosilicate, tin hydroxides, stannous and stannates of alkali metals and stannous tetrafluoroborate and other additives, graphite having a size in the range of 0.1 to 10 µm in an amount of 40 to 300 g / liter.