CS271843B1 - Electrolyte for cathodic nickel-phosphorus alloy coating from aqueous solution - Google Patents

Description

Vynález se týká elektrolytu pro katodické vylučování slitiny nikl-fosfor z vodného roztoku.

Slitinové povlaky nik] -fosfor nacházejí uplatnění v mnoha oblastech průmyslového využití. Tyto slitiny po dodatečném tepelném zpracování mají vysokou mikrotvr-dost, srovnatelnou s tvrdým chromém. Při tepelném zpracování na teplotu 400 °C dosahují maximální mikrotvrdosti, na rozdíl od tvrdého chrómu, jehož tvrdost se při této teplotě snižuje o 50 %.

Ve většině případů se vylučují slitinové povlaky nikl-fosfor redukčním způsobem při teplotě 90 °C. Tento způsob sice umožňuje rovnoměrné vylučování povlaků nezávisle na geometrii pokovovaného předmětu, je však energeticky náročný a snadno citlivý na přítomnost kovových nečistot. Další nevýhodou procesu je poměrně nízká vylučovací rychlost. Proto se věnuje stále větší pozornost elektrolytickému vylučování slitinového povlaku. Takto vyloučené povlaky mají nízký obsah fosforu ve slitině, 1 až 3 % hmotnosti, a vysoké vnitřní pnutí. Nejčastěji je používáno elektrolytů obsahujících mimo soli niklu a kyselinu fosforitou také organické karbonové kyseliny, například kyselinu citrónovou. V některých případech je uváděna také kyselina sulfosalicylová. Tato kyselina umožňuje vylučovat povlaky s nízkým obsahem fosforu. Elektrolyty na bázi sulfosalicylanů, obsahující fosfor ve formě fosfaranu sodného, umožňují vylučovat povlaky s vysokým obsahem fosforu a nízkým vnitřním pnutím. Tyto elektrolyty jsou sice značně stabilní, ale jejich nevýhodou je značná toxicita a poměrně obtížná příprava, stejně jako nesnadná likvidace odpadních vod.

Tyto nevýhody odstraňuje elektrolyt pro katodické vylučování slitiny nikl-fosfor z vodného roztoku, podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává z vodného roztoku nikelnaté soli o koncentraci 50 až 400 g na 1 000 g vody, z fosfornanu sodného, amonného nebo nikelnatáho v koncentraci 10 až 60 g na 1 000 g vody, hořečnaté soli v koncentraci 80 200 g na 1 000 g vody a halogenidů v koncentraci 1 až 50 g na 1 000 g vody. Nikelnatou solí může být síran, fluoroboritan, sulfamát nebo sulfosalicylan. Jako hořečnaté soli můře být použito síranu, sulfosalicylanu, sulfamátu nebo chromatropanu v koncentraci 80 až 200 g na 1 000 g vody, Z halogenidů je vhodný bromid draselný, bromid sodný, bromid nikelnatý, chlorid sodný, chlorid draselný nebo chlorid nikelnatý. Ionogenním smáčedlem je sulfojantaran sodný v koncentraci 0,01 a 1 g na 1 000 g vody.

Výhody elektrolytu podle vynálezu spočívají hlavně v tom, že umožňuje vylučovat slitinové povlaky s vysokým obsahem fosforu ve slitině, do 12 % hmotnosti , s nízkým vnitřním pnutím a vysokou mikrotvrdosti. Nízké vnitřní pnutí napomáhá vylučovat tlusté povlaky n rozšiřuje tak oblast použití této slitiny. Elektrolyt'..má vysokou stabilitu a není toxický.

Dále uvádíme z více možných použití pět konkrétních příkladů aplikace elektrolytu podle vynálezu pro katodické vylučování slitiny nikl-fosfor z vodného roztoku:

Příklad 1. Složení elektrolytu: \

000 g vody

200 g síranu nikelnatáho 80 g sulfosalicylanu horečnatého 10 g bromidu draselného 20 g fosfornanu sodného pH 2,4 až 4,1

Teplota elektrolytu 40 až 60 °C o

Katodová proudová hustota: 1 až 4 A/dm Katodový proudový výtěžek: 85 až 90 %

Hmotnostní obsah fosforu ve slitině: 8 až 11 %

Mikrotvrdost 750 až 800 Vickerse

Po tepelném zpracování se mikrotvrdost zvýší na 1 200 Vickerse

CS 271 843 Bl

Příklad 2. Složení elektrolytu:

OOO g vody

300 g sulfamátu nikelnatého 5 g chloridu nikelnatého

100 g síranu hořečnatého 30 g fosfornanu sodného pK 2,5 až 3,0

Teplota elektrolytu: 40 až 60 °C _F Katodová proudová hustota: 1 až 3 A/dm

Hmotnostní obsah fosforu v povlaku: 6 %

Mikrotvrdost: 600 až 700 Vickerse

- Po tepelném zpracování při teplotě 300 °C se zvýší na 850 až 900 Vickerse.

Příklad 3. Složení elektrolytu:

000 g vody

200 g síranu nikelnatého

200 g hořečnaté soli kyseliny chromotropové 20 g bromidu nikelnatého 15 g fosfornanu sodného pH 2,6 až 3,10

Teplota elektrolytu: 40 až 50 °C

Katodová proudové hustota: 1 až 5 A/dm Katodový proudový výtěžek: 80 až 85 %

Hmotnostní obsah fosforu ve slitině: 6 ^ci Mikrotvrdost: 750 až 800 Vickerse

Po tepelném zpracování na 200 °C se mikrotvrdost zvýší na 1 000 až 1 100 Vickerse.

Příklad 4. Složení elektrolytu:

000 g vody

300 g sulfamátu nikelnatého 150 g sulfamátu hořečnatého g bromidu draselného 15 g fosfornanu nikelnatého pH 2,9 až 3,8

Teplota elektrolytu: 40 až 50 °C * 2

Katodová proudová hustota: 1 až 5 A/dm Katodový proudový výtěžek: 78 až 85 % „ Hmotnostní obsah fosforu ve slitině: 4 až 8 %

Mikrotvrdost: 650 až 750 Vickerse

Fo tepelném zpracování na 300 °C se mikrotvrdost zvýší na 900 Vickerse.

Příklad 5. Složení elektrolytu:

000 g vody

180 g síranu nikelnatého

120 g hořečnaté soli kyseliny chromotropové ' 10 g bromidu draselného g fosfornanu sodného

0,1 g sulfojantaranu sodného pH 2,8 až 3,2

Teplota elektrolytu: 60 až 70 °C

CS 271 843 Bl

Hmotnostní obsah fosforu ve slitině: 9,5 %

Mikrotvrdost: 780 až 850 Vickerse

Po tepelném zpracování na 300 °C se mikrotvrdost zvýší na 1 000 a 1 100 Vi ckerse.

Použitím elektrolytu podle vynálezu pro katodické vylučování slitiny nikl-fosfor z příslušného vodného roztoku je zvláště výhodné pro pokovování lopatek turbokompresoru, pro zvýšení životnosti obráběcích nástrojů a renovaci opotřebovaných rotačních dílů.

Claims (5)

1. Elektrolyt pro katodické vylučování slitiny nikl-fosfor z vodného roztoku, vyznačující se tím, že sestává z vodného roztoku nikelnaté soli o koncetraci 50 až 400 g na

1 000 g vody, z fosfornanu sodného, amonného nebo nikelnatého v koncentraci 10 až óO g na 1 000 g vody, hořečnaté soli v koncentraci 80 až 200 g na 1 000 g vody a halogenidů v koncentraci 1 až 50 g na 1 000 g vody.

2. Elektrolyt podle bodu 1, vyznačující se tím, že nikelnatou solí je síran, fluoroboritan, sulfamát nebo sulfosalicylan.

3. Elektrolyt podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že hořečnatou solí je síran, sulfosalicylan, sulfamát nebo chromotropan.

4. Elektrolyt podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že jako halogenidy obsahuje bromid draselný, bromid sodný, bromid nikelnatý, chlorid sodný, chlorid draselný nebo chlorid nikelnatý.

5. Elektrolyt podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že obsahuje ionogenní smáčedlo, jako sulfojantaran sodný, v koncentraci 0,01 a 1 g na 1 000 g vody.