RU2124073C1

RU2124073C1 - Electrolyte for applying chromium-based coatings

Info

Publication number: RU2124073C1
Application number: RU98101554A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Тихненко
Original assignee: Московский государственный агроинженерный университет им.В.П.Горячкина
Priority date: 1998-02-05
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 1998-12-27

Abstract

FIELD: electroplating. SUBSTANCE: electrolyte for restoring parts contains, g/l: chromic acid anhydride, 120-400; sulfuric acid, 1.2-4.0; and cobalt chloride, 30-100. EFFECT: increased yield with respect to consumed current, increased velocity of coating deposition and its microhardness.

Description

Изобретение относится к электрохимии, а именно к гальванотехнике, в частности к составам электролитов для восстановления деталей. The invention relates to electrochemistry, namely to electroplating, in particular to compositions of electrolytes for the recovery of parts.

Известен электролит (1) для получения покрытий на основе хрома, включающий водный раствор хромового ангидрида и серную кислоту при следующем составе компонентов (г/л):
Хромовый ангидрид CrO₃ - 150-300
Серная кислота H₂SO₄ - 1,5-3,0
Такой электролит при средних показателях называют стандартным и получают при растворении в дистиллированной воде указанное количество хромового ангидрида с последующим добавлением серной кислоты и тщательным перемешивании (1). Однако при использовании такого электролита при хромировании параметры получаемого покрытия недостаточны.Known electrolyte (1) for producing coatings based on chromium, including an aqueous solution of chromic anhydride and sulfuric acid with the following composition of components (g / l):
Chromic anhydride CrO ₃ - 150-300
Sulfuric acid H ₂ SO ₄ - 1.5-3.0
This average electrolyte is called standard and is obtained by dissolving in distilled water the indicated amount of chromic anhydride, followed by the addition of sulfuric acid and thorough mixing (1). However, when using such an electrolyte during chromium plating, the parameters of the resulting coating are insufficient.

Наиболее близким к заявленному является электролит для получения покрытий на основе хрома, включающий водный раствор хромового ангидрида, серную кислоту и неорганическую добавку (2) при концентрации двух первых компонент, аналогичной вышеуказанной, причем в качестве неорганической добавки используют соли бария и калия. Использование такого электролита позволяет ускорить процессы получения покрытия на основе хрома, однако данное покрытие также не обладает достаточными параметрами. Closest to the claimed one is an electrolyte for producing chromium-based coatings, including an aqueous solution of chromic anhydride, sulfuric acid and an inorganic additive (2) at a concentration of the first two components similar to the above, and barium and potassium salts are used as an inorganic additive. The use of such an electrolyte can accelerate the processes of obtaining a coating based on chromium, however, this coating also does not have sufficient parameters.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества получаемого покрытия при одновременном повышении эксплутационных параметров процесса нанесения покрытия при использовании данного электролита. An object of the present invention is to improve the quality of the resulting coating while increasing the operational parameters of the coating process using this electrolyte.

Указанная техническая задача решается тем, что в качестве добавки используют хлористый кобальт при следующем соотношении компонентов электролита (г/л воды):
Хромовый ангидрид CrO₃ - 120-400
Хлористый кобальт CoCl₂6H₂O - 30-100
Серная кислота H₂SO₄ - 1,2-4,0
Поиск, проведенный по техническим источникам информации, показал, что заявленная совокупность неизвестна, т.е. заявленное соответствует условию патентоспособности "новизна". Поскольку электролит состоит из известных составляющих, то заявленное соответствует условию "промышленная применимость". А так как состав был подобран на основе проведенных экспериментов и, следовательно, он неочевиден для специалистов, то заявленное соответствует условию "изобретательский уровень".The specified technical problem is solved by the fact that cobalt chloride is used as an additive in the following ratio of electrolyte components (g / l of water):
Chromic anhydride CrO ₃ - 120-400
Cobalt chloride CoCl ₂ 6H ₂ O - 30-100
Sulfuric acid H ₂ SO ₄ - 1.2-4.0
A search conducted by technical sources of information showed that the claimed population is unknown, i.e. claimed meets the condition of patentability "novelty." Since the electrolyte consists of known components, the claimed meets the condition of "industrial applicability". And since the composition was selected on the basis of the experiments and, therefore, it is not obvious to specialists, the claimed meets the condition of "inventive step".

Электролит готовят следующим образом. В начале аналогично представленному в (1) хромовый ангидрид растворяют в дистиллированной воде до величины 120-300 г/л, после добавляют серную кислоту при соотношении ангидрида и кислоты в среднем как 100:1, т.е. 1,2-3,0 г/л и хлористый кобальт 30-60 г/л воды. The electrolyte is prepared as follows. At the beginning, similar to that presented in (1), chromic anhydride is dissolved in distilled water to a value of 120-300 g / l, after which sulfuric acid is added at an anhydride / acid ratio of an average of 100: 1, i.e. 1.2-3.0 g / l and cobalt chloride 30-60 g / l of water.

В данном электролите при температуре 50-55^oC осуществляют процесс нанесения покрытия на основе хрома с кобальтом. Эксперименты показали, что плотность тока при этом по сравнению со стандартными величинами, указанными в (1) возрастает до 60-130 А/дм² при выходе по току до 40%. Микротвердость покрытия составляет 1200-1400 кГ/мм² при скорости осаждения до 120 мкм/ч. Эти показатели в 1,2-1,5 раза превосходят показатели параметров, имеющих место при стандартных известных применяемых на практике составах аналогичной стоимости. Кроме того, при нанесении покрытий на детали, к которым предъявляются высокие требования относительно шероховатости наносимых покрытий /например, плунжеры/ увеличение плотности тока играет существенную роль при получении покрытий высокого качества. Это позволяет увеличить как выход по току, так и микротвердость со скоростью осаждения, что обусловлено введением в электролит добавки - хлористого кобальта, чей электролитический эквивалент в 3-3,5 раза выше, чем у хрома, что позволяет широко применять такой электролит в ремонтном производстве, в то время как применение других составов в данном случае ограничено. В качестве примера можно привести использование данного электролита с содержанием хромового ангидрида 200 г/л, хлористого кобальта 60 г/л и серной кислоты 2 г/л для нанесения покрытия на плунжеры, используемые в автотракторной технике. При осаждении плотность тока составляла 100 А/дм², температура электролита была в указанных выше пределах. Микротвердость полученного покрытия составила 1340 кГ/мм², скорость осаждения покрытия составила 100 мкм/ч, а выход по току 37%. Эти показатели существенно превышают показатели, имеющие место при использовании стандартных электролитов.In this electrolyte at a temperature of 50-55 ^o C carry out the coating process based on chromium with cobalt. The experiments showed that the current density in this case, compared with the standard values indicated in (1), increases to 60-130 A / dm ² with a current output of up to 40%. The microhardness of the coating is 1200-1400 kg / mm ² at a deposition rate of up to 120 μm / h. These indicators are 1.2-1.5 times higher than the parameters that occur with standard known practical compositions of similar cost. In addition, when coating parts with high demands on the roughness of the applied coatings (for example, plungers), increasing the current density plays a significant role in obtaining high-quality coatings. This makes it possible to increase both current efficiency and microhardness with a deposition rate, which is due to the introduction of an additive, cobalt chloride, into the electrolyte, whose electrolytic equivalent is 3-3.5 times higher than that of chromium, which makes it possible to widely use such an electrolyte in repair production , while the use of other compounds in this case is limited. An example is the use of this electrolyte with a content of chromic anhydride of 200 g / l, cobalt chloride 60 g / l and sulfuric acid 2 g / l for coating plungers used in automotive vehicles. During deposition, the current density was 100 A / dm ² , the temperature of the electrolyte was in the above ranges. The microhardness of the obtained coating was 1340 kg / mm ² , the deposition rate of the coating was 100 μm / h, and the current efficiency was 37%. These indicators significantly exceed the indicators that occur when using standard electrolytes.

Использование электролита представленного состава позволяет получать покрытия с высокими эксплуатационными параметрами при высокой эффективности самого процесса нанесения покрытий, что позволяет его широко использовать в ремонтном производстве. Using the electrolyte of the present composition allows to obtain coatings with high operational parameters with high efficiency of the coating process itself, which allows it to be widely used in repair production.

Источники информации:
1. Гальванические покрытия в машиностроении, справочник под ред. Шлугера М.А., т. 1, М.: Машиностроение, 1985, с. 119-160.Sources of information:
1. Galvanic coatings in mechanical engineering, reference book, ed. Shlugera M.A., vol. 1, M.: Mechanical Engineering, 1985, p. 119-160.

2. Патент Российской Федерации N 2031982, кл. С 25 D 3/06, 27.03.95. 2. Patent of the Russian Federation N 2031982, cl. C 25 D 3/06, 03/27/95.

Claims

An electrolyte for producing chromium-based coatings, including an aqueous solution of chromic anhydride, sulfuric acid and an inorganic additive, characterized in that cobalt chloride is used as an additive in the following ratio of components (g / l):
Chromic anhydride CrO ₃ - 120 - 400
Cobalt chloride CoCl • 6H ₂ O - 30 - 100
Sulfuric acid H ₂ SO ₄ - 1.2 - 4.0n