RU2139369C1

RU2139369C1 - Способ электрохимического нанесения хромовых покрытий на металлы и сплавы

Info

Publication number: RU2139369C1
Application number: RU99101155A
Authority: RU
Inventors: С.С. Виноградов; В.Н. Кудрявцев; М.М. Ярлыков; Стив Шахамайер
Original assignee: Виноградов Сергей Станиславович; Кудрявцев Владимир Николаевич; Ярлыков Михаил Михайлович
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 1999-10-10

Abstract

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности для нанесения защитно-декоративных покрытий на металлы и сплавы. Предложен способ электрохимического нанесения хромовых покрытий, включающий хромирование при плотности тока 3 - 300 А/дм², рН 7,1-12 в электролите, содержащем компоненты в следующем соотношении, моль/л: соединение трехвалентного хрома в пересчете на металл 0,3 - 1,0; двухосновная карбоновая кислота 0,6 - 3,0; соль аммония в пересчете на аммиак 0,6 - 4,0, поверхностно-активное вещество 0,05 - 1,0 г/л, при этом молярное соотношение трехвалентного хрома, двухосновной карбоновой кислоты и аммиака составляет 1 : (2-3) : (2-4). В электролит дополнительно вводят буферную добавку в количестве до 0,7 моль/л. Хромирование сложнопрофилированных изделий из меди и ее сплавов, никеля, стали, в том числе с медным и никелевым покрытием, ведут при рН 7-11. Хромирование алюминия, цинка и их сплавов ведут при рН 6-8. Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей нанесения хромовых покрытий на детали из различных металлов и сплавов и с различной степенью сложности конфигурации из одного электролита. Предложенный способ позволяет получать блестящие с легким голубоватым оттенком покрытия. Электролит обладает высокой кроющей способностью. Из-за широкого интервала плотностей тока покрывается резьба М5 и М8, тупые, прямые и острые до 50° углы. Качество покрытия на ребрах, обращенных к аноду, аналогично качеству покрытия на плоскости, параллельной аноду.

Description

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях промышленности для нанесения защитно-декоративных хромовых покрытий.

Известен способ электрохимического нанесения хрома на стальные, медные, никелевые изделия при плотности тока 60 - 90 А/дм² и pH 1-2 из электролита, содержащего, г/л: сульфат хрома 100 - 200, муравьиную кислоту 30 - 90, борную кислоту 0,5 - 30, сульфат натрия 30 - 50, сульфат алюминия 30 - 120, аминокислоту 1 - 5, поверхностно-активное вещество 0,1-1.

Патент RU 2093612, C 25 D 3/10, 1992.

Однако этот способ не позволяет наносить хромовые покрытия на сложнопрофилированные детали, имеющие резьбы и отверстия, из-за узкого интервала плотностей тока, а также на изделия из алюминия и его сплавов и из цинковых сплавов из-за низкого значения pH.

Наиболее близким техническим решением является способ электрохимического нанесения хрома на стальные и медные изделия при плотности тока 20 - 50 А/дм² и pH 1,1 - 2,1 из электролита, содержащего, г/л: сульфат хрома 100 - 250, щавелевую кислоту 25-35, щавелевокислый натрий 15 - 35, сульфат натрия 80, сульфат алюминия 100.

Едигарян А.А., Полукаров Ю.М. Электроосаждение и свойства осадков хрома из концентрированных сернокислых растворов Cr (III). /Защита металлов, 1998, том 34, N 2, с. 117-122.

Однако по данному способу при плотности тока выше 50 А/дм² ухудшается внешний вид покрытия, а при pH раствора выше 1,9 покрытия теряют свой коммерческий вид. Кроме того, этот способ также не позволяет наносить хромовые покрытия на изделия из алюминия и его сплавов и из цинковых сплавов из-за низкого значения pH.

Задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей нанесения хромовых покрытий на детали из различных металлов и сплавов и с различной степенью сложности конфигурации из одного электролита.

Предложенный способ позволяет получать блестящие с легким голубоватым оттенком защитно-декоративные хромовые покрытия. Электролит обладает высокой кроющей способностью: из-за широкого интервала плотностей тока покрывается резьба M5 и M8, тупые, прямые и острые до 50^o углы, качество покрытия на ребрах, обращенных к аноду, аналогично качество покрытия на плоскости, параллельной аноду. В угловой ячейке Хулла покрывается весь катод, в щелевой ячейке Молера l/h = 2,35 при pH < 6 покрывается 80% поверхности катода, при pH > 6 покрывается вся поверхность катода. Качественные покрытия с высокой кроющей способностью получаются не только на медных, стальных и никелевых изделиях, но и на изделиях из алюминия, цинка и их сплавов.

Указанный технический результат достигается тем, что хромирование ведут при плотности тока 3 - 300 А/дм², pH 5,0 - 12 в электролите, содержащем, моль/л: соединение трехвалентного хрома (в пересчете на металл) 0,3 - 1,0, двухосновную карбоновую кислоту 0,6 - 3, соль аммония (в пересчете на аммиак) 0,6 - 4, буферную добавку до 0,7 и поверхностно-активное вещество 0,05 - 1 г/л при молярном соотношении трехвалентного хрома, двухосновной карбоновой кислоты и аммиака 1 : (2-3) : (2-4). Хромирование сложнопрофилированных изделий из меди и ее сплавов, никеля, стали, в т.ч. медных и никелевых покрытий, ведут при pH 7-11, а хромирование алюминия, цинка и их сплавов ведут при pH 6 - 8.

Электролит готовят растворением компонентов в воде при температуре 80^oC и выдерживают 20 минут, корректируют едким натром до требуемого значения pH. В качестве соединения трехвалентного хрома берут сульфат, хлорид, гидроксид хрома или хромокалиевые квасцы. В качестве соединения из класса двухосновных карбоновых кислот берут щавелевую кислоту или малоновую кислоту. В качестве соли аммония берут сульфат аммония или хлорид аммония. В качестве буферной добавки берут борную кислоту или тетраборат натрия. В качестве поверхностно-активного вещества берут лаурилсульфат натрия или моющее средство "Прогресс".

Хромирование ведут при температуре 15 - 35^oC.

Пример 1. В электролите, содержащем, г/л: хромокалиевых квасцов 260, щавелевой кислоты 126, сульфата аммония 66, борной кислоты 30, лаурилсульфата натрия 0,5, хромирование осуществлялось при плотности тока 120 А/дм², pH 6,5 на изделия из цинкового сплава ЦАМ типа дверных ручек, элементов фурнитуры, с отверстиями и резьбами. В результате получено блестящее покрытие с голубоватым оттенком толщиной 1,5 мкм без непокрытых участков по всей поверхности.

Пример 2. В электролите, содержащем, г/л: хромокалиевых квасцов 260, щавелевой кислоты 126, сульфата аммония 66, моющего средства "Прогресс" 0,5, хромирование осуществлялось при плотности тока 150 А/дм², pH 9,5 на латунные корпуса часов. В результате получено блестящее покрытие с голубоватым оттенком толщиной 2 мкм без непокрытых участков по всей поверхности, в том числе и на внутренней резьбе.

Повышенная кроющая способность электролита по данному способу не требует применения дополнительных анодов при хромировании сложнопрофилированных изделий.

Claims

1. Способ электрохимического нанесения хромовых покрытий на металлы и сплавы, включающий хромирование в электролите, содержащем соединение трехвалентного хрома, двухосновную карбоновую кислоту и поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что хромирование ведут при плотности тока 3 - 300 А/дм², pH 5 - 12 в электролите, дополнительно содержащем соль аммония при следующем соотношении компонентов, моль/л:
Соединение трехвалентного хрома в пересчете на металл - 0,3 - 1,0
Двухосновная карбоновая кислота - 0,6 - 3,0
Соль аммония в пересчете на аммиак - 0,6 - 4,0
Поверхностно-активное вещество, г/л - 0,05 - 1,0
при этом молярное соотношение трехвалентного хрома, двухосновной карбоновой кислоты и аммиака составляет 1 : (2 - 3) : (2 - 4).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в электролит вводят буферную добавку в количестве до 0,7 моль/л.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что хромирование сложнопрофилированных изделий из меди и ее сплавов, никеля, стали, в том числе с медным и никелевым покрытием, ведут при pH 7 - 11.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что хромирование алюминия, цинка и их сплавов ведут при pH 6 - 8.