RU2174163C1 - Способ электролитического осаждения сплава железо - молибден - Google Patents
Способ электролитического осаждения сплава железо - молибденInfo
- Publication number
- RU2174163C1 RU2174163C1 RU2000104387A RU2000104387A RU2174163C1 RU 2174163 C1 RU2174163 C1 RU 2174163C1 RU 2000104387 A RU2000104387 A RU 2000104387A RU 2000104387 A RU2000104387 A RU 2000104387A RU 2174163 C1 RU2174163 C1 RU 2174163C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deposition
- coatings
- iron
- electrolyte
- ammonium molybdate
- Prior art date
Links
- 229910001309 Ferromolybdenum Inorganic materials 0.000 title abstract 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 title description 3
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 2
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 claims abstract description 13
- QGAVSDVURUSLQK-UHFFFAOYSA-N Ammonium heptamolybdate Chemical compound N.N.N.N.N.N.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Mo].[Mo].[Mo].[Mo].[Mo].[Mo].[Mo] QGAVSDVURUSLQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L Iron(II) chloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims description 3
- -1 iron - molybdenum Chemical compound 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002751 molybdenum Chemical class 0.000 claims 1
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K Iron(III) chloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 2qpq Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 101700056286 HPGDS Proteins 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L Iron(II) sulfate Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N Sodium molybdate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxyl anion Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical class [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011684 sodium molybdate Substances 0.000 description 1
- 235000015393 sodium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области электролитического осаждения твердых износостойких покрытий, в частности железомолибденовых покрытий, применяемых для восстановления и упрочнения поверхностей деталей. Осаждение ведут на переменном асимметричном токе с коэффициентом асимметрии 1,2-6 из электролита, содержащего, г/л: хлористое железо - 350-400; молибдат аммония - 0,2-1,2; лимонная кислота - 2-8, соляная кислота 0,5-2, при 20-50°С и катодной плотности тока 35-40 А/дм2. Технический результат - повышение микротвердости, силы сцепления покрытия с основой и скорости осаждения при низкой температуре.
Description
Изобретение относится к области электролитического осаждения твердых, износостойких покрытий, в частности железомолибденовых покрытий, применяемых для восстановления и упрочнения поверхностей деталей.
Известен способ электролитического осаждения из хлористого электролита железнения, содержащего 200-250 г/л хлористого железа и 2-3 г/л соляной кислоты. (Мелков М.П. Твердое осталивание автотракторных деталей. М., "Транспорт", 1971, с. 19- 20). Электролит работает при температуре 60-80oC и обеспечивает получение покрытий со значением микротвердости 4500-6500 МПа. Недостатком данного способа является высокая температура и получение покрытия с низкой микротвердостью поверхности.
За прототип взят способ осаждения из электролита, содержащего молибдат натрия 30 г/л, сернокислое железо 2-10 г/л, лимонную кислоту 20 г/л, аммиак 3-9 г/л. Электролит работает при 40-60oC и позволяет получать покрытия микротвердостью до 7000 МПа при интервале катодных плотностей тока 0,7-1 А/дм2 (Вячеславов П.М. Электролитическое осаждение сплавов. Л., "Машиностроение", 1977, с. 71-72).
Этот способ малопроизводителен и экономически неэффективен при осаждении покрытий, т. к. имеет низкий интервал катодных плотностей постоянного тока, низкую скорость осаждения и слабую сцепляемость покрытия с основой, а также необходимость подогрева электролита.
Для получения покрытий высокого качества с повышенной микротвердостью и сцепляемостью, для повышения производительности труда за счет повышения скорости осаждения и проведения процесса электролиза при низкой температуре предлагается способ электролитического осаждения сплава железо-молибден из электролита, содержащего соль железа, соль молибденовой кислоты, лимонную кислоту и воду. Новым является то, что осаждение ведут на переменном асимметричном токе с коэффициентом асимметрии 1,2-6 при 20-50oC и интервале катодных плотностей тока 35-40 А/дм2 из электролита, дополнительно содержащего соляную кислоту. В качестве соли железа берут хлористое железо (II), в качестве соли молибденовой кислоты - молибдат аммония, при следующем соотношении компонентов, г/л:
Хлористое железо - 350-400
Молибдат аммония - 0,2-1,2
Лимонная кислота - 2-8
Соляная кислота - 0,5-2,0
Данный электролит получают соединением хлористого железа и молибдата-цитратного комплекса. Молибдата-цитратный комплекс предварительно получают из молибдата аммония и лимонной кислоты. Количество молибдата аммония находится в интервале 0,2-1,2 г/л. Ниже 0,2 г/л применение молибдата аммония нецелесообразно, т.к. получаемые покрытия по микротвердости близки к покрытиям твердым железом. Выше 1,2 г/л применение молибдата аммония приводит к образованию окислов молибдена, что резко ухудшает качество покрытия, снижает микротвердость покрытия. Наиболее оптимальным является содержание молибдата аммония 0,8 г/л. Получаемое покрытие имеет микротвердость порядка 8400 МПа.
Хлористое железо - 350-400
Молибдат аммония - 0,2-1,2
Лимонная кислота - 2-8
Соляная кислота - 0,5-2,0
Данный электролит получают соединением хлористого железа и молибдата-цитратного комплекса. Молибдата-цитратный комплекс предварительно получают из молибдата аммония и лимонной кислоты. Количество молибдата аммония находится в интервале 0,2-1,2 г/л. Ниже 0,2 г/л применение молибдата аммония нецелесообразно, т.к. получаемые покрытия по микротвердости близки к покрытиям твердым железом. Выше 1,2 г/л применение молибдата аммония приводит к образованию окислов молибдена, что резко ухудшает качество покрытия, снижает микротвердость покрытия. Наиболее оптимальным является содержание молибдата аммония 0,8 г/л. Получаемое покрытие имеет микротвердость порядка 8400 МПа.
Содержание лимонной кислоты находится в пределах 2-8 г/л. Нижний предел обусловлен тем, что лимонная кислота является связующим звеном молибдата аммония и хлористого железа и при концентрации менее 2 г/л не происходит связи в соединении, не получается качественный электролит. Верхний предел ограничен с экономической точки зрения, т.к. при концентрации больше 8 г/л лимонной кислоты не происходит изменения качества электролита и покрытия. Лимонная кислота выступает в электролите как стабилизатор и предотвращает образование трехвалентного железа.
Концентрация хлористого железа находится в пределах 350-400 г/л. Нижний предел показывает зону минимальной вязкости. Верхний предел показывает зону максимальной электропроводности. (Швецов А.Н. Основы восстановления деталей осталиванием. Омск, 1973, с.77 - 79).
Для поддержания кислотности электролита добавляется соляная кислота в количестве 0,5 - 2 г/л. Верхний предел установлен из экономических соображений, электроосаждение железа на катоде происходит с одновременным разряжением водорода. С повышением содержания соляной кислоты резко увеличивается количество разряжающегося водорода и падает выход по току. Нижний предел выбран по качественным характеристикам электролитического сплава. При содержании соляной кислоты меньше 0,5 г/л происходит сильное защелачивание прикатодного слоя. Гидроокись, образующаяся в прикатодном слое, включается в покрытие и этим ухудшает его структуру. Наиболее оптимальным вариантом данного электролита является содержание соляной кислоты 1,5 г/л.
Асимметричный ток дает возможность вести процесс при пониженной температуре 20 - 50oC. Нижний предел ограничен диффузионными свойствами электролита. Движение ионов замедленное и скорость осаждения низкая. Выше 50oC использовать осаждение покрытий невыгодно, т.к. получаемые покрытия имеют низкую микротвердость.
Катодная плотность тока находится в пределах 35 - 40 А/дм2. Ниже 35 А/дм2 плотность тока использовать нецелесообразно, т.к. процесс имеет низкую скорость осаждения покрытия. При катодной плотности тока больше 40 А/дм2 происходит интенсивное дендритообразование и снижается выход по току.
Процесс осаждения покрытия происходит на переменном асимметричном токе с коэффициентом асимметрии 1,2 - 6. Начало осаждения проходит 2 - 3 минуты при коэффициенте асимметрии β = 1,2 - 1,5. При этом образуется покрытие пониженной твердости, которое имеет высокую сцепляемость с основой.
Gсц = 300МПа. Потом происходит постепенное уменьшение анодной составляеющей до коэффициента асимметрии β = 6, который характеризуется стабильной скоростью осаждения и высокой микротвердостью покрытия. Дальнейшее повышение β не рекомендуется, т.к. процесс не отличается от осаждения на постоянном токе.
На основе проведенных испытаний оптимальным режимом являются условия, приведенные в примере.
Для получения электролита сначала готовится молибдатоцитратный комплекс, включающий молибдат аммония 0,8 г/л и лимонную кислоту 5 г/л. Потом полученный комплекс соединяют с хлористым железом 350 г/л и соляной кислотой 1,5 г/л. Хлористое железо, молибдат аммония и лимонная кислота растворяются в дистиллированной воде. Анодом служит малоуглеродистая сталь. Предварительно деталь подвергается обезжириванию венской известью и анодной обработке в растворе 30% серной кислоты. Электроосаждение происходит при 40oC на переменном асимметричном токе с начальным коэффициентом асимметрии 1,2 в течение 2-3 мин и последующим осаждением при β = 5 с катодной плотностью тока 40 А/дм2.
Предлагаемый способ имеет высокую производительность за счет применения переменного асимметричного тока. Он экономически эффективен, т.к. осаждение покрытия происходит при высокой катодной плотности тока и имеет высокую скорость осаждения покрытия. Покрытия, полученные предлагаемым способом, обладают высокой микротвердостью и износостойкостью, что позволяет их использовать в народном хозяйстве для восстановления и упрочнения поверхностей деталей машин.
Claims (1)
- Способ электролитического осаждения сплава железо - молибден из электролита, содержащего соль железа, соль молибденовой кислоты, лимонную кислоту и воду, отличающийся тем, что осаждение ведут на переменном асимметричном токе с коэффициентом асимметрии 1,2 - 6 при 20 - 50°С и интервале катодных плотностей тока 35-40 А/дм2 из электролита, дополнительно содержащего соляную кислоту, при этом в качестве соли железа берут хлористое железо (II), а в качестве соли молибденовой кислоты - молибдат аммония, при следующем соотношении компонентов, г/л:
Хлористое железо (II) - 350 - 400
Молибдат аммония - 0,2-1,2
Лимонная кислота - 2 - 8
Соляная кислота - 0,5 - 2,0
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2174163C1 true RU2174163C1 (ru) | 2001-09-27 |
Family
ID=
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВЯЧЕСЛАВОВ П.М. Электролитическое осаждение сплавов. -Л.: Машиностроение, 1977, с.72. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2432893A (en) | Electrodeposition of nickeltungsten alloys | |
| CN103757672B (zh) | 一种锌锡合金电镀方法 | |
| CN101387000A (zh) | 无氰预镀铜工艺方法 | |
| US2693444A (en) | Electrodeposition of chromium and alloys thereof | |
| JPS6038478B2 (ja) | 金‐コバルト合金を電気めつきする方法 | |
| US20070295608A1 (en) | Electrolytic Method For Phosphating Metallic Surfaces And Metall Layer Phosphated Thereby | |
| US4690735A (en) | Electrolytic bath compositions and method for electrodeposition of amorphous chromium | |
| RU2174163C1 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо - молибден | |
| JPS60228693A (ja) | Ｚｎ−Ｎｉ合金めつき鋼板の製造方法 | |
| RU2239672C2 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо-молибден-кобальт | |
| US2546150A (en) | Method for securing adhesion of electroplated coatings to a metal base | |
| RU2169799C1 (ru) | Электролит для осаждения покрытия | |
| RU2192509C2 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо-вольфрам | |
| Narasimhamurthy et al. | Electrodeposition of zinc-iron from an alkaline sulfate bath containing triethanolamine | |
| RU2705843C1 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо-бор | |
| RU2401328C1 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо-ванадий-кобальт | |
| RU2230836C1 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо-кобальт | |
| RU2263727C2 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо - алюминий | |
| RU2241074C1 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо-марганец-фосфор | |
| RU2285065C1 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо-хром | |
| RU2231578C1 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо-ванадий | |
| RU2230139C1 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо-титан | |
| US2432894A (en) | Electrodeposition of iron-tungsten alloys | |
| RU2250935C1 (ru) | Электролит для осаждения покрытия | |
| JP2522101B2 (ja) | ニッケル―モリブデン合金めっき浴及びめっき方法 |