RU2231578C1 - Method of electrolytic deposition of iron-vanadium alloy - Google Patents

Method of electrolytic deposition of iron-vanadium alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2231578C1
RU2231578C1 RU2002130286/02A RU2002130286A RU2231578C1 RU 2231578 C1 RU2231578 C1 RU 2231578C1 RU 2002130286/02 A RU2002130286/02 A RU 2002130286/02A RU 2002130286 A RU2002130286 A RU 2002130286A RU 2231578 C1 RU2231578 C1 RU 2231578C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
deposition
iron
covers
current
electrolyte
Prior art date
Application number
RU2002130286/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002130286A (en
Inventor
В.И. Серебровский (RU)
В.И. Серебровский
Л.Н. Серебровска (RU)
Л.Н. Серебровская
В.В. Серебровский (RU)
В.В. Серебровский
ев Н.В. Кон (RU)
Н.В. Коняев
Original Assignee
Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова filed Critical Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова
Priority to RU2002130286/02A priority Critical patent/RU2231578C1/en
Publication of RU2002130286A publication Critical patent/RU2002130286A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2231578C1 publication Critical patent/RU2231578C1/en

Links

Landscapes

  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Abstract

FIELD: methods of electrolytic deposition of solid hard-wearing covers.
SUBSTANCE: the invention presents a method of electrolytic deposition of solid hard-wearing covers, in particular the iron - vanadium covers used for recovery and a reinforcement of surfaces of components. The method provides for deposition of iron - vanadium cover from an electrolyte containing (in g\l): iron chloride - 350-400, metavanadate of an ammonium - 5-30, hydrochloric acid - 1.5-2.0, use of a variable asymmetric current with a coefficient of skewness - 1.2-6 and frequency of the current of 50 Hz at the temperature of electrolyte 30-50°С, an interval of the current cathodic densities of 30-60 А/decimeter. The technical result is an increase of microsolidity, wear resisting property, thickness of covers and speeds of their deposition.
EFFECT: the invention allows to increase of microsolidity, wear resisting property, thickness of covers and speeds of their deposition.

Description

Изобретение относится к области электролитического осаждения твердых износостойких покрытий, в частности железованадиевых покрытий, применяемых для восстановления и упрочнения поверхностей деталей.The invention relates to the field of electrolytic deposition of hard wear-resistant coatings, in particular iron-vanadium coatings used to restore and harden the surfaces of parts.

Известен способ электролитического осаждения из хлористого электролита, содержащего хлорид железа (II) 90 г/л, метаванадат аммония 30 г/л, хлорид натрия и воду. Покрытие осаждается на постоянном токе при катодной плотности тока 5-12 г/л. (Васько А.Т. и Ковач С.К. Электрохимия тугоплавких металлов. Киев: Техника, 1983, с.92). Недостатком данного способа является высокая шероховатость получаемого покрытия и плохое его сцепление с металлической основой.A known method of electrolytic deposition from a chloride electrolyte containing iron (II) chloride 90 g / l, ammonium metavanadate 30 g / l, sodium chloride and water. The coating is deposited at a constant current at a cathodic current density of 5-12 g / l. (Vasko A.T. and Kovach S.K. Electrochemistry of refractory metals. Kiev: Technique, 1983, p. 92). The disadvantage of this method is the high roughness of the resulting coating and its poor adhesion to the metal base.

За прототип взят известный способ электролитического осаждения сплава железо-ванадий из электролита, содержащего хлорид железа (II) 90 г/л, метаванадат аммония 30 г/л, хлорид натрия 80 г/л. Осаждение покрытия ведут в режиме импульсного униполярного тока при плотности тока 300-1300 А/дм2, частота импульсов 0,03-0,07 с (а.с. №1758091 МПК C 25 D 5/18, 3/56. Способ получения железо-ванадиевого покрытия. Авт. О.И.Ахмеров, B.C.Кондратьев, А.М.Кудлай). Недостатком данного способа является низкая микротвердость и износостойкость получаемого покрытия, низкая скорость осаждения покрытия.The prototype is a known method of electrolytic deposition of an iron-vanadium alloy from an electrolyte containing iron (II) chloride 90 g / l, ammonium metavanadate 30 g / l, sodium chloride 80 g / l. The deposition of the coating is carried out in the mode of a pulsed unipolar current at a current density of 300-1300 A / dm 2 , the pulse frequency of 0.03-0.07 s (AS No. 1758091 IPC C 25 D 5/18, 3/56. The method of obtaining iron-vanadium coating Auth. OI Akhmerov, BC Kondratyev, AM Kudlai). The disadvantage of this method is the low microhardness and wear resistance of the resulting coating, low deposition rate of the coating.

Для повышения микротвердости, износостойкости получаемых покрытий, скорости осаждения и толщины покрытия предлагается способ электролитического осаждения сплава железо-ванадий из электролита, содержащего, г/л:To increase the microhardness, wear resistance of the resulting coatings, deposition rate and coating thickness, a method for electrolytic deposition of an iron-vanadium alloy from an electrolyte containing, g / l:

Хлористое железо 350-400Ferric Chloride 350-400

Метаванадат аммония 5-30Ammonium Metavanadate 5-30

Соляная кислота 1,5-2Hydrochloric acid 1.5-2

Процесс осаждения ведут на переменном асимметричном токе с частотой 50 Гц, начиная с коэффициента асимметрии 1,2 и повышая до 6, катодной плотности тока 30-60 А/дм2, температуре электролита 30-50°С. Кислотность электролита рН 0,8-1,2. Он экономически эффективен, т.к. осаждение происходит при высоких катодных плотностях тока и низких температурах электролита, что обеспечивает высокую скорость осаждения покрытий. Получаемые покрытия обладают высокой прочностью сцепления с основой, высокой микротвердостью и износостойкостью.The deposition process is conducted on an alternating asymmetric current with a frequency of 50 Hz, starting from an asymmetry coefficient of 1.2 and increasing to 6, a cathode current density of 30-60 A / dm 2 , and an electrolyte temperature of 30-50 ° C. The acidity of the electrolyte is pH 0.8-1.2. It is cost effective because deposition occurs at high cathodic current densities and low electrolyte temperatures, which ensures a high deposition rate of coatings. The resulting coatings have high adhesion to the base, high microhardness and wear resistance.

Электролит получают соединением хлористого железа и метаванадата аммония.The electrolyte is obtained by combining iron chloride and ammonium metavanadate.

Концентрация хлористого железа находится в пределах 300-400 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).The concentration of ferric chloride is in the range of 300-400 g / l. The lower limit indicates the zone of minimum viscosity. The upper limit indicates the zone of maximum electrical conductivity. (Shvetsov A.N. Fundamentals of the restoration of parts by ostalivanie. Omsk, 1973, p.

Количество метаванадата аммония находится в интервале 5-30 г/л. Ниже 5 г/л применение метаванадата аммония нецелесообразно т.к. получаемое покрытие по твердости близко к покрытию твердым железом. Выше 30 г/л применение метаванадата аммония приводит к образованию окислов ванадия, что резко ухудшает качество покрытия, снижает твердость покрытия. Наиболее оптимальным является содержание метаванадата аммония 25 г/л. Получаемое покрытие имеет микротвердость порядка 8500 МПа.The amount of ammonium metavanadate is in the range of 5-30 g / l. Below 5 g / l, the use of ammonium metavanadate is impractical because the resulting hardness coating is close to hard iron coating. Above 30 g / l, the use of ammonium metavanadate leads to the formation of vanadium oxides, which sharply worsens the quality of the coating and reduces the hardness of the coating. The most optimal is the content of ammonium metavanadate 25 g / l. The resulting coating has a microhardness of the order of 8500 MPa.

Содержание соляной кислоты находится в пределах 1,5-2,0 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 структур электролитического железа. При содержании соляной кислоты меньше 1,5 г/л происходит сильное защелачивание прикатодного слоя. Гидроокись, образующаяся в прикатодном слое, включается и покрытия и этим ухудшает их структуру.The content of hydrochloric acid is in the range of 1.5-2.0 g / l. The upper limit is set for economic reasons, the electrodeposition of iron at the cathode occurs with the simultaneous discharge of hydrogen. With an increase in the content of hydrochloric acid, the amount of discharging hydrogen sharply increases and the current efficiency decreases. The lower limit is selected according to the qualitative characteristics of the structures of electrolytic iron. When the content of hydrochloric acid is less than 1.5 g / l, strong alkalization of the cathode layer occurs. The hydroxide formed in the near-cathode layer also turns on the coatings and this worsens their structure.

Температурный интервал находится в пределах 30-50°С. Нижний предел ограничен диффузионными свойствами электролита. Движение ионов замедленное и скорость осаждения покрытия низкая. Выше 50°С использование электролита невыгодно с экономической точки зрения. Качественного изменения покрытия не происходит, однако увеличиваются затраты на подогрев электролита.The temperature range is in the range of 30-50 ° C. The lower limit is limited by the diffusion properties of the electrolyte. The ion motion is slow and the deposition rate of the coating is low. Above 50 ° C, the use of electrolyte is unprofitable from an economic point of view. A qualitative change in the coating does not occur, but the cost of heating the electrolyte increases.

Катодная плотность тока находится в пределах 30-60 А/дм2. Ниже 30 А/дм2 плотность тока использовать не целесообразно, т.к. процесс электролиза имеет низкую скорость осаждения покрытия. При катодной плотности тока выше 60 А/дм2 происходит сильное дендритообразование и резко снижается выход по току.The cathodic current density is in the range of 30-60 A / dm 2 . Below 30 A / dm 2 the current density is not advisable to use, because The electrolysis process has a low coating deposition rate. At a cathodic current density above 60 A / dm 2 , strong dendritic formation occurs and the current efficiency decreases sharply.

Начало осаждения покрытия происходит начиная с коэффициента асимметрии β=1,2, который обеспечивает высокую сцепляемость покрытия с основой Gсц=300 МПа. Если коэффициент асимметрии ниже 1,2, процесс осаждения не происходит. В процессе электроосаждения коэффициент асимметрии постепенно повышают до β=6, который характеризуется высокой и стабильной скоростью осаждения покрытия. Дальнейшее повышение коэффициента асимметрии не рекомендуется, т.к. с дальнейшим снижением анодной составляющей процесс переходит на режим, близкий к постоянному току. Благодаря разным значениям коэффициента асимметрии можно получать покрытия с различными физико-механическими свойствами.The beginning of coating deposition starts from the asymmetry coefficient β = 1.2, which provides a high adhesion of the coating to the base Gst = 300 MPa. If the asymmetry coefficient is lower than 1.2, the deposition process does not occur. In the process of electrodeposition, the asymmetry coefficient is gradually increased to β = 6, which is characterized by a high and stable deposition rate of the coating. A further increase in the asymmetry coefficient is not recommended, because with a further decrease in the anode component, the process switches to a mode close to direct current. Due to the different values of the asymmetry coefficient, it is possible to obtain coatings with various physical and mechanical properties.

На основе проведенных испытаний оптимальными условиями способа электроосаждения сплава железо-ванадий являются условия, приведенные в примере.Based on the tests performed, the optimal conditions for the electrodeposition method of an iron-vanadium alloy are the conditions described in the example.

Электролит состоит из следующих компонентов в количестве, г/л:The electrolyte consists of the following components in quantity, g / l:

Хлористое железо 400Ferric Chloride 400

Метаванадат аммония 25Ammonium Metavanadate 25

Соляная кислота 1,8Hydrochloric acid 1.8

Процесс электролитического осаждения покрытия ведут при температуре 40°С и катодной плотности тока 50 А/дм2. Анодом служит малоуглеродистая сталь. Предварительно деталь подвергается обезжириванию венской известью и анодной обработке в растворе 30% серной кислоты. Процесс осаждения начинают при β=1,2 и постепенно в течение 3-5 минут повышают до β=5. Покрытие имеет Gcц=300 МПа, микротвердость Нμ=8500 МПа, скорость осаждения 0,3 мм/ч.The process of electrolytic deposition of the coating is carried out at a temperature of 40 ° C and a cathodic current density of 50 A / DM 2 . Mild steel is the anode. Previously, the part is subjected to degreasing with Viennese lime and anode treatment in a solution of 30% sulfuric acid. The deposition process begins at β = 1.2 and is gradually increased to β = 5 over 3-5 minutes. The coating has Gcc = 300 MPa, microhardness Нμ = 8500 MPa, deposition rate of 0.3 mm / h.

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.The proposed method has high performance due to the use of alternating asymmetric current. It is cost effective because Coating deposition occurs at a high cathodic current density and has a high coating deposition rate. The coatings obtained by the proposed method have high microhardness and wear resistance, which allows them to be used in the national economy for the restoration and hardening of surfaces of machine parts.

Claims (1)

Способ электролитического осаждения сплава железо-ванадий из электролита, содержащего хлористое железо, метаванадат аммония, соляную кислоту, отличающийся тем, что осаждение ведут из электролита при следующем соотношении компонентов, г/л:The method of electrolytic deposition of an alloy of iron-vanadium from an electrolyte containing iron chloride, ammonium metavanadate, hydrochloric acid, characterized in that the deposition is from the electrolyte in the following ratio of components, g / l: Хлористое железо 350 - 400Ferric Chloride 350 - 400 Метаванадат аммония 5 - 30Ammonium Metavanadate 5 - 30 Соляная кислота 1,5 - 2,0Hydrochloric acid 1.5 - 2.0 на переменном асимметричном токе с коэффициентом асимметрии тока 1,2-6 и частоте тока 50 Гц при температуре электролита 30-50°С, интервале катодных плотностей тока 30-60 А/дм2.on alternating asymmetric current with a current asymmetry coefficient of 1.2-6 and a current frequency of 50 Hz at an electrolyte temperature of 30-50 ° C, an interval of cathodic current densities of 30-60 A / dm 2 .
RU2002130286/02A 2002-11-12 2002-11-12 Method of electrolytic deposition of iron-vanadium alloy RU2231578C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002130286/02A RU2231578C1 (en) 2002-11-12 2002-11-12 Method of electrolytic deposition of iron-vanadium alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002130286/02A RU2231578C1 (en) 2002-11-12 2002-11-12 Method of electrolytic deposition of iron-vanadium alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002130286A RU2002130286A (en) 2004-05-27
RU2231578C1 true RU2231578C1 (en) 2004-06-27

Family

ID=32846370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002130286/02A RU2231578C1 (en) 2002-11-12 2002-11-12 Method of electrolytic deposition of iron-vanadium alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2231578C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473718C2 (en) * 2007-10-05 2013-01-27 Криейт Нью Текнолоджи С.Р.Л. System and method for electrolytic application of coating from metal alloys

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. Т.1. Под ред. М.А. Шлугера. - М.: Машиностроение, 1985, с.195, 196. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473718C2 (en) * 2007-10-05 2013-01-27 Криейт Нью Текнолоджи С.Р.Л. System and method for electrolytic application of coating from metal alloys

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0175967B1 (en) Steel plate plated with zinc and method for preparation of the same
Naik et al. Electrodeposition of zinc from chloride solution
Galdikiene et al. Cathodic process in copper-tin deposition from sulphate solutions
JP2007508457A (en) Electrolytic method for phosphating metal surfaces and phosphated metal layers thereby
RU2231578C1 (en) Method of electrolytic deposition of iron-vanadium alloy
RU2230836C1 (en) Method for electrolytic deposition of iron-cobalt alloy
RU2263727C2 (en) Method for electrolytic deposition of iron-aluminum alloy
Stoychev et al. The influence of pulse frequency on the hardness of bright copper electrodeposits
RU2239672C2 (en) Method of an electrolytic deposition of iron-molybdenum-cobalt alloy
RU2401328C1 (en) Method of electrolytic depostion of iron-vanadium-cobalt alloy
RU2705843C1 (en) Method for electrolytic deposition of iron-boron alloy
RU2241074C1 (en) Method for electrolytic deposition of iron/manganese/ phosphorus alloy
US4049507A (en) Electrodepositing method
RU2230139C1 (en) Method of electrolytic deposition of an iron-titanium alloy
RU2174163C1 (en) Method of electrodeposition of ferromolybdenum alloy
RU2192509C2 (en) Method of electrolytic deposition of iron-tungsten alloy
RU2486294C1 (en) Method for electrolytic deposition of iron-aluminium alloy
RU2250936C1 (en) Method for electrolytic deposition of iron-boron alloy-based coat
RU2634555C2 (en) Method of electrolytic deposition of iron-cobalt alloy
RU2410473C1 (en) Method of electrolytic deposition of iron-titanium-cobalt alloy
SU699037A1 (en) Electrolyte for depositing nickel-phosphorus alloy coatings
RU2164560C1 (en) Method of electrodeposition of iron-phosphorus alloy
RU2110621C1 (en) Self-adjusting electrolyte for chrome plating
SU524866A1 (en) Electrolyte for deposition of zinc-nickel alloys
RU2664992C1 (en) Method for electrochemical deposition of highly filled composite chromium coatings with a developed surface structure

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041113