RU2231578C1 - Method of electrolytic deposition of iron-vanadium alloy - Google Patents
Method of electrolytic deposition of iron-vanadium alloy Download PDFInfo
- 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
Links
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
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)
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)
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 |
-
2002
- 2002-11-12 RU RU2002130286/02A patent/RU2231578C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. Т.1. Под ред. М.А. Шлугера. - М.: Машиностроение, 1985, с.195, 196. * |
Cited By (1)
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 |