RU2263727C2 - Method for electrolytic deposition of iron-aluminum alloy - Google Patents
Method for electrolytic deposition of iron-aluminum alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2263727C2 RU2263727C2 RU2003131541/02A RU2003131541A RU2263727C2 RU 2263727 C2 RU2263727 C2 RU 2263727C2 RU 2003131541/02 A RU2003131541/02 A RU 2003131541/02A RU 2003131541 A RU2003131541 A RU 2003131541A RU 2263727 C2 RU2263727 C2 RU 2263727C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chloride
- iron
- electrolyte
- coating
- deposition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электролитического осаждения твердых, износостойких покрытий, в частности железоалюминиевых 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-aluminum coatings used to restore and harden the surfaces of parts.
Известен способ электролитического осаждения из хлористого электролита железнения, содержащего 200-250 кг/м3 хлористого железа и 2-3 кг/м3 соляной кислоты (Мелков М.П. Твердое осталивание автотракторных деталей. М., "Транспорт", 1971, с. 19-20). Однако этот электролит работает при высокой температуре (60-80°С) и обеспечивает получение покрытий со значением микротвердости 4500-6500 МПа.A known method of electrolytic deposition from ferrous chloride electrolyte containing 200-250 kg / m 3 of ferric chloride and 2-3 kg / m 3 of hydrochloric acid (Melkov MP Solid cooling of automotive parts. M., "Transport", 1971, p . 19-20). However, this electrolyte operates at a high temperature (60-80 ° C) and provides coatings with a microhardness value of 4500-6500 MPa.
За прототип взят известный способ электролитического осаждения сплава железо-алюминий из электролита, содержащего: хлористый алюминий, железо хлористое, хлористый калий (натрий), соляную кислоту, глицерин. Процесс ведут на постоянном токе при температуре 20-100°С и катодной плотности тока 5-100 А/дм2 (А.с. №377432, МПК С 23 b 5/32. Способ электролитического осаждения сплава железо-алюминий). Недостатком данного способа является ограниченная микротвердость покрытия, низкая прочность сцепления покрытия с основой, низкая скорость осаждения покрытия и использование высоких температур электролита, низкая износостойкость.The prototype is a known method of electrolytic deposition of an iron-aluminum alloy from an electrolyte containing: aluminum chloride, iron chloride, potassium chloride (sodium), hydrochloric acid, glycerin. The process is carried out with direct current at a temperature of 20-100 ° C and a cathode current density of 5-100 A / dm 2 (A.S. No. 377432, IPC C 23 b 5/32. Method of electrolytic deposition of an iron-aluminum alloy). The disadvantage of this method is the limited microhardness of the coating, low adhesion of the coating to the base, low coating deposition rate and the use of high electrolyte temperatures, low wear resistance.
Для устранения вышеперечисленных недостатков предлагается способ электролитического осаждения сплава железо-алюминий, который имеет высокую производительность за счет применения переменного асимметричного тока. 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. Осаждение происходит из электролита, содержащего хлористый алюминий, железо хлористое (II), хлористый калий (натрий), соляную кислоту при следующем соотношении компонентов, кг/м3:To eliminate the above disadvantages, a method for electrolytic deposition of an iron-aluminum alloy is proposed, which has high productivity due to the use of an alternating asymmetric current. 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. Precipitation occurs from an electrolyte containing aluminum chloride, iron chloride (II), potassium chloride (sodium), hydrochloric acid in the following ratio of components, kg / m 3 :
Электролиз ведется при температуре 20-40°С на переменном асимметричном токе с интервалом катодных плотностей тока 30-70 А/дм2 и коэффициентом асимметрии β=1,2-6. Кислотность электролита находится в пределах рН 0,8.The electrolysis is carried out at a temperature of 20-40 ° C with an alternating asymmetric current with an interval of cathode current densities of 30-70 A / dm 2 and an asymmetry coefficient β = 1.2-6. The acidity of the electrolyte is in the range of pH 0.8.
Электролит получают соединением водного раствора хлористого железа, хлористого алюминия и хлористого калия (натрия).The electrolyte is obtained by combining an aqueous solution of ferric chloride, aluminum chloride and potassium chloride (sodium).
Хлористый алюминий находится в пределах 50-600 кг/м3. Нижний предел обусловлен тем, что при содержании менее 50 кг/м3 хлористого алюминия, не происходит заметного изменения физико-механических свойств покрытия. Верхний предел ограничивается содержанием хлористого алюминия 600 кг/м3. При содержании больше 600 кг/м3 происходит интенсивное образование окислов алюминия, что резко снижает физико-механические свойства электролитического покрытия.Aluminum chloride is in the range of 50-600 kg / m 3 . The lower limit is due to the fact that when the content of less than 50 kg / m 3 aluminum chloride, there is no noticeable change in the physico-mechanical properties of the coating. The upper limit is limited to an aluminum chloride content of 600 kg / m 3 . When the content is more than 600 kg / m 3 there is an intensive formation of aluminum oxides, which sharply reduces the physical and mechanical properties of the electrolytic coating.
Концентрация хлористого железа находится в пределах 300-450 кг/м3. 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 300-450 kg / m 3 . The lower limit indicates the zone of minimum viscosity. The upper limit shows the zone of maximum electrical conductivity (Shvetsov AN Fundamentals of the restoration of parts by ostalivanie. Omsk, 1973, p.77-79).
Содержание соляной кислоты находится в пределах 0,5-1,5 кг/м3. 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 0,5 кг/м3 происходит сильное защелачивание прикатодного слоя. Гидроокись, образующаяся в прикатодном слое, включается в покрытие и этим ухудшает их структуру.The content of hydrochloric acid is in the range of 0.5-1.5 kg / m 3 . 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 0.5 kg / m 3 there is a strong alkalization of the cathode layer. Hydroxide formed in the near-cathode layer is included in the coating and this worsens their structure.
Хлористый калий (натрий) находится в пределах 80-100 кг/м3. Нижний предел обусловлен тем, что при содержании менее 80 кг/м3 хлористого калия (натрия), не происходит заметного изменения физико-механических свойств покрытия. Верхний предел ограничивается содержанием хлористого калия (натрия) 100 кг/м3. При содержании больше 100 кг/м3 происходит интенсивное образование окислов калия (натрия), что резко снижает физико-механические свойства электролитического покрытия.Potassium chloride (sodium) is in the range of 80-100 kg / m 3 . The lower limit is due to the fact that when the content is less than 80 kg / m 3 potassium chloride (sodium), there is no noticeable change in the physico-mechanical properties of the coating. The upper limit is limited by the content of potassium chloride (sodium) of 100 kg / m 3 . When the content is more than 100 kg / m 3 there is an intensive formation of potassium (sodium) oxides, which sharply reduces the physical and mechanical properties of the electrolytic coating.
Температурный интервал находится в пределах 20-40°С. Нижний предел ограничен диффузионными свойствами электролита. Движение ионов замедленное и скорость осаждения покрытия низкая. Выше 40°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 20-40 ° 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 40 ° 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 40-80 А/дм2. Ниже 40 А/дм2 плотность тока использовать не целесообразно, т.к. процесс электролиза имеет низкую скорость осаждения покрытия. При катодной плотности тока выше 80 А/дм2 происходит сильное дендритообразование и резко снижается выход по току.The cathodic current density is in the range of 40-80 A / dm 2 . Below 40 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 80 A / dm 2 , strong dendritic formation occurs and the current efficiency decreases sharply.
Начало осаждения покрытия проходит при коэффициенте асимметрии β=1,2, который обеспечивает высокую сцепляемость покрытия с основой, Gсц=350 МПа. Если коэффициент асимметрии ниже 1,2, осаждение 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, и качество покрытий ухудшается. Благодаря разным значениям коэффициента асимметрии можно получать покрытия с различными физико-механическими свойствами.The beginning of coating deposition takes place with an asymmetry coefficient β = 1.2, which provides high adhesion of the coating to the substrate, Gst = 350 MPa. If the asymmetry coefficient is lower than 1.2, precipitation 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 constant current, and the quality of the coatings deteriorates. 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-алюминий являются условия, приведенные в примере:Based on the tests, the optimal conditions for the method of electrodeposition of the iron-aluminum alloy are the conditions given in the example:
Электролит состоит из следующих компонентов в количестве, кг/м3:The electrolyte consists of the following components in quantities, kg / m 3 :
Процесс электролитического осаждения покрытия ведут при температуре 40°С и катодной плотности тока 40 А/дм2. Процесс осаждения начинают с β=1,2 и постепенно в течение 3-5 минут повышают до β=6. Покрытие имеет Gсц=350 МПа, микротвердость Нμ=8000 МПа, скорость осаждения 0,35 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 40 A / DM 2 . The deposition process begins with β = 1.2 and is gradually increased to β = 6 over 3-5 minutes. The coating has Gst = 350 MPa, microhardness Нμ = 8000 MPa, deposition rate of 0.35 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 |
---|---|---|---|
RU2003131541/02A RU2263727C2 (en) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | Method for electrolytic deposition of iron-aluminum alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003131541/02A RU2263727C2 (en) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | Method for electrolytic deposition of iron-aluminum alloy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003131541A RU2003131541A (en) | 2005-04-20 |
RU2263727C2 true RU2263727C2 (en) | 2005-11-10 |
Family
ID=35634465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003131541/02A RU2263727C2 (en) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | Method for electrolytic deposition of iron-aluminum alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2263727C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2484185C1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова Министерства сельского хозяйства Российской Федерации | Wear-resistant coating production method |
RU2486294C1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова Министерства сельского хозяйства Российской Федерации | Method for electrolytic deposition of iron-aluminium alloy |
-
2003
- 2003-10-27 RU RU2003131541/02A patent/RU2263727C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2484185C1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова Министерства сельского хозяйства Российской Федерации | Wear-resistant coating production method |
RU2486294C1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова Министерства сельского хозяйства Российской Федерации | Method for electrolytic deposition of iron-aluminium alloy |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003131541A (en) | 2005-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FR2699556A1 (en) | Baths for forming an electrolytic deposit of copper and process for electrolytic deposition using this bath. | |
GB2144769A (en) | Zinc and zinc alloy electroplating | |
CA2230330A1 (en) | Alkaline zinc and zinc alloy electroplating baths and processes | |
JP3946957B2 (en) | Zinc and zinc alloy electroplating additive and electroplating method | |
US2693444A (en) | Electrodeposition of chromium and alloys thereof | |
US3326782A (en) | Bath and method for electroforming and electrodepositing nickel | |
RU2263727C2 (en) | Method for electrolytic deposition of iron-aluminum alloy | |
Correia et al. | Anodic linear sweep voltammetric analysis of Ni–Co alloys electrodeposited from dilute sulfate baths | |
RU2241074C1 (en) | Method for electrolytic deposition of iron/manganese/ phosphorus alloy | |
RU2705843C1 (en) | Method for electrolytic deposition of iron-boron alloy | |
RU2486294C1 (en) | Method for electrolytic deposition of iron-aluminium alloy | |
RU2250936C1 (en) | Method for electrolytic deposition of iron-boron alloy-based coat | |
RU2164560C1 (en) | Method of electrodeposition of iron-phosphorus alloy | |
RU2192509C2 (en) | Method of electrolytic deposition of iron-tungsten alloy | |
RU2230836C1 (en) | Method for electrolytic deposition of iron-cobalt alloy | |
RU2285065C1 (en) | Method of electrolytic deposition of iron-chromium alloy | |
RU2231578C1 (en) | Method of electrolytic deposition of iron-vanadium alloy | |
RU2401328C1 (en) | Method of electrolytic depostion of iron-vanadium-cobalt alloy | |
RU2230139C1 (en) | Method of electrolytic deposition of an iron-titanium alloy | |
RU2239672C2 (en) | Method of an electrolytic deposition of iron-molybdenum-cobalt alloy | |
RU2816237C1 (en) | Electrolytic deposition method of iron coating | |
JPH025833B2 (en) | ||
US20040031694A1 (en) | Commercial process for electroplating nickel-phosphorus coatings | |
RU2250935C1 (en) | Electrolyte for coat deposition | |
RU2174163C1 (en) | Method of electrodeposition of ferromolybdenum alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051028 |