RU2280109C1 - Electrolyte for applying composition type nickel base electrochemical coatings - Google Patents

Electrolyte for applying composition type nickel base electrochemical coatings Download PDF

Info

Publication number
RU2280109C1
RU2280109C1 RU2005109184/02A RU2005109184A RU2280109C1 RU 2280109 C1 RU2280109 C1 RU 2280109C1 RU 2005109184/02 A RU2005109184/02 A RU 2005109184/02A RU 2005109184 A RU2005109184 A RU 2005109184A RU 2280109 C1 RU2280109 C1 RU 2280109C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrolyte
coatings
nickel
fullerene
nickel base
Prior art date
Application number
RU2005109184/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Николаевич Целуйкин (RU)
Виталий Николаевич Целуйкин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ)
Priority to RU2005109184/02A priority Critical patent/RU2280109C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2280109C1 publication Critical patent/RU2280109C1/en

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: electrolytic metallurgy.
SUBSTANCE: electrolyte contains, g/l: nickel sulfate, 220; nickel chloride, 45; sodium or potassium acetate, 30; fullerene C60, 0.025 - 0.050. Sliding friction coefficient of coatings applied with use of such electrolyte is lowered by 1.5 - 3 times.
EFFECT: lowered sliding friction coefficient of coatings.
1 tbl

Description

Изобретение относится к области гальванотехники и предназначено для получения композиционных электрохимических покрытий на основе никеля.The invention relates to the field of electroplating and is intended to produce composite electrochemical coatings based on nickel.

По мере развития гальванотехники все большее распространение получают композиционные покрытия, которые наносятся из электролитов суспензий, т.е. электролитов, модифицированных добавками высокодисперсных порошков или микроволокон, когда частицы дисперсной фазы при электроосаждении заращиваются металлом, закрепляясь на поверхности изделия в металлической матрице.With the development of electroplating, composite coatings that are applied from suspension electrolytes, i.e. electrolytes modified by the addition of finely divided powders or microfibers, when the particles of the dispersed phase are deposited by metal during electrodeposition, fixing on the surface of the product in a metal matrix.

Композиционные покрытия получают в тех случаях, когда предусматривается модифицирование поверхности металлических изделий для придания им новых свойств (повышение коррозионной устойчивости, снижение трения и износа, увеличение твердости и т.д.). Известен электролит для осаждения износостойких композиционных покрытий, имеющий следующий состав, г/л: сульфат никеля или кобальта 230-320; хлорид никеля или кобальта 30-60; карбид кремния или оксид алюминия 25-85; дисульфид молибдена 4-20 (Авторское свидетельство СССР №1805697, МПК С 25 D 15/00, заявлено 14.05.1990 // Изобретения. - 1995. - №29. - С.325). Недостатком данного электролита является высокое содержание частиц дисперсной фазы, что создает трудности при осаждении покрытия, возникают проблемы с равномерностью осадка по толщине, покрытие имеет склонность к отслаиванию.Composite coatings are obtained in cases where it is envisaged to modify the surface of metal products to give them new properties (increase corrosion resistance, reduce friction and wear, increase hardness, etc.). Known electrolyte for the deposition of wear-resistant composite coatings, having the following composition, g / l: Nickel or cobalt sulfate 230-320; nickel or cobalt chloride 30-60; silicon carbide or alumina 25-85; molybdenum disulfide 4-20 (USSR author's certificate No. 1805697, IPC C 25 D 15/00, claimed on 05/14/1990 // Inventions. - 1995. - No. 29. - S.325). The disadvantage of this electrolyte is the high content of particles of the dispersed phase, which creates difficulties in the deposition of the coating, there are problems with the uniformity of the precipitate in thickness, the coating has a tendency to delamination.

Известен электролит, позволяющий получить покрытия более высокого качества. Он имеет следующий состав, г/л: хлорид никеля или хлорид кобальта или хлорид железа 300; борная кислота 40; аморфный бор 10-40; ультрадисперсный углеродный конденсат 2-140. Углеродный конденсат имеет следующий состав, мас.%: карбин 2-5; графит 1-15; некристаллический углерод 3-50; алмаз - остальное (Патент РФ №2026892, МПК С 25 D 15/00, заявлено 05.06.1990 // Изобретения. - 1995. - №2. - С.150). Однако использование данного электролита ограничивается высокой стоимостью и дефицитностью входящих в его состав компонентов, таких как карбин и алмаз. Получение последнего в дисперсном состоянии связано со значительными трудностями не только технологического, но и организационного характера (использование технологии взрыва).Known electrolyte, allowing to obtain coatings of higher quality. It has the following composition, g / l: nickel chloride or cobalt chloride or iron chloride 300; boric acid 40; amorphous boron 10-40; ultrafine carbon condensate 2-140. Carbon condensate has the following composition, wt.%: Carbine 2-5; graphite 1-15; non-crystalline carbon 3-50; diamond - the rest (RF Patent No. 2026892, IPC C 25 D 15/00, filed 05.06.1990 // Inventions. - 1995. - No. 2. - P.150). However, the use of this electrolyte is limited by the high cost and scarcity of its constituent components, such as carbine and diamond. Obtaining the latter in a dispersed state is associated with significant difficulties not only of a technological, but also of an organizational nature (the use of explosion technology).

За прототип выбран известный электролит, описанный в источнике: Тимошков Ю.В., Губаревич Т.М., Ореховская Т.И. и др. Свойства композиционных никелевых покрытий с различными типами ультрадисперсных алмазных частиц // Гальванотехника и обработка поверхности. 1999, Т.7, №2, с.20-25. По совокупности сходных существенных признаков он наиболее близок к предложенному техническому решению. Известный электролит имеет следующий состав, г/л:A well-known electrolyte described in the source was selected for the prototype: Timoshkov Yu.V., Gubarevich T.M., Orekhovskaya T.I. et al. Properties of composite nickel coatings with various types of ultrafine diamond particles // Electroplating and surface treatment. 1999, Vol. 7, No. 2, pp. 20-25. In terms of a combination of similar essential features, it is closest to the proposed technical solution. Known electrolyte has the following composition, g / l:

Сульфат никеляNickel sulfate 240240 Хлорид никеляNickel chloride 4040 Борная кислотаBoric acid 30thirty Ультрадисперсный алмазUltrafine diamond 2-202-20

Недостатком известного электролита является наличие ультрадисперсного алмаза. Для его получения используется взрывной детонационный синтез и это существенно усложняет технологию приготовления электролита. Кроме того, покрытия, осаждаемые из данного электролита, обладают высоким коэффициентом трения, что снижает их износостойкость.A disadvantage of the known electrolyte is the presence of ultrafine diamond. To obtain it, explosive detonation synthesis is used and this significantly complicates the technology of electrolyte preparation. In addition, coatings deposited from this electrolyte have a high coefficient of friction, which reduces their wear resistance.

Перед заявленным изобретением была поставлена задача создать технологически простой в приготовлении электролит для получения износостойких композиционных электрохимических покрытий.The claimed invention was tasked with creating a technologically simple electrolyte to prepare to obtain wear-resistant composite electrochemical coatings.

Для достижения поставленной задачи электролит для получения композиционных электрохимических покрытий на основе никеля содержит сульфат никеля и хлорид никеля, дополнительно содержит дисперсную фазу фуллерена С60, а в качестве буферной добавки содержит ацетат натрия или калия при следующем соотношении компонентов, г/л:To achieve this, the electrolyte for the preparation of nickel-based composite electrochemical coatings contains nickel sulfate and nickel chloride, additionally contains the dispersed phase of fullerene C 60 , and as a buffer additive contains sodium or potassium acetate in the following ratio of components, g / l:

Сульфат никеляNickel sulfate 220220 Хлорид никеляNickel chloride 4545 Ацетат натрия или калияSodium or potassium acetate 30thirty Фуллерен С60 Fullerene C 60 0,025-0,0500.025-0.050

Технический результат, получаемый при использовании заявленного электролита, заключается в снижении коэффициента трения скольжения покрытий в 1,5-3 раза.The technical result obtained by using the claimed electrolyte is to reduce the sliding friction coefficient of coatings by 1.5-3 times.

Процесс нанесения покрытия ведут при катодной плотности тока 6-10 А/дм2 и температуре 25°С. Электролит готовят путем растворения каждого компонента в дистиллированной воде. Затем растворы солей фильтруют и переливают из ванн подготовки электролита в бак-накопитель, в который добавляют требуемое количество водной дисперсии фуллерена С60 со средним размером частиц 24 нм.The coating process is carried out at a cathodic current density of 6-10 A / dm 2 and a temperature of 25 ° C. An electrolyte is prepared by dissolving each component in distilled water. Then, the salt solutions are filtered and poured from the electrolyte preparation baths into the storage tank, to which the required amount of an aqueous dispersion of fullerene C 60 with an average particle size of 24 nm is added.

Конкретные примеры, иллюстрирующие использование изобретения, представлены в таблице 1 "Влияние состава электролита на коэффициент трения покрытий".Specific examples illustrating the use of the invention are presented in table 1 "Effect of electrolyte composition on the coefficient of friction of coatings."

Из таблицы видно, что введение в электролит дисперсных частиц фуллерена С60 приводит к снижению коэффициента трения скольжения композиционных покрытий. Это происходит за счет того, что фуллерен С60, включаясь в осадок, выполняет функцию сухой смазки. Как следует из таблицы, коэффициенты трения снижаются при повышении содержания фуллерена С60 в электролите. Причиной этому служит увеличение содержания частиц дисперсной фазы в покрытии с ростом концентрации фуллерена С60.The table shows that the introduction into the electrolyte of dispersed particles of fullerene C 60 leads to a decrease in the sliding friction coefficient of composite coatings. This is due to the fact that fullerene C 60 , being included in the precipitate, serves as a dry lubricant. As follows from the table, the friction coefficients decrease with increasing content of fullerene C 60 in the electrolyte. The reason for this is the increase in the content of particles of the dispersed phase in the coating with increasing concentration of fullerene C 60 .

Таким образом, предлагаемый электролит позволяет получать качественные защитные покрытия, приводит к снижению коэффициента трения скольжения в 1,5-3 раза. Предлагаемый электролит может найти применение в различных отраслях промышленности для модифицирования поверхности деталей машин и механизмов.Thus, the proposed electrolyte allows to obtain high-quality protective coatings, leading to a decrease in the coefficient of sliding friction by 1.5-3 times. The proposed electrolyte can find application in various industries for modifying the surface of machine parts and mechanisms.

Таблица 1
Влияние состава электролита на коэффициент трения покрытий
Table 1
The effect of electrolyte composition on the coefficient of friction of coatings
Состав электролита, режим осаждения и свойства покрытийElectrolyte composition, deposition mode and coating properties 1one 22 33 ПрототипPrototype Содержание сульфатаSulfate content сульфата никеляnickel sulfate никеля, г/лnickel, g / l 220220 220220 220220 240240 Содержание хлоридаChloride content хлорида никеляnickel chloride никеля, г/лnickel, g / l 4545 4545 4545 4040 Содержание ацетатаAcetate content буферной добавкиbuffer additives натрия или калия, г/лsodium or potassium, g / l 30thirty 30thirty 30thirty 30thirty неметаллическогоnon-metallic Содержание фуллеренаFullerene content порошкаpowder С60, г/лC 60 , g / l 0,0250,025 0,0350,035 0,0500,050 2-202-20 Температура электролита, Electrolyte temperature °С° C 2525 2525 2525 50fifty Катодная плотностьCathode density тока, А/дм2 current, A / dm 2 1010 1010 1010 1010 Коэффициент тренияCoefficient of friction покрытийcoatings 0,240.24 0,210.21 0,160.16 0,35-0,500.35-0.50

Claims (1)

Электролит для получения композиционных электрохимических покрытий на основе никеля, включающий сульфат никеля, хлорид никеля и буферную добавку, отличающийся тем, что он дополнительно содержит дисперсную фазу фуллерена С60, а в качестве буферной добавки - ацетат натрия или калия, при следующем соотношении компонентов, г/л:An electrolyte for producing composite nickel-based electrochemical coatings, including nickel sulfate, nickel chloride and a buffer additive, characterized in that it additionally contains a dispersed phase of fullerene C 60 , and sodium or potassium acetate as a buffer additive, in the following ratio of components, g / l: Сульфат никеляNickel sulfate 220220 Хлорид никеляNickel chloride 4545 Ацетат натрия или калияSodium or potassium acetate 30thirty Фуллерен С60 Fullerene C 60 0,025-0,0500.025-0.050
RU2005109184/02A 2005-03-30 2005-03-30 Electrolyte for applying composition type nickel base electrochemical coatings RU2280109C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005109184/02A RU2280109C1 (en) 2005-03-30 2005-03-30 Electrolyte for applying composition type nickel base electrochemical coatings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005109184/02A RU2280109C1 (en) 2005-03-30 2005-03-30 Electrolyte for applying composition type nickel base electrochemical coatings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2280109C1 true RU2280109C1 (en) 2006-07-20

Family

ID=37028727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005109184/02A RU2280109C1 (en) 2005-03-30 2005-03-30 Electrolyte for applying composition type nickel base electrochemical coatings

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2280109C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2746863C1 (en) * 2020-07-28 2021-04-21 Сергей Константинович Есаулов Method for producing composite metal-dispersed coating, dispersed system for precipitation of composite metal-dispersed coating and method for its production
RU2746861C1 (en) * 2020-07-24 2021-04-21 Сергей Константинович Есаулов Method for producing a composite metal-dispersed coating, dispersed system for precipitation of composite metal-dispersed coating and method of its production

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТИМОШКОВ Ю.В. и др. Свойства композиционных никелевых покрытий с различными типами ультрадисперсных алмазных частиц. Гальванотехника и обработка поверхности. 1999, т. 7, №2, с. 20-25. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2746861C1 (en) * 2020-07-24 2021-04-21 Сергей Константинович Есаулов Method for producing a composite metal-dispersed coating, dispersed system for precipitation of composite metal-dispersed coating and method of its production
RU2746863C1 (en) * 2020-07-28 2021-04-21 Сергей Константинович Есаулов Method for producing composite metal-dispersed coating, dispersed system for precipitation of composite metal-dispersed coating and method for its production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4532539B2 (en) Iron-phosphorus electroplating bath and method
Pompei et al. Electrodeposition of nickel–BN composite coatings
US3996114A (en) Electroplating method
US2927066A (en) Chromium alloy plating
Lv et al. Electrodeposition of nanocrystalline nickel assisted by flexible friction from an additive-free Watts bath
Sheu et al. Effects of alumina addition and heat treatment on the behavior of Cr coatings electroplated from a trivalent chromium bath
US4234396A (en) Chromium plating
JPH0570718B2 (en)
JP6240274B2 (en) Chrome plating and chrome plating film
Zeinali-Rad et al. Effect of pH, surfactant, and heat treatment on morphology, structure, and hardness of electrodeposited Co-P coatings
RU2280109C1 (en) Electrolyte for applying composition type nickel base electrochemical coatings
RU2354760C2 (en) Electrolyte for composition nickel colloid graphite coating sedimentation
WO2014126067A1 (en) Trivalent chromium plating solution
Antihovich et al. Electrodeposition of nickel and composite nickel-fullerenol coatings from low-temperature sulphate-chloride-isobutyrate electrolyte
Spyrellis et al. Nickel and nickel-phosphorous matrix composite electrocoatings
WO2013176149A1 (en) Chromium plated article and chromium plating film
JPH02217497A (en) Nickel-tungsten-silicon carbide composite plating method
CN115233258A (en) Preparation method of nickel-copper-phosphorus alloy with gradient structure and product thereof
RU2352695C1 (en) Composition nickel coating electrolyte
RU2437967C1 (en) Procedure for sedimentation of composite coating nickel-vanadium-phosphorus-boron nitride
US3989558A (en) Coating and diffusion process for improving the life of cobalt-bonded sintered carbide tools
RU2448203C1 (en) Electrolyte for obtaining composite nickel coatings
Singh et al. Electrodeposition of nickel composites from water-diethanolamine bath
Fan Electroplating of compound Ni–SiC coatings and improvement of wear resistance
RU2339746C1 (en) Electrolyte for receiving of composite electrochemical coating based on copper

Legal Events

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

Effective date: 20120331