RU2334832C1

RU2334832C1 - Electrolyte for sedimentation of coatings out of cadmium-iron alloy

Info

Publication number: RU2334832C1
Application number: RU2006141211/02A
Authority: RU
Inventors: Матвей Сафонович Захаров (RU); Матвей Сафонович Захаров; Елена Петровна Леконцева (RU); Елена Петровна Леконцева; Ольга Матвеевна Захарова (RU); Ольга Матвеевна Захарова
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-09-27
Also published as: RU2006141211A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention refers to electrolytic metallurgy. Electrolyte contains, g/l: cadmium sulphate 18-22; iron sulphate 18-22; Trilon B 8-12; boric acid 13-17; 1.4 butanediol, ml/l 0.8-1.2; sodium sulphate 114-170 and distilled water.

EFFECT: increasing of glitter and corrosion resistance of coatings.

1 tbl

Description

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электролитическому осаждению сплава кадмий-железо.The invention relates to the field of electroplating, in particular to the electrolytic deposition of a cadmium-iron alloy.

В литературе отсутствуют сведения по электроосаждению сплава кадмий-железо. Имеются сведения по электроосаждению покрытий кадмием [1-10] и сплавами кадмий-никель 6 [11], кадмий-олово, кадмий-свинец [3], кадмий-титан [12-14].In the literature there is no information on the electrodeposition of a cadmium-iron alloy. There is information on the electrodeposition of coatings with cadmium [1-10] and cadmium-nickel 6 alloys [11], cadmium-tin, cadmium-lead [3], cadmium-titanium [12-14].

Однако приведенные покрытия не обладают необходимой коррозионной стойкостью или твердостью при работе во влажной атмосфере или при их получении используются ядовитые цианистые электролиты [3, 12-14].However, the above coatings do not possess the necessary corrosion resistance or hardness when working in a humid atmosphere or when using them, poisonous cyanide electrolytes are used [3, 12-14].

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является получение покрытий с улучшенными свойствами.The problem to which the claimed technical solution is directed is to obtain coatings with improved properties.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в улучшении блеска и повышении коррозионной стойкости покрытий.When carrying out the invention, the task is solved by achieving a technical result, which consists in improving the gloss and increasing the corrosion resistance of the coatings.

Указанный технический результат достигается тем, что электролит для электроосаждения покрытий из сплава кадмий-железо содержит сульфаты кадмия и железа, трилон Б, борную кислоту, 1,4-бутандиол, сульфат натрия и дистиллированную воду при следующем соотношении компонентов: сульфат кадмия, г/л, - 18-22; сульфат железа, г/л, - 18-22; трилон Б, г/л, - 8-12; борная кислота, г/л, - 13-17; 1,4-бутандиол, мл/л, - 0,8-1,2; сульфат натрия, г/л, - 114-170.The specified technical result is achieved in that the electrolyte for the electrodeposition of cadmium-iron alloy coatings contains cadmium and iron sulfates, Trilon B, boric acid, 1,4-butanediol, sodium sulfate and distilled water in the following ratio of components: cadmium sulfate, g / l , - 18-22; iron sulfate, g / l, 18-22; Trilon B, g / l, - 8-12; boric acid, g / l, 13-17; 1,4-butanediol, ml / l, 0.8-1.2; sodium sulfate, g / l, - 114-170.

Процесс осаждения рекомендуется проводить при рН электролита 0,8-1,2, катодной плотности тока 2,0-3,5 А/дм² при температуре 20-25°С, при непрерывном перемешивании электролита с использованием платиновых анодов.The deposition process is recommended to be carried out at an electrolyte pH of 0.8-1.2, a cathodic current density of 2.0-3.5 A / dm ² at a temperature of 20-25 ° C, with continuous mixing of the electrolyte using platinum anodes.

Электролит готовится следующим образом.The electrolyte is prepared as follows.

Требуемое количество трилона Б растворяют при 80-90°С в 1/3-1/4 части необходимого для приготовления электролита объема дистиллированной воды. В отдельных порциях воды растворяют требуемое количество сульфатов кадмия и железа. Затем к раствору трилона Б добавляют при перемешивании растворы сульфатов кадмия и железа. К полученной смеси добавляют борную кислоту, сульфат натрия и 1,4-бутандиол и доводят объем электролита до рабочего дистиллированной водой.The required amount of Trilon B is dissolved at 80-90 ° C in 1 / 3-1 / 4 of the volume of distilled water necessary for the preparation of the electrolyte. The required amount of cadmium and iron sulfates is dissolved in separate portions of water. Then, solutions of cadmium and iron sulfates are added to the Trilon B solution with stirring. Boric acid, sodium sulfate and 1,4-butanediol are added to the resulting mixture and the electrolyte volume is adjusted to the working volume with distilled water.

Используемый в электролите трилон Б образует с катионами кадмия и железа прочные комплексы и тем самым предотвращает гидролиз солей и повышает поляризацию электровосстановления катионов. Он также хорошо адсорбируется на электроде и способствует получению мелкокристаллических осадков.Trilon B used in the electrolyte forms strong complexes with cadmium and iron cations, thereby preventing hydrolysis of salts and increasing the polarization of the electroreduction of cations. It is also well adsorbed on the electrode and contributes to the production of fine crystalline precipitates.

Борная кислота образует буферные растворы, поддерживающие постоянство рН в прикатодном растворе. Добавление сульфата натрия позволяет увеличить электропроводность раствора, а следовательно, и его производительность.Boric acid forms buffer solutions that maintain a constant pH in the cathode solution. The addition of sodium sulfate can increase the conductivity of the solution, and hence its performance.

Поверхностно-активное неионогенное вещество 1,4-бутандиол, адсорбируясь на катоде, ингибирует процессы электровосстановления ионов металлов, одновременно улучшая смачивемость осадка, что приводит к получению мелкозернистых осадков и повышению равномерности распределения металла по поверхности катода.The surface-active nonionic substance 1,4-butanediol, adsorbed on the cathode, inhibits the processes of electroreduction of metal ions, while improving the wettability of the precipitate, which leads to the formation of fine-grained precipitates and an increase in the uniformity of the distribution of metal over the cathode surface.

Конкретные примеры, иллюстрирующие использование изобретения приведены в таблице.Specific examples illustrating the use of the invention are given in the table.

Использование предлагаемого электролита позволяет осаждать плотные, равномерные, полублестящие и хорошо сцепленные с подложкой покрытия. Микротвердость покрытия, полученного при выше указанных условиях, составляет 70-80 мПа, выход по току 55-60%.Using the proposed electrolyte allows you to precipitate dense, uniform, semi-shiny and well adhered to the substrate coating. The microhardness of the coating obtained under the above conditions is 70-80 MPa, the current efficiency is 55-60%.

Скорость коррозии покрытий, полученных из предлагаемого электролита, на 18-20% меньше таковой для покрытий Cd-Sn, Cd-Pb [3].The corrosion rate of coatings obtained from the proposed electrolyte is 18-20% lower than that for coatings Cd-Sn, Cd-Pb [3].

В результате использования данного электролита осаждаются качественные покрытия, выдерживающие изгиб под углом 45° без излома и отслаивания от подложки.As a result of using this electrolyte, high-quality coatings are deposited that can withstand bending at an angle of 45 ° without breaking and peeling from the substrate.

После пропускания 400-600 А·ч/м³ необходимо производить корректировку электролита с добавлением веществ, входящих в состав электролита.After passing 400-600 A · h / m ³ it is necessary to adjust the electrolyte with the addition of substances that make up the electrolyte.

ТаблицаTable Компоненты электролита и параметры исследованияElectrolyte components and study parameters Состав по примерамThe composition of the examples 1one 22 33 Сульфат кадмия, г/лCadmium sulfate, g / l 18eighteen 20twenty 2222 Сульфат железа, г/лFerrous sulfate, g / l 18eighteen 20twenty 2222 Сульфат натрия, г/лSodium sulfate, g / l 114114 140140 170170 Трилон Б, г/лTrilon B, g / l 88 1010 1212 Борная кислота, г/лBoric acid, g / l 1313 15fifteen 1717 1,4-бутандиол, мл/л1,4-butanediol, ml / l 0,80.8 1one 1,21,2 Плотность тока, А/дм² Current density A / dm ² 2,02.0 3,03.0 3,53,5 Температура, °СTemperature ° C 20twenty 2222 2525 pHpH 0,80.8 1,01,0 1,21,2 Перемешивание, об/минStirring rpm 6060 6060 6060 Выход по току, %Current output,% 6060 5858 5555 Микротвердость, мПаMicrohardness, MPa 8080 7575 7070 Содержание железа в сплаве, мас.%The iron content in the alloy, wt.% 3838 3838 3838 Скорость коррозии в 3% водном растворе NaCl, кг/(м²·ч)The corrosion rate in a 3% aqueous NaCl solution, kg / (m ² · h) 0,030,03 0,030,03 0,030,03 Внешний вид покрытийAppearance of coatings полублестящие, плотныеsemi-shiny, dense полублестящие, плотныеsemi-shiny, dense полублестящие, плотныеsemi-shiny, dense

Источники информацииInformation sources

1. Ильин В.А. Цинкование и кадмирование. - Л.: Машиностроение, 1971, 88 с.1. Ilyin V.A. Galvanizing and cadmium plating. - L .: Engineering, 1971, 88 p.

2. Беспалько О.П. Электроосаждение металлов и сплавов. - Киев: Наукова думка, 1971, 132 с.2. Bespalko O.P. Electrodeposition of metals and alloys. - Kiev: Naukova Dumka, 1971, 132 p.

3. Иванова Н.Д., Иванов С.В., Болдырев Е.И. Фторсодержащие растворы для осаждения и обработки материалов. - Киев: Наукова думка, 1987, 160 с.3. Ivanova N.D., Ivanov S.V., Boldyrev E.I. Fluorine-containing solutions for the deposition and processing of materials. - Kiev: Naukova Dumka, 1987, 160 p.

4. Ильин В.А. Цинкование, кадмирование, оловянирование и свинцевание. - Л.: Машиностроение, 1983, 86 с.4. Ilyin V.A. Galvanizing, cadmium plating, tinning and lead. - L .: Engineering, 1983, 86 p.

5. Кузнецов В.В., Скибина Д.М., Лавочкин Р.А. и др. Влияние строения и концентрации краун-эфиров на их эффективность при электроосаждении кадмия и никеля из сульфатных растворов. // Защита металлов, 2003, Т.33, №2, с.176-184.5. Kuznetsov V.V., Skibina D.M., Lavochkin R.A. et al. The influence of the structure and concentration of crown ethers on their effectiveness in the electrodeposition of cadmium and nickel from sulfate solutions. // Protection of metals, 2003, T.33, No. 2, p.176-184.

6. Орехова В.В., Андрющенко Ф.К. Полилигандные электролиты в гальваностегии. - Харьков, Высшая школа, 1973, 144 с.6. Orekhova VV, Andryushchenko F.K. Polyoligand electrolytes in electroplating. - Kharkov, Higher School, 1973, 144 p.

7. Савочкина И.Е., Береснева Л.Н., Холдеев Г.В. Кадмиевые покрытия с повышенной коррозионной стойкостью // Защита металлов, 1993, Т.29, №2, с.301-307.7. Savochkina I.E., Beresneva L.N., Holddeev G.V. Cadmium coatings with increased corrosion resistance // Protection of metals, 1993, T.29, No. 2, pp. 301-307.

8. Поветкин В.В., Ермакова Н.А. Электрохимия, 1982, Т.18, №12, с.1663-1665.8. Povetkin VV, Ermakova N.A. Electrochemistry, 1982, Vol. 18, No. 12, p. 1663-1665.

9. Ковязина Л.И., Буторина Н.Н., Овчинникова Т.М. // Ж. прикладной химии, 1974, Т.34, №5, с.59-61.9. Kovyazina L.I., Butorina N.N., Ovchinnikova T.M. // J. Applied Chemistry, 1974, T. 34, No. 5, pp. 59-61.

10. Каблуновский B.C. Трилонатные электролиты кадмирования // Электродные процессы при осаждении и растворении металлов. - Киев: Наукова думка, 1978, с.6-12.10. Kablunovsky B.C. Trilonate cadmium electrolytes // Electrode processes during the deposition and dissolution of metals. - Kiev: Naukova Dumka, 1978, p.6-12.

11. Кудрявцев Н.Т., Фиргер С.М., Докина Н.Н. Электроосаждение сплава кадмий-никель. Тр. МХТИ им. Д.И.Менделеева. - М.: 1963, №44, с.91-95.11. Kudryavtsev N.T., Firger S.M., Dokina N.N. Electrodeposition of a cadmium-nickel alloy. Tr. MKHTI them. D.I. Mendeleev. - M .: 1963, No. 44, p. 91-95.

12. Авторское свидетельство СССР №505755, кл. С25D 3/56, 1973.12. Copyright certificate of the USSR No. 505755, cl. C25D 3/56, 1973.

13. Авторское свидетельство СССР №393370, кл. С25D 3/56, 1974.13. Copyright certificate of the USSR No. 393370, cl. C25D 3/56, 1974.

14. Авторское свидетельство СССР №709717, кл. С25D 3/56, 1980.14. Copyright certificate of the USSR No. 709717, cl. C25D 3/56, 1980.

Claims

The electrolyte for the electrodeposition of cadmium-iron alloy coatings containing cadmium and iron sulfates, trilon B, boric acid, sodium sulfate, 1,4-butanediol and distilled water in the following ratio of components, g / l:

cadmium sulfate 18-22 iron sulfate 18-22 Trilon B 8-12 boric acid 13-17 sodium sulfate 114-170 1,4-butanediol, ml / l 0.8-1.2