RU2449063C1 - Электролит никелирования - Google Patents
Электролит никелирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449063C1 RU2449063C1 RU2011112951/02A RU2011112951A RU2449063C1 RU 2449063 C1 RU2449063 C1 RU 2449063C1 RU 2011112951/02 A RU2011112951/02 A RU 2011112951/02A RU 2011112951 A RU2011112951 A RU 2011112951A RU 2449063 C1 RU2449063 C1 RU 2449063C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- microparticles
- electrolyte
- sulfamic acid
- nanoparticles
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гальванотехники и может найти применение в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. Электролит содержит, г/л: никельсульфаминовокислый 325-440, никель-хлористый 4-10, кобальт сульфаминовокислый 12-30, борная кислота 25-40, натрий лаурилсульфат 0,01-0,1, наночастицы оксида алюминия и/или оксида циркония 2-55, микрочастицы оксида алюминия α и γ фазы 10-40, микрочастицы дисульфида молибдена 1-4, вода до 1 л. Технический результат: повышение микротвердости, износостойкости и антифрикционных свойств покрытий. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к области гальванотехники, а именно к электрохимическому нанесению никеля и его сплавов на стальные детали, например, узлы трения-скольжения с получением композиционно кластерных гальванических покрытий (ККГП), и может найти применение в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности.
Известен электролит никелирования, имеющий следующий химический состав, г/л:
сульфат никеля | 630 мл/л |
хлорид никеля | 5 |
борная кислота | 30 |
стабилизатор | 0,8 |
лаурилсульфат | 0,1 |
микрочастицы | BN (патент США №4479855). |
который может содержать микрочастицы порошков нитрида бора, карбида кремния, оксида титана, оксида алюминия дисперсностью 0,4-5 мкм.
Недостатком электролита никелирования является то, что полученные покрытия обладают низкими антифрикционными свойствами.
Известен электролит никелирования для получения композиционных электрохимических покрытий, содержащий, г/л:
сульфат никеля | 220 |
хлорид никеля | 45 |
ацетат натрия или калия | 30 |
фуллерен C60 | 0,025-0,050 (патент РФ №2280109) |
Недостатком известного электролита является низкая износостойкость получаемого покрытия.
Известен также электролит для осаждения композиционного покрытия никель - фторопласт, который содержит, г/л:
хлорид никеля | 150-350 |
борная кислота | 25-40 |
хлорамин Б | 1,5-4,5 |
фторопластовая эмульсия | 7-35 (патент РФ №2297476) |
Недостатком известного электролита является неудовлетворительная износостойкость получаемых композиционных покрытий, т.е. они могут работать только при низких нагрузках.
Известен электролит никелирования для осаждения композиционных покрытий следующего состава, г/л:
сульфат никеля | 200 |
хлорид никеля | 40 |
бисульфат графита | 2-10 |
ацетат никеля или ацетат калия | 30 (патент РФ №2352695) |
Недостатком известного электролита для получения покрытия является низкая износостойкость и отсутствие промышленного выпуска бисульфата графита.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является электролит никелирования, содержащий, г/л:
никель сульфаминовокислый | 300-440 |
никель хлористый | 4-15 |
кобальт сульфаминовокислый | |
или железо сульфаминовокислое | 12-27 |
борная кислота | 25-40 |
наночастицы оксида металла групп | |
IIIA, IVB, VB, VIB и/или | |
карбида металла | |
групп IVB, VB, VIB | 2-100 |
ПАВ | 0,01-0,1 |
вода | до 1 л (патент РФ №2293803) |
Наночастицы имеют дисперсность 50-200 нм и удельную поверхность 20-390 м2/г.
Недостатком прототипа является то, что покрытия, сформированные в этом электролите, не обладают достаточными антифрикционными свойствами и не обеспечивают высокой износостойкости.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка электролита никелирования, обеспечивающего получение композиционно-кластерных гальванических покрытий (ККГП) на основе никеля, имеющих повышенные значения микротвердости, износостойкости и улучшенные антифрикционные свойства.
Для решения поставленной задачи предложен электролит никелирования, содержащий никель сульфаминовокислый, никель хлористый, кобальт сульфаминовокислый, борную кислоту, поверхностно-активное вещество, наночастицы оксида металла и воду, который в качестве наночастиц оксида металла содержит оксид алюминия и/или оксид циркония, а в качестве поверхностно-активного вещества -натрий лаурилсульфат и дополнительно содержит микрочастицы оксида алюминия ά и γ фазы и дисульфида молибдена при следующем соотношении компонентов, г/л:
никель сульфаминовокислый | 325-440 |
никель хлористый | 4-10 |
кобальт сульфаминовокислый | 12-30 |
борная кислота | 25-40 |
натрий лаурилсульфат | 0,01-0,1 |
наночастицы оксида алюминия | |
и/или оксида циркония | 2-55 |
микрочастицы:
оксид алюминия ά и γ фазы | 10-40 |
дисульфид молибдена | 1-4 |
вода | до 1 л |
Микрочастицы оксида алюминия и дисульфида молибдена имеют дисперсность 0,5÷20 мкм.
В качестве блескообразующей добавки электролит дополнительно содержит сахарин.
Установлено, что введение в электролит микрочастиц Al2O3 ά и γ фазы, а также MoS2 способствует формированию композиционной структуры с улучшенными физико-механическими свойствами (износостойкость, микротвердость, антифрикционные свойства). При использовании микрочастиц Al2O3 β-фазы композиционное покрытие не формируется, в связи с неустойчивым фазовым состоянием данной модификации в сульфаминовокислом электролите.
Одновременное введение в электролит наночастиц оксида алюминия и/или оксида циркония и микрочастиц в виде композиции из оксида алюминия ά и γ фазы и дисульфида молибдена, обеспечивает получение поликомпозиционного самосмазывающегося покрытия, сочетающего низкий коэффициент трения - скольжения и высокую износостойкость. Частицы дисульфида молибдена вводят в композиционное покрытие для того, чтобы снизить эффект непосредственного трибологического контакта. Вследствие ориентации частиц дисульфида молибдена кристаллической плоскостью базиса параллельно направлению трения и, следовательно, действию сдвиговых деформаций, обеспечивается локализация этих деформаций в смазочном слое, что обеспечивает снижение энергетических потерь в процессе трения, поскольку сопротивление сдвигу в этих слоях существенно ниже, чем в материале подложки.
Установлено, что лаурилсульфат натрия, как поверхностно-активное вещество, поддерживает седиментационную устойчивость нано- и микрочастиц и увеличивает рассеивающую способность электролита. Электролит содержит сахарин в качестве блескообразователя.
Примеры осуществления
Пример 1
Электролит никелирования готовили путем смешивания приготовленного раствора сульфаминовокислого никеля с остальными компонентами. Оксид алюминия άи γ фазы и дисульфид молибдена вводили в электролит в виде суспензии и осаждали композиционное покрытие с применением активного барботажа электролита воздухом при вертикальном расположении анода и катода.
В качестве наночастиц оксида металла использовали оксид алюминия и/или оксид циркония.
Осаждение никелевого покрытия проводили при следующих соотношениях компонентов, г/л: никель сульфаминовокислый - 325, никель хлористый - 4, кобальт сульфаминовокислый - 12, борная кислота - 25, натрий лаурилсульфат - 0,01, сахарин - 0,5, наночастицы ZrO2 - 2, микрочастицы Al2O3 ά и γ фазы - 10, микрочастицы MoS2 - 4.
Режим осаждения: температура 42°C, рН=4,0, плотность тока 5 А/дм2.
Примеры 2, 3, 4 аналогичны примеру 1.
В таблице 1 представлены составы электролитов, где примеры 1-4 - предлагаемый состав, пример 5 - прототип.
В таблице 2 представлены физико-механические свойства (микротвердость, износостойкость) композиционно-кластерных никелевых покрытий, получаемых из предлагаемого электролита и прототипа.
Таблица 1 | |||||
Составы электролитов никелирования | |||||
Состав электролита, г/л | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 (прототип) |
Никель сульфаминовокислый | 325 | 360 | 400 | 440 | 400 |
Никель хлористый | 4 | 6 | 8 | 10 | 10 |
Кобальт сульфаминовокислый | 12 | 18 | 24 | 30 | 20 |
Борная кислота | 25 | 30 | 35 | 40 | 35 |
Натрия лаурилсульфат | 0,01 | 0,04 | 0,08 | 0,1 | 0,08 |
Сахарин | 0,5 | 1,5 | 0,8 | ||
Наночастицы, Al2O3 | - | 15 | 30 | 20 | 30 |
Наночастицы, ZrO2 | 2 | - | - | 35 | - |
Микрочастицы, Al2O3 ά и γ фазы / дисперсность, мкм | 10/0,5 | 20/5 | 30/10 | 40/20 | - |
Микрочастицы, MoS2 / дисперсность, мкм | 2/5 | 3/10 | 1/20 | 4/0,5 | - |
Таблица 2 | ||||
Физико-механические свойства композиционно-кластерных никелевых покрытий, получаемых из предлагаемых электролитов и прототипа | ||||
№ п/п | Микротвердость, МПа | Износостойкость в условиях сухого торцового трения | ||
Момент трения | Коэфф. трения | Износ, мг | ||
1 | 5700 | незначительное повышение в начальный период (процесс приработки) | 0,46 | 0,7 |
2 | 6200 | стабильный | 0,43 | 0,6 |
3 | 6500 | стабильный | 0,42 | 0,6 |
4 | 5900 | незначительное повышение в начальный период (процесс приработки) | 0,48 | 0,7 |
5 | 5500 | равномерное повышение в процессе трения с образованием кольцевых бороздок по всей поверхности покрытия | 0,57 | 1,3 |
Полученные покрытия по внешнему виду соответствуют требованиям ГОСТ 9.301-86.
Контроль содержания микрочастиц в композиционном покрытии проводили микроскопическим способом с применением металографического метода.
Контроль прочности сцепления проводили методом нагрева по ГОСТ 3802-88. Контроль микротвердости проводили с помощью микротвердомера ПМТ-3М при нагрузке 50 г.
Контроль износостойкости и антифрикционных характеристик покрытий проводили на образцах типа Н03-264 на машине торцевого трения И-47 по СТП 1.595-14-285-9.
Как видно из таблицы 2, покрытие, получаемое из предлагаемого электролита, по сравнению с прототипом обладает повышенной на 15-20% микротвердостью, пониженным на 15-25% коэффициентом трения по стали, увеличенной более чем в 2 раза износостойкостью.
Применение предлагаемого электролита увеличит ресурс работы узлов машин и механизмов.
Claims (3)
1. Электролит никелирования, содержащий никель сульфаминовокислый, никель хлористый, кобальт сульфаминовокислый, борную кислоту, поверхностно-активное вещество, наночастицы оксида металла и воду, отличающийся тем, что в качестве наночастиц оксида металла он содержит наночастицы оксида алюминия и/или оксида циркония, а в качестве поверхностно-активного вещества - натрий лаурилсульфат, при этом дополнительно содержит микрочастицы оксида алюминия α- и γ-фазы и дисульфида молибдена при следующем соотношении компонентов, г/л:
никель сульфаминовокислый 325-440
никель хлористый 4-10
кобальт сульфаминовокислый 12-30
борная кислота 25-40
натрий лаурилсульфат 0,01-0,1
наночастицы оксида алюминия
и/или оксида циркония 2-55
микрочастицы оксида алюминия α- и γ-фазы 10-40
микрочастицы дисульфида молибдена 1-4
вода до 1 л
2. Электролит никелирования по п.1, отличающийся тем, что микрочастицы оксида алюминия и дисульфида молибдена имеют дисперсность 0,5÷20 мкм.
3. Электролит никелирования по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве блескообразующей добавки сахарин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112951/02A RU2449063C1 (ru) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Электролит никелирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112951/02A RU2449063C1 (ru) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Электролит никелирования |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2449063C1 true RU2449063C1 (ru) | 2012-04-27 |
Family
ID=46297522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011112951/02A RU2449063C1 (ru) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Электролит никелирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2449063C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586371C1 (ru) * | 2014-12-03 | 2016-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева (РХТУ им. Д. И. Менделеева) | Способ электроосаждения композиционных покрытий на основе никеля и наноразмерного диоксида циркония |
CN113186571A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-30 | 广西大学 | 一种用于不锈钢抗辐射防护的Al2O3复合涂层的制备方法 |
CN114351196A (zh) * | 2021-11-20 | 2022-04-15 | 镇江原轼新型材料有限公司 | 一种自润滑镀液及其使用方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0368753B1 (fr) * | 1988-11-09 | 1993-05-26 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Dépôt électrophorétique anti-usure du type métallo-céramique consolidé par nickelage électrolytique |
RU2293803C1 (ru) * | 2005-08-01 | 2007-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Электролит никелирования |
RU2009113190A (ru) * | 2009-04-08 | 2010-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический унив | Гальванический композиционный материал на основе никеля |
RU2411309C2 (ru) * | 2009-04-22 | 2011-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") | Способ получения наномодифицированного гальванического никелевого покрытия |
-
2011
- 2011-04-05 RU RU2011112951/02A patent/RU2449063C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0368753B1 (fr) * | 1988-11-09 | 1993-05-26 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Dépôt électrophorétique anti-usure du type métallo-céramique consolidé par nickelage électrolytique |
RU2293803C1 (ru) * | 2005-08-01 | 2007-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Электролит никелирования |
RU2009113190A (ru) * | 2009-04-08 | 2010-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический унив | Гальванический композиционный материал на основе никеля |
RU2411309C2 (ru) * | 2009-04-22 | 2011-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") | Способ получения наномодифицированного гальванического никелевого покрытия |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586371C1 (ru) * | 2014-12-03 | 2016-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева (РХТУ им. Д. И. Менделеева) | Способ электроосаждения композиционных покрытий на основе никеля и наноразмерного диоксида циркония |
CN113186571A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-30 | 广西大学 | 一种用于不锈钢抗辐射防护的Al2O3复合涂层的制备方法 |
CN113186571B (zh) * | 2021-04-29 | 2023-05-05 | 广西大学 | 一种用于不锈钢抗辐射防护的Al2O3复合涂层的制备方法 |
CN114351196A (zh) * | 2021-11-20 | 2022-04-15 | 镇江原轼新型材料有限公司 | 一种自润滑镀液及其使用方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mahidashti et al. | Review of nickel-based electrodeposited tribo-coatings | |
Chen et al. | Synthesis of anodizing composite films containing superfine Al2O3 and PTFE particles on Al alloys | |
JP5743883B2 (ja) | 構造化クロム固体粒子層およびその生産方法 | |
WO2012145750A2 (en) | Electroplated lubricant-hard-ductile nanocomposite coatings and their applications | |
Tseluikin | On the structure and properties of composite electrochemical coatings. A review | |
KR20210025600A (ko) | 분산 은 층의 증착 및 분산 은 층과의 접촉 표면을 위한 은 전해질 | |
RU2449063C1 (ru) | Электролит никелирования | |
JP5890394B2 (ja) | 三価クロムめっき液 | |
Azizi et al. | Electrolytic co-deposition of silicate and mica particles with zinc | |
JP2015501881A (ja) | 滑り軸受の製造方法 | |
Li et al. | Preparation and characterization of Cu-GO and Cu-GO-YSZ nanocomposite coating by electrochemical deposition for improved mechanical and anti-corrosion properties | |
Antihovich et al. | Electrodeposition of nickel and composite nickel-fullerenol coatings from low-temperature sulphate-chloride-isobutyrate electrolyte | |
Cui et al. | Tribological behavior of a Ni-WS 2 composite coating across wide temperature ranges | |
Sasi et al. | Electro deposition of nickel-alumina composite coating | |
CN105874105A (zh) | 滑动发动机部件 | |
Badarulzaman et al. | The production of nickel–alumina composite coating via electroplating | |
JP6240274B2 (ja) | クロムめっき物及びクロムめっき皮膜 | |
WO2013176149A1 (ja) | クロムめっき物及びクロムめっき皮膜 | |
Yao et al. | Preparation, mechanical properties and wear resistance of Ni–W/SiC nanocomposite coatings | |
Yao | Preparation, mechanical property and wear resistance of Ni–W/Al2O3 composite coatings | |
Li et al. | Preparation of Sol‐Enhanced Ni–P–Al2O3 Nanocomposite Coating by Electrodeposition | |
RU2437967C1 (ru) | Способ осаждения композиционных покрытий никель-ванадий-фосфор-нитрид бора | |
CN105862104A (zh) | 一种耐磨减摩复合氧化铝膜的制备方法 | |
RU2354760C2 (ru) | Электролит для осаждения композиционных покрытий никель-коллоидный графит | |
JP2007162079A (ja) | 自動車エンジン用摺動部材及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130406 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150820 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170130 |