RU2493296C1 - Электролит для нанесения покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк - Google Patents
Электролит для нанесения покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк Download PDFInfo
- Publication number
- RU2493296C1 RU2493296C1 RU2012119393/02A RU2012119393A RU2493296C1 RU 2493296 C1 RU2493296 C1 RU 2493296C1 RU 2012119393/02 A RU2012119393/02 A RU 2012119393/02A RU 2012119393 A RU2012119393 A RU 2012119393A RU 2493296 C1 RU2493296 C1 RU 2493296C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tin
- electrolyte
- zinc
- zinc alloy
- composite material
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано в условиях воздействия агрессивных сред, в том числе в условиях морского и тропического климата. Электролит содержит, моль/л: сульфат олова 0,08-0,09, сульфат цинка 0,065-0,085, лимонную кислоту 0,31-0,33, цитрат щелочного металла 0,65-0,68, препарат OC-20 0,70-0,80 г/л, дифениламин 0,20-0,32 г/л, фторопластовую эмульсию Ф-4Д-Э 0,25-0,30 г/л. Технический результат: повышение коррозионной стойкости, снижение экологической опасности при сохранении основных физико-механических параметров покрытий. 2 табл., 2 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области электрохимии, в частности, электрохимического нанесения покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк. Использование предлагаемого электролита позволяет наносить стабильные по составу покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк (30-20%), которые обладают высокой коррозионной стойкостью по сравнению с цинковыми покрытиями и аналогами покрытий сплавом олово-цинк. Данный электролит можно использовать для электроосаждения покрытий:
- подкапотных деталей автомобилей (работающих при температуре двигателя и находящихся в условиях воздействия агрессивной среды) взамен тяжелых цинковых или содержащих кадмий;
- защиты стальных изделий морского транспорта (эксплуатируемых в условиях морского и тропического климата);
- взамен оловянных и даже серебряных покрытий в ряде элементов техники, что обеспечивает экономию дорогих и редких металлов.
Известные цитратные электролиты для нанесения сплавов олово-цинк следующего состава, моль/л:
1. Сульфат олова 0,03-2,5, сульфат цинка 0,01-2,0, лимонная кислота или цитрат щелочного металла 0,25-2,0, сульфат аммония или сульфат натрия 0,25-2,0. pH 3,5-9, температура электролита 15-250°C, катодная плотность тока 0,2-6,0 А/дм2. Получаемые осадки сплава отличаются высокой стабильностью химического состава. (Патент 5118394 (США), 1992). Недостатки данного электролита заключаются в том, что электролит работает или в сильно кислой или в сильно щелочной средах;
2. Сульфат олова 0,17-0,20, сульфат цинка 0,12-0,15, лимонная кислота 0,57-0,6, сульфат аммония 0,53-0,55, аммиак (30% водный раствор) 1,4-1,6, (HO-CH2-CH2-O-)·nHS. Катодная плотность тока 0,1-1 А/дм2, температура 10-40°C, pH 4-8. (Патент 4168223 (США), 1979). К недостаткам данного электролита относятся: высокие концентрации компонентов, низкая плотность тока, работа электролита при высоких температурах.
Однако покрытия, осаждаемые из данных электролитов, имеют недостаточную коррозионную стойкость.
Наиболее близким является электролит для получения полублестящих осадков сплавом олово-цинк (30-17%) состава, моль/дм2: сульфат олова 0,087-0,094, сульфат цинка 0,07-0,09, лимонная кислота 0,32-0,34, цитрат натрия 0,66-0,69, препарат ОС-20 0,76-0,92 г/л, дифениламин 0,25-0,35 г/л. Режим электролиза: pH 6,0-6,5, температура 18-20°C, катодная плотность тока 0,5-4 А/дм2, без перемешивания. (Патент 2313621 (RU), 2006).
Покрытия, осаждаемые из данного электролита, имеют недостаточную коррозионную стойкость.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение коррозионной стойкости покрытия за счет введения в электролит фторопластовой эмульсии (ФЭ) Ф-4Д-Э (ТУ 6-05-041-508-79).
Поставленная задача достигается тем, что электролит, содержащий сульфат олова, сульфат цинка, цитрат натрия, лимонную кислоту, дифениламин, препарат ОС-20, дополнительно содержит ФЭ, которая позволяет электроосаждать покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк с более высокой коррозионной стойкостью, при следующем соотношении компонентов, моль/л:
сульфат олова | 0,08-0,09; |
сульфат цинка | 0,065-0,085; |
лимонная кислота | 0,31-0,33; |
цитрат щелочного металла | 0,65-0,68; |
препарат ОС-20, г/л | 0,70-0,80; |
дифениламин, г/л | 0,20-0,32; |
(ФЭ) Ф-4Д-Э (ТУ 6-05-041-508-79) г/л | 0,25-0,30. |
Режимы электролиза: pH 6,0-6,5, температура 18-20°C, катодная плотность тока 1,0-4,5 А/дм2, без перемешивания.
Предлагаемый электролит более предпочтительный, так как он содержит ФЭ позволяющую электроосаждать покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк с более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с покрытиями из существующих электролитов.
Наличие ФЭ в электролите позволяет наносить покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк стабильного состава, обладающие более высокими защитными свойствами по сравнению с покрытиями, полученными из сравниваемого электролита. Это происходит за счет включения дисперсных частиц 0,2-0,3 мкм фторопласта в покрытие, что приводит к структурным изменениям металлической матрицы сплава олово-цинк.
На фиг.1 представлены результаты исследования сплава олово-цинк без фторопласта методом структурно-электронной микроскопии.
На фиг.2 представлены результаты исследования сплава олово-цинк в присутствии фторопласта методом структурно-электронной микроскопии.
Пример. 1 Электролит готовят, растворяя сульфат цинка в небольшом количестве воды, а затем вводят в раствор цитрата натрия. Сульфат олова растворяют непосредственно в растворе лимонной кислоты. Затем полученные растворы сливают при тщательном перемешивании, вводят добавки дифениламина, препарата ОС-20, растворенные предварительно в воде и ФЭ. После этого объем электролита доводят до заданного и корректируют его pH.
Приготовление остальных электролитов, включающих среднее, верхнее и заграничные концентрации компонентов, которые приведены в табл.1 производили по методике описанной выше. А значения коррозионной стойкости покрытий, осажденных из каждого электролита, приведены в табл.2, соответственно.
Граничные концентрации компонентов электролита выбраны по следующим соображениям:
1. Увеличение содержания олова в электролите выше верхнего заявляемого предела нецелесообразно, что связано с уменьшением стабильности электролита, ухудшением качества покрытий, увеличением расхода олова за счет уноса электролита вместе с деталями;
2. Уменьшение содержания олова в электролите ниже нижнего заявляемого предела приводит к уменьшению катодных плотностей тока электроосаждения и ухудшению качества осаждаемого покрытия;
3. Увеличение содержания цинка в электролите выше верхнего заявляемого предела нецелесообразно, что связано с увеличением содержания цинка в покрытии, ухудшением качества покрытий, увеличением расхода цинка за счет уноса электролита вместе с деталями;
4. Увеличение содержания цитрата натрия и лимонной кислоты в электролите выше верхнего заявляемого предела нецелесообразно. Это связано с увеличением стоимости электролита;
5. Уменьшение содержания лимонной кислоты и цитрата натрия ниже нижнего предела указанной концентрации приводит к снижению выхода по току, интервалов работы электролита, ухудшению качества покрытий;
6. Увеличение содержания дифениламина в электролите выше верхнего заявляемого предела нецелесообразно. Это связано с увеличением содержания цинка в сплаве;
7. Уменьшение содержания дифениламина ниже нижнего предела указанной концентрации приводит к образованию дендритов и ухудшению качества покрытий;
8. Увеличение содержания препарата ОС-20 в электролите выше верхнего заявляемого предела нецелесообразно. Это связано с образованием белесого налета на поверхности покрытия;
9. Уменьшение содержания препарата ОС-20 ниже нижнего предела указанной концентрации приводит к уменьшению содержания олова в сплаве, к образованию дендритов и ухудшению качества покрытий;
10. Увеличение содержания ФЭ выше верхнего предела указанной концентрации приводит к уменьшению коррозионной стойкости покрытая и ухудшению его качества;
11. Уменьшение содержания ФЭ ниже нижнего предела указанной концентрации приводит к уменьшению коррозионной стойкости покрытия и ухудшению его качества.
Сравнительные эксплуатационные характеристики электролитов и физико-механические свойства покрытий композиционного материала на основе сплава олово-цинк приведены в табл.2.
Как видно из табл.2 коррозионная стойкость покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк, осажденного из заявляемого электролита №3, превышает коррозионную стойкость сплава олово-цинк, осаждаемого из прототипа в 1,2 раза при сохранении основных физико-механических свойств покрытий.
Таблица 1 | ||||||
Составы электролитов и режимы электролиза | ||||||
Состав электролитов и режимы электролиза | Концентрация компонентов, моль/л | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | прототип | |
Сульфат олова | 0,07 | 0,08 | 0,085 | 0,09 | 0,1 | 0,09 |
Сульфат цинка | 0,055 | 0,065 | 0,075 | 0,085 | 0,095 | 0,08 |
Лимонная кислота | 0,3 | 0,31 | 0,32 | 0,33 | 0,4 | 0,33 |
Цитрат щелочного металла | 0,6 | 0,65 | 0,67 | 0,68 | 0,75 | 0,67 |
Препарат ОС-20, г/л | 0,65 | 0,70 | 0,75 | 0,80 | 0,90 | 0,84 |
Дифениламин, г/л | 0,15 | 0,20 | 0,26 | 0,32 | 0,37 | 0,3 |
Ф-4Д-Э (ТУ 6-05-041-508-79), г/л | 0,2 | 0,25 | 0,26 | 0,3 | 0,4 | - |
рН электролита | 5,0 | 6,0 | 6,2 | 6,5 | 7,0 | 6,2 |
Температура, ºС | 15 | 18 | 19 | 20 | 25 | 19 |
Катодная плотность тока, А/дм2 | 0,5 | 1,0 | 2,8 | 4,5 | 5 | 2,7 |
Таблица 2 | ||||||
Физико-механические свойства предложенного покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк | ||||||
Предложенный состав композиций | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | прототип | |
Коррозионная стойкость (скорость коррозии), м2/ч | 4,45 | 4,30 | 4,20 | 4,23 | 4,41 | 4,95 |
Микротвердость, МПа | 150 | 145 | 110 | 106 | 105 | 117 |
Сцепление с основой из стали, меди и ее сплавов | Удовлетворяет ГОСТ 9302-88 | |||||
Содержание фторопласта в покрытии, мас.% | 0,07 | 0,09 | 0,11 | 0,13 | 0,15 | - |
Содержание олова в сплаве, мас.% | 68 | 70 | 77 | 83 | 85 | 77 |
Claims (1)
- Электролит для нанесения покрытия из композиционного материала на основе сплава олово-цинк, содержащий сульфат олова, сульфат цинка, цитрат щелочного металла, лимонную кислоту, препарат ОС-20 и дифениламин, отличающийся тем, что он содержит фторопластовую эмульсию Ф-4Д-Э при следующем соотношении компонентов, моль/л:
сульфат олова 0,08-0,09 сульфат цинка 0,065-0,085 лимонная кислота 0,31-0,33 цитрат щелочного металла 0,65-0,68 препарат ОС-20, г/л 0,70-0,80 дифениламин, г/л 0,20-0,32 фторопластовая эмульсия Ф-4Д-Э, г/л 0,25-0,30
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012119393/02A RU2493296C1 (ru) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | Электролит для нанесения покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012119393/02A RU2493296C1 (ru) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | Электролит для нанесения покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2493296C1 true RU2493296C1 (ru) | 2013-09-20 |
Family
ID=49183444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012119393/02A RU2493296C1 (ru) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | Электролит для нанесения покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2493296C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2213813C1 (ru) * | 2002-05-27 | 2003-10-10 | Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) | Гальванический композиционный материал на основе никеля |
US20050031894A1 (en) * | 2003-08-06 | 2005-02-10 | Klaus-Peter Klos | Multilayer coated corrosion resistant article and method of production thereof |
RU2313621C1 (ru) * | 2006-08-14 | 2007-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Электролит низкоконцентрированный для нанесения полублестящего покрытия сплавом олово-цинк |
RU2352693C1 (ru) * | 2008-03-19 | 2009-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Гальванический композиционный материал на основе никеля |
-
2012
- 2012-05-11 RU RU2012119393/02A patent/RU2493296C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2213813C1 (ru) * | 2002-05-27 | 2003-10-10 | Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) | Гальванический композиционный материал на основе никеля |
US20050031894A1 (en) * | 2003-08-06 | 2005-02-10 | Klaus-Peter Klos | Multilayer coated corrosion resistant article and method of production thereof |
RU2313621C1 (ru) * | 2006-08-14 | 2007-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Электролит низкоконцентрированный для нанесения полублестящего покрытия сплавом олово-цинк |
RU2352693C1 (ru) * | 2008-03-19 | 2009-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Гальванический композиционный материал на основе никеля |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106414806B (zh) | 用于电镀移动的金属条的方法和由此制造的镀层金属条 | |
CN103757672B (zh) | 一种锌锡合金电镀方法 | |
CN106757264B (zh) | 一种铝合金环保型宽温阳极氧化电解液及氧化方法 | |
Tuaweri et al. | A study of process parameters for zinc electrodeposition from a sulphate bath | |
EP2116634A1 (de) | Modifizierter Kupfer-Zinn-Elektrolyt und Verfahren zur Abscheidung von Bronzeschichten | |
DE102008050135A1 (de) | Verfahren zur Abscheidung von Platin-Rhodiumschichten mit verbesserter Helligkeit | |
CN105040051A (zh) | 一种微酸性体系电镀光亮锌镍合金镀液 | |
RU2493296C1 (ru) | Электролит для нанесения покрытия композиционного материала на основе сплава олово-цинк | |
Shekhanov et al. | Electrodeposition of tin–nickel alloys from oxalate–sulfate and fluoride–chloride electrolytes | |
AT516876B1 (de) | Abscheidung von dekorativen Palladium-Eisen-Legierungsbeschichtungen auf metallischen Substanzen | |
US11111591B2 (en) | Methods and compositions for electrochemical deposition of metal rich layers in aqueous solutions | |
Protsenko et al. | Electrodeposition of lead coatings from a methanesulphonate electrolyte | |
RU2437967C1 (ru) | Способ осаждения композиционных покрытий никель-ванадий-фосфор-нитрид бора | |
GB2116588A (en) | Electroplated zinc-cobalt alloy | |
RU2362843C1 (ru) | Электролит для осаждения композиционного покрытия никель-кобальт-алмаз | |
RU2313621C1 (ru) | Электролит низкоконцентрированный для нанесения полублестящего покрытия сплавом олово-цинк | |
RU2489528C1 (ru) | Гальванический композиционный материал на основе сплава олово-цинк | |
JP2009149978A (ja) | 銅−亜鉛合金電気めっき浴およびこれを用いためっき方法 | |
RU2511727C1 (ru) | Щелочной электролит для электроосаждения цинк-никелевых покрытий | |
RU2487967C1 (ru) | Щавелевокислый электролит для осаждения сплава медь-олово | |
DE2352970A1 (de) | Korrosionsbestaendige metallueberzuege, die galvanisch abgeschiedenes nickel und mikroporoeses chrom enthalten | |
DE2814364A1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen niederschlagung von mangan | |
KR102194114B1 (ko) | 개선된 내부식성을 갖는 기능성 크롬 층 | |
RU2489527C2 (ru) | Состав электролита антифрикционного электролитического сплава "цинк-железо" для осаждения в условиях гидромеханического активирования | |
Song et al. | High corrosion resistance multilayer nickel coatings on AZ91D magnesium alloys |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140512 |