RU2511727C1 - Щелочной электролит для электроосаждения цинк-никелевых покрытий - Google Patents
Щелочной электролит для электроосаждения цинк-никелевых покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2511727C1 RU2511727C1 RU2013101060/02A RU2013101060A RU2511727C1 RU 2511727 C1 RU2511727 C1 RU 2511727C1 RU 2013101060/02 A RU2013101060/02 A RU 2013101060/02A RU 2013101060 A RU2013101060 A RU 2013101060A RU 2511727 C1 RU2511727 C1 RU 2511727C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- zinc
- water
- electrolyte
- triethanolamine
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и автомобилестроении для защиты от коррозии стальных изделий. Электролит содержит, г/л:оксид цинка 12-15, едкий натр 100-120, никель сернокислый 7-17, триэтаноламин 40-60, гексаметилендиамин-N,N,N',N'- тетрауксусную кислоту 0,5-2, диглицин 1-3, воду до 1 л. Технический результат - увеличение коррозионной стойкости цинк-никелевых покрытий, расширение диапазона рабочих плотностей тока, снижение экологической нагрузки на очистку сточных вод, путем использования низкоконцентрированных электролитов. 2 табл., 4 пр.
Description
Область техники
Изобретение относится к области получения гальванических покрытий цинк-никелевыми сплавами на сталях и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, автомобильной промышленности и др.
Уровень техники
Известен электролит для осаждения светлых блестящих покрытий из сплава, содержащего 2% Ni [Гальванотехника: Справ. изд. Ажогин Ф.Ф., Беленький М.А., Галль И.Е. и др. - М.: Металлургия, 1987. - 736 с], содержащий (г/л):
Цинк (в пересчете на металл) | 30-35 |
Никель (в пересчете на металл) | 0,15-0,75 |
Цианид натрия | 85-100 |
Едкий натр | 65-70 |
Недостатками аналога являются: высокая токсичность цианидов и связанные с этим большие затраты на охрану труда, технику безопасности и на обезвреживание сточных вод, а также невысокая коррозионная стойкость покрытий, связанная с очень низким содержанием никеля в сплаве.
Известен аммиакатный электролит для получения сплавов Zn-Ni с содержанием никеля в сплаве 23-27% [патент №2441107 ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ СПЛАВА ЦИНК-НИКЕЛЬ], содержащий (г/л):
Оксид цинка | 10-15 |
Хлорид никеля шестиводный | 60-90 |
Хлорид аммония | 230-250 |
Борная кислота | 20 |
Препарат ОС-20 | 0,5-0,6 |
Продукт конденсации | |
диметилолтиомочевины и полиэтиленполиамина | 0,003-0,005 |
pH | 5,0-5,5 |
Катодная плотность тока, А/дм2 | 0,1-5,0 |
Температура, °C | 18-25 |
Недостатком аналога являются снижение защитных свойств покрытий, при заявленном содержании никеля в сплаве 23-27%, за счет потери анодного по отношению к стали потенциала и трудности для последующей пассивации. Кроме того, в электролите используется токсичная борная кислота, у него узкий интервал рабочих концентраций органических добавок и высокая концентрация хлорида аммония.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является щелочной электролит для получения Zn-Ni сплавов с содержанием никеля в сплаве 10-11% [Chandrasekar M.S., S.Srinivasan, M.Pushpavanam Properties of Zink alloy electrodeposits produced from acid and alkaline electrolytes // J. Solid State Electrochem (2009). 13. P.782], содержащий (г/л):
Оксид цинка | 9-12 |
Едкий натр | 12-120 |
Сульфат никеля семиводный | 1-7,5 |
Триэтаноламин | 85-120 |
pH | 13-14 |
Недостатками прототипа являются высокая скорость коррозии Zn-Ni сплавов с содержанием никеля в сплаве 10-11%, не обеспечивающая максимальную коррозионную защиту стальных изделий, узкий диапазон катодных плотностей тока от 2 до 5 А/дм2. Кроме того, использование высоких концентраций триэтаноламина в электролитах приведет к трудностям при очистке сточных вод гальванических производств и, как следствие, к плохим экологическим последствиям.
Сущность изобретения
Задача изобретения - снижение скорости коррозии цинк-никелевых покрытий, при сохранении покрытиями анодного характера защиты сталей (содержание никеля в покрытиях 15-16%), расширение диапазона рабочих плотностей тока, снижение экологической нагрузки на очистку сточных вод, путем использования низкоконцентрированных электролитов.
Поставленная задача достигается путем создания щелочного электролита для электроосаждения цинк-никелевых покрытий, включающего оксид цинка, едкий натр, никель сернокислый семиводный, триэтаноламин, воду, гексаметилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусную кислоту и диглицин, при следующем соотношении компонентов, г/л:
Оксид цинка | 12-15 |
Едкий натр | 100-120 |
Никель сернокислый | 7-17 |
Триэтаноламин | 40-60 |
Гексаметилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусная | 0,5-2 |
Кислота | |
Диглицин | 1-3 |
Вода | до 1 литра |
pH | 13-14 |
Температура, °C | 18-25 |
Катодная плотность тока, А/дм2 | 0,5-5,0 |
Выход по току сплава 80%. Аноды никелевые.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый электролит отличается от него введением новых компонентов, а именно гексаметилендиамин-N,N,N',N'-тетауксусной кислоты и диглицина.
Цинка оксид, ГОСТ 10262-73, ч, химическая формула ZnO, плотность 5,7 г/см3, растворимость в воде 0,00016 г/100 г при 20°С. Амфотерен - растворяется в избытке щелочей и аммиака с образованием цинкатов.
Натрия гидроксид, ГОСТ 4328-77, ч, химическая формула NaOH, плотность 2,13 г/см3, растворимость (% по массе) в воде 52,2 (20°С).
Никеля сульфат, 7-водный, ГОСТ 4465-74, ч, химическая формула NiSO4·7H2O, плотность 1,949 г/см3, растворимость 21,4 г в 100 г холодной и 43,42 в 100 г горячей воды.
Триэтаноламин ТУ 2423-168-00203335-2007 - бесцветная вязкая жидкость со слабым аммиачным запахом. Плотность 1,1242 (20°C, г/см3). Химическая формула (HOCH2CH2)3N, мол. вес 149,19. Неограниченно смешивается с водой в любых пропорциях.
Гексаметилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусная кислота (ГМДТА)
(HOOC-CH2)2N-(CH2)6-N(CH2-COOH)2
М=348.35 г/моль.
Белый кристаллический негигроскопический порошок. ГМДТА является четырехосновной кислотой, способной присоединять протоны с образованием катионов типа аммония. Относится к классу комплексонов алифатического ряда с третичной аминогруппой - производных этилендиамин- N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты (ЭДТА).
Диглицин (глицил-глицин)
NH2-CH2-CO-NH-CH2-COOH
М=132.15 г/моль.
Порошок белого цвета. Разлагается при 113°C. Растворимость: 22.75 г в 100 г воды. Относится к классу дипептидов. В водном растворе обладает буферными свойствами в интервалах значений pH 2-4 и 7-9.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Пример 1. Для приготовления 1 л электролита в 0,4 л воды растворяют 100 г NaOH. При перемешивании добавляют небольшими порциями 12 г оксида цинка в раствор щелочи до полного растворения (раствор №1). Растворяют в отдельной емкости сернокислый никель в количестве 7 г в 0,3 л воды и вводят в этот раствор триэтаноламин при перемешивании в количестве 40 мл. Добавляют в этот раствор предварительно растворенные в 100 мл воды ГМДТА в количестве 0,5 г и диглицин (глицил-глицин) в количестве 1 г (раствор №2). Смешивают растворы №1 и №2 и доводят водой объем электролита до 1 л. После введения в электролит всех компонентов его объем доводят водой до 1 л.
Приготовленный электролит имеет следующий состав, г/л:
Оксид цинка | 12 |
Едкий натр | 100 |
Никель сернокислый | 7 |
Триэтаноламин | 40 |
Гексаметилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусная | |
кислота | 0,5 |
Диглицин | 1 |
Вода | до 1 литра |
pH | 13 |
Температура, °C | 18-25 |
Катодная плотность тока, А/дм2 | 0,5-5,0 |
Примеры с другими значениями заявляемого электролита приведены в таблице 1.
Из приготовленных электролитов осаждали цинк-никелевые покрытия.
Полученные образцы испытывали с целью определения скорости коррозии в 3% NaCl. Вначале определяли ток коррозии Zn-Ni покрытие - сталь и пересчитывали на массовый показатель коррозии. При определении диапазона рабочей плотности тока устанавливали верхнюю и нижнюю границы катодной плотности тока. Для их определения на образцы из стали наносили цинк-никелевое покрытие толщиной 6 мкм. Полученные покрытия по внешнему виду соответствуют требованиям ГОСТа 9.301-86, а по сцеплению с основным металлом ГОСТу 9.302-88.
При всех испытаниях характеристик получаемого покрытия проводили не менее 4-5 параллельных опытов и брали среднеарифметические значения величин. Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что предлагаемый электролит (примеры 1-3) позволяет получать цинк-никелевые покрытия с содержанием никеля 15-16%, обладающие скоростью коррозии, в 2 раза меньшей в отличие от прототипа.
Другим преимуществом заявляемого электролита является то, что электролит обладает более широким диапазоном рабочей плотности тока, а также в электролите снижены концентрации основных компонентов, поэтому он имеет более низкую стоимость и его использование с экологической точки зрения более выгодно, работает при температуре 18-25°C, то есть не требует затрат электроэнергии на подогрев.
Таблица 1 | ||||
Концентрация, г/л | Номера примеров | |||
1 | 2 | 3 | Прототип | |
Оксид цинка | 12 | 13,5 | 15 | 9-12 |
Едкий натр | 100 | 110 | 120 | 12-120 |
Никель сернокислый | 7 | 12 | 17 | 1-7,5 |
Триэтаноламин | 40 | 50 | 60 | 85-120 |
Гексаметилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусная кислота | 0,5 | 1 | 2 | |
Диглицин | 1 | 2 | 3 | - |
pH | 13 | 13,5 | 14,0 | 13-14 |
Температура, °C | 18 | 22 | 25 | - |
Катодная плотность тока, А/дм2 | 0,5 | 3 | 5,0 | 2,0-5,0 |
Таблица 2 | |||||
Номера примеров | % Ni | Скорость коррозии Zn-Ni покрытия, г/м2·ч при катодных плотностях тока | |||
0,5 А/дм2 | 1 А/дм2 | 3 А/дм2 | 5 А/дм2 | ||
1 | 15-16 | 0,061 | 0,069 | 0,074 | 0,076 |
2 | 15-16 | 0,062 | 0,071 | 0,076 | 0,078 |
3 | 15-16 | 0,064 | 0,072 | 0,078 | 0,080 |
Прототип | 10-11 | - | - | 0,156 | 0,165 |
Claims (1)
- Щелочной электролит для электроосаждения цинк-никелевых покрытий, содержащий оксид цинка, едкий натр, никель сернокислый семиводный, триэтаноламин и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гексаметилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусную кислоту и диглицин, при следующем соотношении компонентов, г/л:
оксид цинка 12-15 едкий натр 100-120 никель сернокислый 7-17 триэтаноламин 40-60 гексаметилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусная кислота 0,5-2 диглицин 1-3 вода до 1 литра
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013101060/02A RU2511727C1 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Щелочной электролит для электроосаждения цинк-никелевых покрытий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013101060/02A RU2511727C1 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Щелочной электролит для электроосаждения цинк-никелевых покрытий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2511727C1 true RU2511727C1 (ru) | 2014-04-10 |
Family
ID=50438148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013101060/02A RU2511727C1 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Щелочной электролит для электроосаждения цинк-никелевых покрытий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2511727C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2627319C1 (ru) * | 2016-10-25 | 2017-08-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" | Электролит для осаждения цинк-никелевых покрытий |
CN112899739A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 阎新燕 | 一种耐腐蚀锌镍电镀液及其制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2177055C1 (ru) * | 2000-03-30 | 2001-12-20 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Способ получения покрытия для защиты от коррозии стальных деталей |
RU2441107C1 (ru) * | 2010-06-30 | 2012-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт") | Электролит для электроосаждения сплава цинк-никель |
-
2013
- 2013-01-09 RU RU2013101060/02A patent/RU2511727C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2177055C1 (ru) * | 2000-03-30 | 2001-12-20 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Способ получения покрытия для защиты от коррозии стальных деталей |
RU2441107C1 (ru) * | 2010-06-30 | 2012-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт") | Электролит для электроосаждения сплава цинк-никель |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
. . . . . * |
CHANDRASECAR M.S. et al. Properties of Zink alloy electrodeposits produced from acid and alkaline electrolutes. J. Solid state Electrochem 2009,13, P.782. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2627319C1 (ru) * | 2016-10-25 | 2017-08-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" | Электролит для осаждения цинк-никелевых покрытий |
CN112899739A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 阎新燕 | 一种耐腐蚀锌镍电镀液及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105862090B (zh) | 一种无氰亚硫酸盐镀金液及其应用 | |
US4877496A (en) | Zinc-nickel alloy plating solution | |
CA1045075A (en) | Bright tin-nickel alloy plating electrolyte | |
ITTO950840A1 (it) | Bagni alcalini elettrolitici e procedimenti per zinco e leghe di zinco | |
CN103757672B (zh) | 一种锌锡合金电镀方法 | |
JP6951465B2 (ja) | 3価クロムメッキ液およびこれを用いたクロムメッキ方法 | |
CN109881223A (zh) | 无氰镀金液及其制备方法和应用 | |
DE2610507A1 (de) | Cyanidfreies bad zur galvanischen abscheidung glaenzender silberueberzuege | |
CN106245071A (zh) | 酸性无氰镀镉添加剂、镀液制备及电镀工艺 | |
EP2937450A1 (de) | Galvanisches bad oder mischung zur verwendung in einem galvanischen bad zur abscheidung einer glanznickelschicht sowie verfahren zur herstellung eines artikels mit einer glanznickelschicht | |
CN105102689A (zh) | 锌镍合金镀液及镀敷方法 | |
DE60023190T2 (de) | Zink-nickel-elektroplattierung | |
CN104805480A (zh) | 一种碱性锌镍电镀液、制备方法及电镀方法 | |
RU2511727C1 (ru) | Щелочной электролит для электроосаждения цинк-никелевых покрытий | |
CN105040051A (zh) | 一种微酸性体系电镀光亮锌镍合金镀液 | |
US3914160A (en) | Bath for the electrodeposition of birght tin-cobalt alloy | |
JPS61163289A (ja) | ニツケル及びニツケル合金による黒色電気めつき浴 | |
US20200354847A1 (en) | Compositionally modulated zinc-iron multilayered coatings | |
CN105442000A (zh) | 一种碱性锌铁合金电镀液、制备方法及电镀工艺 | |
CN102383149B (zh) | 一种环保三价铬电镀液及其电镀方法 | |
Darken | Recent progress in bright plating from zincate electrolytes | |
CN108085722A (zh) | 一种酸性镀铜工艺以及方法 | |
RU2603526C1 (ru) | Электролит для электроосаждения цинк-никелевых покрытий | |
RU2627319C1 (ru) | Электролит для осаждения цинк-никелевых покрытий | |
CN103320821A (zh) | 一种碱性锌钴合金电镀液 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160110 |