RU2633866C2 - Electrolyte composition of antifriction electrolytic zinc-iron alloy for deposition in hydromechanical activation conditions - Google Patents
Electrolyte composition of antifriction electrolytic zinc-iron alloy for deposition in hydromechanical activation conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633866C2 RU2633866C2 RU2015119211A RU2015119211A RU2633866C2 RU 2633866 C2 RU2633866 C2 RU 2633866C2 RU 2015119211 A RU2015119211 A RU 2015119211A RU 2015119211 A RU2015119211 A RU 2015119211A RU 2633866 C2 RU2633866 C2 RU 2633866C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- iron
- sulfate
- deposition
- zinc
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
Abstract
Description
Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению сплава "цинк-железо" с целью восстановления изношенных поверхностей деталей машин, например, подшипников скольжения автомобильных двигателей.The invention relates to electroplating, in particular to electrolytic deposition of a zinc-iron alloy in order to restore worn surfaces of machine parts, for example, sliding bearings of automobile engines.
Известны растворы электролитов для осаждения сплавов "цинк-железо", содержащие сернокислое железо, сернокислый цинк, сернокислый алюминий, сернокислый натрий, натровую соль нафталиндисульфо кислоты, борную и аскорбиновую кислоту. Однако покрытия, получаемые из этих составов электролитов, имеют слабую сцепляемость с основным металлом. Электролиты имеют слабую рассеивающую способность, недостаточно производительны и в условиях осаждения сплава гидромеханической активацией подвержены окислению и загрязнению [1, 2].Electrolyte solutions for the deposition of zinc-iron alloys are known, containing iron sulfate, zinc sulfate, aluminum sulfate, sodium sulfate, sodium salt of naphthalene disulfonic acid, boric and ascorbic acid. However, coatings obtained from these electrolyte compositions have poor adhesion to the base metal. Electrolytes have a weak scattering power, are not efficient enough, and under conditions of alloy precipitation by hydromechanical activation they are subject to oxidation and pollution [1, 2].
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является известный состав электролита [3], используемый для осаждения цинк-железного сплава, содержащий, г/л:The closest technical solution, selected as a prototype, is the known composition of the electrolyte [3] used for the deposition of zinc-iron alloy, containing, g / l:
Данный электролит использовался для восстановления изношенных деталей из алюминиевых и железоуглеродистых сплавов при температурах 20-30°C, катодной плотности тока 40-60 А/дм2 и расходом электролита 1,5 л/с.This electrolyte was used to restore worn parts from aluminum and iron-carbon alloys at temperatures of 20-30 ° C, a cathode current density of 40-60 A / dm 2 and an electrolyte flow rate of 1.5 l / s.
Использование данного способа для восстановления стальных изделий затруднено, так как электролит имеет сложный состав. Затруднена его корректировка по составу в технологическом процессе.The use of this method for the recovery of steel products is difficult, since the electrolyte has a complex composition. Difficult to adjust its composition in the process.
Осадки имеют крупнозернистую структуру, низкую адгезию с основой и при восстановлении деталей из стали имеют высокий удельный температурный коэффициент линейного расширения. Электролит склонен к окислению, так как при электролизе хлорида железа и фторида натрия выделяется хлор и фтор. Используемый для флотации первичный гидрохлорид алкиламмония представляет смесь RNH2NCl, где R=C6H13-C12H25 имеет не всегда воспроизводимый состав.Precipitation has a coarse-grained structure, low adhesion to the base and, when recovering steel parts, have a high specific temperature coefficient of linear expansion. The electrolyte is prone to oxidation, since chlorine and fluoride are released during the electrolysis of iron chloride and sodium fluoride. The primary alkylammonium hydrochloride used for flotation is a mixture of RNH 2 NCl, where R = C 6 H 13 -C 12 H 25 has a not always reproducible composition.
Помимо этого, электролит склонен к дендридообразованию при повышенных плотностях тока и малопроизводителен в нестационарных условиях осаждения сплава.In addition, the electrolyte is prone to dendride formation at elevated current densities and is inefficient under unsteady conditions of alloy deposition.
Задачей изобретения является повышение физико-механических характеристик покрытия: прочности сцепления, улучшения структуры осадка, химической стойкости раствора и снижение дендридообразования.The objective of the invention is to increase the physico-mechanical characteristics of the coating: adhesion, improve the structure of the precipitate, the chemical resistance of the solution and reduce dendrite formation.
Сущность изобретения заключается в следующем. Предложен высокоэффективный состав антифрикционного электролитического сплава "цинк-железо" для осаждения в условиях гидромеханического активирования. Он содержит сульфат алюминия, в качестве соли железа - сульфат железа, в качестве соли натрия - карбонат натрия, а в качестве органической добавки - гидрохлорид тетраэтиламмония при следующих соотношениях компонентов, г/л:The invention consists in the following. A highly effective composition of the antifriction electrolytic zinc-iron alloy is proposed for deposition under conditions of hydromechanical activation. It contains aluminum sulfate, iron sulfate as an iron salt, sodium carbonate as a sodium salt, and tetraethylammonium hydrochloride as an organic additive in the following component ratios, g / l:
Для приготовления электролита "цинк-железо" все компоненты растворяют в отдельных емкостях в дистиллированной воде, подогретой до 60-70°C. Затем растворы фильтруют и сливают в рабочую ванну. В электролите должно быть столько солей железа, цинка, карбоната натрия, сульфата аммония и гидрохлорида тетраэтиламмония, сколько требуется по расчету на рабочую емкость ванны. После этого доливают воду до метки, соответствующей верхнему уровню электролита. Проверяют величину pH, прорабатывают в течение 8-10 ч при плотности тока 0,8-1,5 А/дм2 со стальными катодами и после того приступают к покрытию.To prepare the zinc-iron electrolyte, all components are dissolved in separate containers in distilled water, heated to 60-70 ° C. Then the solutions are filtered and poured into a working bath. The electrolyte should contain as many salts of iron, zinc, sodium carbonate, ammonium sulfate and tetraethylammonium hydrochloride as required by the calculation of the working capacity of the bath. After this, add water to the mark corresponding to the upper level of the electrolyte. Check the pH value, work out for 8-10 hours at a current density of 0.8-1.5 A / dm 2 with steel cathodes and then proceed to coating.
Гидромеханическое активирование осаждения металла характеризуется принудительной циркуляцией электролита и вращением анода. Проток через раствор электролита и вращение анода изменяют ионную обкладку диффузионного слоя у поверхности катода и, как следствие этого, увеличивается скорость процесса диффузии ионов к поверхности катода, что обеспечивает повышение производительности в 3-4 раза, высокую равномерность покрытия, полученное мелкодисперсной структуры и снижению остаточных напряжений.Hydromechanical activation of metal deposition is characterized by forced circulation of the electrolyte and rotation of the anode. The flow through the electrolyte solution and the rotation of the anode change the ionic lining of the diffusion layer at the cathode surface and, as a result, the rate of ion diffusion to the cathode surface increases, which provides an increase in productivity by a factor of 3-4, high uniformity of the coating obtained in a finely dispersed structure and a decrease in residual stresses.
Исследования внутренних напряжений показали, что они растут с увеличением плотности тока и уменьшаются с повышением температур электролита и с увеличением концентрации активных солей.Studies of internal stresses showed that they increase with increasing current density and decrease with increasing electrolyte temperatures and with an increase in the concentration of active salts.
При высокой плотности тока значительно искажается и уплотняется кристаллическая решетка. При высокой температуре уменьшается наводораживание осадков, и, если взять низкую плотность тока и высокую температуру электролита, то можно получить мягкие, ненапряженные осадки.At high current density, the crystal lattice is significantly distorted and compacted. At high temperatures, the hydrogenation of precipitation decreases, and if you take a low current density and a high electrolyte temperature, you can get soft, non-stressed precipitation.
Прочность сцепления для различных электролитов и условий работы ванн изменялась в пределах от 3000 до 12000 Н/см2. Наибольшее значение прочности сцепления были показаны на стальных образцах, покрытие которых проводилось в ваннах заявленного электролита. Добавление в ванну солей натрия, аммония, гидрохлорида тетраэтиламмония увеличило прочность сцепления осадка с основой. Обеспечило получение уплотненной кристаллической решетки, а также уменьшение наводораживающего осадка.The adhesion strength for various electrolytes and bath operating conditions varied from 3000 to 12000 N / cm 2 . The highest values of adhesion were shown on steel samples, the coating of which was carried out in the baths of the claimed electrolyte. The addition of sodium, ammonium, tetraethylammonium hydrochloride salts to the bath increased the adhesion of the precipitate to the base. Provided obtaining a compacted crystal lattice, as well as a decrease in hydrogen sediment.
Режим осаждения сплава "цинк-железо": температура 20-25°C, катодная плотность тока 30-35 А/дм2, рН 2,0-2,5, анод - цинк (растворимый).The deposition mode of the alloy "zinc-iron": temperature 20-25 ° C, cathodic current density 30-35 A / DM 2 , pH 2.0-2.5, the anode is zinc (soluble).
Заявленный состав электролита отличается снижением концентрации активных солей, так как с увеличением их концентрации может быть значительно повышена допустимая плотность тока. Это приводит к образованию крупнозернистой структуры осадков "цинк-железо" с пониженными механическими свойствами.The claimed composition of the electrolyte is characterized by a decrease in the concentration of active salts, since with an increase in their concentration, the permissible current density can be significantly increased. This leads to the formation of a coarse-grained structure of zinc-iron precipitation with reduced mechanical properties.
Осаждение осадка "цинк-железо" на изделие производится при более низкой катодной плотности тока 30-35 А/дм2 по сравнению с известной катодной плотностью тока 40-60 А/дм2, так как с увеличением плотности тока увеличивается твердость осадка, его внутреннее напряжение. Покрытия трескаются, на краях деталей образуются наросты и при дальнейшем повышении плотности тока покрытие получается аморфным, порошкообразным с низкой адгезией к деталям.The zinc-iron precipitate is deposited on the product at a lower cathodic current density of 30-35 A / dm 2 compared to the known cathodic current density of 40-60 A / dm 2 , since with increasing current density the hardness of the precipitate increases, its internal voltage. The coatings crack, growths form at the edges of the parts, and with a further increase in the current density, the coating is amorphous, powdery with low adhesion to the parts.
Применение фтор- и хлоранионов в составе входящих в электролит солей, а также использование карбоната натрия позволяет снизить агрессивность электролита и исключить коррозию стальных изделий.The use of fluorine and chloranion in the salts included in the electrolyte, as well as the use of sodium carbonate, can reduce the electrolyte aggressiveness and eliminate corrosion of steel products.
Упрощение состава электролита достигается также использованием в качестве органической добавки гидрохлорида тетраэтиламмония (C6H12NCl), который хорошо растворим в воде, имеет постоянный состав и не изменяется в ходе электролиза.Simplification of the electrolyte composition is also achieved by using tetraethylammonium hydrochloride (C 6 H 12 NCl) as an organic additive, which is readily soluble in water, has a constant composition and does not change during electrolysis.
Таким образом, предлагаемый состав электролита отличается от известного тем, что он более прост по содержанию, производителен и отвечает технологическому процессу при восстановлении деталей подшипников в нестационарных условиях (проточное, на различных формах тока). Покрытия получаются гладкими, плотными с мелкодисперсной структурой, обладающие повышенной износо- и коррозионной стойкостью.Thus, the proposed composition of the electrolyte differs from the known one in that it is simpler in content, productive and meets the technological process when restoring bearing parts under non-stationary conditions (flowing, on various forms of current). Coatings are smooth, dense with a finely dispersed structure, with increased wear and corrosion resistance.
Осаждение проводится в виде твердых сплавов замещения ионов цинка ионами железа, что обеспечивает физико-механические характеристики осадка, идентичные характеристикам основы подшипников из нержавеющей стали и повышает стабильность электролита.The deposition is carried out in the form of solid alloys of the replacement of zinc ions by iron ions, which ensures the physicomechanical characteristics of the precipitate, which are identical to the characteristics of the stainless steel bearing base and increase the stability of the electrolyte.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Авторское свидетельство СССР №755897, С25D 3/56, 1980.1. USSR author's certificate No. 755897, C25D 3/56, 1980.
2. Авторское свидетельство СССР №374383, С25D 3/56, 1973/2. USSR author's certificate No. 374383, C25D 3/56, 1973 /
3. Патент RU №2086712, G01M 17/06, 10.08.1997 - прототип.3. Patent RU No. 2086712, G01M 17/06, 08/10/1997 - prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119211A RU2633866C2 (en) | 2015-05-21 | 2015-05-21 | Electrolyte composition of antifriction electrolytic zinc-iron alloy for deposition in hydromechanical activation conditions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119211A RU2633866C2 (en) | 2015-05-21 | 2015-05-21 | Electrolyte composition of antifriction electrolytic zinc-iron alloy for deposition in hydromechanical activation conditions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015119211A RU2015119211A (en) | 2016-12-10 |
RU2633866C2 true RU2633866C2 (en) | 2017-10-18 |
Family
ID=57759909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015119211A RU2633866C2 (en) | 2015-05-21 | 2015-05-21 | Electrolyte composition of antifriction electrolytic zinc-iron alloy for deposition in hydromechanical activation conditions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2633866C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2086712C1 (en) * | 1993-07-06 | 1997-08-10 | Иркутская государственная сельскохозяйственная академия | Electrolyte for depositing zinc-iron alloy |
EP0866149B1 (en) * | 1997-03-19 | 2002-11-20 | Nkk Corporation | Zinciferous coated steel sheet and method for producing the same |
RU2205901C1 (en) * | 2001-09-21 | 2003-06-10 | Медведев Георгий Иосифович | Method of electrodeposition of zinc |
RU2489527C2 (en) * | 2011-01-12 | 2013-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" | Electrolyte composition of antifriction electrolytic zinc-iron alloy for deposition in hydromechanical activation conditions |
-
2015
- 2015-05-21 RU RU2015119211A patent/RU2633866C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2086712C1 (en) * | 1993-07-06 | 1997-08-10 | Иркутская государственная сельскохозяйственная академия | Electrolyte for depositing zinc-iron alloy |
EP0866149B1 (en) * | 1997-03-19 | 2002-11-20 | Nkk Corporation | Zinciferous coated steel sheet and method for producing the same |
RU2205901C1 (en) * | 2001-09-21 | 2003-06-10 | Медведев Георгий Иосифович | Method of electrodeposition of zinc |
RU2489527C2 (en) * | 2011-01-12 | 2013-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" | Electrolyte composition of antifriction electrolytic zinc-iron alloy for deposition in hydromechanical activation conditions |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015119211A (en) | 2016-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Protsenko et al. | Chromium electroplating from trivalent chromium baths as an environmentally friendly alternative to hazardous hexavalent chromium baths: comparative study on advantages and disadvantages | |
JP2017503926A (en) | Electroplating bath containing trivalent chromium and method for depositing chromium | |
CN103757672B (en) | A kind of Zinc-tin alloy electro-plating method | |
CN108456898B (en) | Low-concentration sulfate trivalent chromium rapid chromium plating electroplating solution and preparation method thereof | |
Karahan | Effects of pH value of the electrolyte and glycine additive on formation and properties of electrodeposited Zn-Fe coatings | |
Zhu et al. | Effects of coumarin and saccharin on electrodeposition of Ni from a hydrophobic ionic liquid | |
EP2855738B1 (en) | Additives for producing copper electrodeposits having low oxygen content | |
GB2534883A (en) | Electrolyte for electroplating | |
Hammami et al. | Effect of phosphorus doping on some properties of electroplated Zn–Ni alloy coatings | |
RU2489527C2 (en) | Electrolyte composition of antifriction electrolytic zinc-iron alloy for deposition in hydromechanical activation conditions | |
Kasach et al. | Electrodeposition of Cu-Sn alloy from oxalic acid electrolyte in the presence of amine-containing surfactants | |
Kasach et al. | Effect of parameters of pulse electrolysis on electrodeposition of copper–tin alloy from sulfate electrolyte | |
Padhy et al. | Microstructural aspects of manganese metal during its electrodeposition from sulphate solutions in the presence of quaternary amines | |
Naik et al. | Electrodeposition of zinc from chloride solution | |
RU2633866C2 (en) | Electrolyte composition of antifriction electrolytic zinc-iron alloy for deposition in hydromechanical activation conditions | |
RU2437967C1 (en) | Procedure for sedimentation of composite coating nickel-vanadium-phosphorus-boron nitride | |
US3054737A (en) | Process and bath for electrosmoothing ferrous metals | |
Espinoza-Galvez et al. | Morphological insights associated to instantaneous nucleation and growth in Cr (III) electrodeposition on nickel in aqueous media | |
Ghosh | Electrodeposition of Cu, Sn and Cu-Sn alloy from choline chloride ionic liquid | |
RU2690773C1 (en) | Method of applying smooth galvanic iron coatings in a flow electrolyte with coarse dispersed particles | |
RU2285065C1 (en) | Method of electrolytic deposition of iron-chromium alloy | |
RU2486294C1 (en) | Method for electrolytic deposition of iron-aluminium alloy | |
RU2634555C2 (en) | Method of electrolytic deposition of iron-cobalt alloy | |
Jain et al. | Acid Zinc Plating Process: A review and experiment of the effect of various bath parameters and additives (ie brighteners, carriers, levelers) on throwing power | |
RU2401328C1 (en) | Method of electrolytic depostion of iron-vanadium-cobalt alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180522 |