RU2775586C1 - Способ нанесения покрытий железо-никель-хром на изношенные поверхности деталей с помощью реверсивного тока - Google Patents
Способ нанесения покрытий железо-никель-хром на изношенные поверхности деталей с помощью реверсивного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775586C1 RU2775586C1 RU2021110356A RU2021110356A RU2775586C1 RU 2775586 C1 RU2775586 C1 RU 2775586C1 RU 2021110356 A RU2021110356 A RU 2021110356A RU 2021110356 A RU2021110356 A RU 2021110356A RU 2775586 C1 RU2775586 C1 RU 2775586C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- nickel
- coatings
- value
- electrodeposition
- Prior art date
Links
- -1 iron-nickel-chromium Chemical compound 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims abstract description 11
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M Sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 10
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L Iron(II) sulfate Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Vitamin C Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims abstract description 5
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 241000080590 Niso Species 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L Nickel(II) sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 3
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
- 239000005569 Iron sulphate Substances 0.000 abstract 1
- 229910052603 melanterite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010409 ironing Methods 0.000 description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M Potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H chromium(III) sulfate Chemical compound [Cr+3].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940053662 nickel sulfate Drugs 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K Iron(III) chloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L Nickel(II) chloride Chemical class Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 240000005428 Pistacia lentiscus Species 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к нанесению гальванических покрытий на основе железа и может быть использовано при выполнении ремонтных дорог. Способ электроосаждения покрытия сплава железо-никель-хром на изношенную поверхность детали включает подготовку изношенной поверхности детали и последующее электроосаждение покрытия сплава железо-никель-хром из электролита на основе сульфата железа. Электроосаждение ведут из электролита, содержащего, г/л: H2SO4 350-400, FeSO4⋅7H2O 150-350, NiSO4 35-75, Cr2(SO4)3 30-70, NaBr 3-5 г/л, аскорбиновую кислоту С6Н8О6 3-7, кристаллический фиолетовый 1-2, при температуре электролита 18-20°С и времени осаждения от 1 часа и более до получения заданной толщины покрытия. На электроды подают переменный асимметричный ток частотой 0,5 кГц и плотностью 5-25 А/дм2 с коэффициентом асимметрии в интервале от 1,2 до 5-6, причем вначале устанавливают минимальную величину упомянутого показателя катодно-анодного отношения от 1,2, а затем его плавно увеличивают до значения 5-6 при величине минимальной выдержки катодно-анодного показателя 0,5-1 мин. Обеспечивается хорошее сцепление покрытий с основой, повышение скорости осаждения и микротвердости покрытия железо-никель-хром, снижение энергетических затрат.
Description
Изобретение относится к нанесению гальванических покрытий на основе железа и может быть использовано при выполнении ремонтных работ. Способ включает подготовку поверхностей деталей к железнению и последующее нанесение покрытия Fe-Ni-Cr из электролита на основе сульфата железа, железнение ведут путем подачи на электроды переменного асимметричного тока частотой 0,5 кГц и плотностью тока 5-25 А/дм2, с коэффициентом асимметрии (β) в интервале от 2 до 5-6, при этом вначале устанавливают минимальную величину катодно-анодного отношения, а затем плавно увеличивают до максимального значения и осаждение покрытия продолжают до получения заданной толщины покрытия. Технический результат: повышение микротвердости, скорости осаждения электролического покрытия, равномерности, снижение энергозатрат.
Известны способы электролического железнения из хлористых и сульфатных электролитов, содержащих хлориды железа и никеля, когда процесс в начальной стадии проводят следующим образом: выдержки без тока в электролите и далее электролиз на асимметричном переменном токе [1, 2]. Недостатками этих способов являются плохое сцепление покрытий с основой, невысокие скорости осаждения, низкий выход по току.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному способу является способ нанесения железных покрытий из электролитов на основе хлористого железа с добавками йодистого калия, серной и соляной кислоты при температуре электролиза 18-20°С и плотности тока 5-40 А/дм2 по ступенчатому режиму подачи тока [2].
Недостатками этих способов являются плохое сцепление покрытий с основой, невысокие скорости осаждения, низкий выход по току, высокие энергетические затраты.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков. Техническим результатом предложенного способа является хорошее сцепление покрытий с основой, повышение скорости осаждения и микротвердости покрытия Fe-Ni-Cr, снижение энергетических затрат.
Способ электроосаждения покрытия сплава железо-никель-хром на изношенную поверхность деталь включает подготовку изношенной поверхности детали и последующее электроосаждение покрытия сплава железо-никель-хром из электролита на основе сульфата железа, при этом электроосаждение покрытия сплава железо-никель-хром ведут из электролита, содержащего, г/л: H2SO4 350-400, FeSO4⋅7H2O 150-350, NiSO4 35-75, Cr2(SO4)3 30-70, NaBr 3-5 г/л, аскорбиновую кислоту С6Н8О6 3-7, кристаллический фиолетовый 1-2, при температуре электролита 18-20°С и времени осаждения от 1 часа и более до получения заданной толщины покрытия, при этом на электроды подают переменный асимметричный ток частотой 0,5 кГц и плотностью 5-25 А/дм2 с коэффициентом асимметрии в интервале от 1,2 до 5-6, причем вначале устанавливают минимальную величину упомянутого показателя катодно-анодного отношения от 1,2, а затем его плавно увеличивают до значения 5-6 при величине минимальной выдержки катодно-анодного показателя 0,5-1 минута.
Способ нанесения покрытий железо-никель-хром включает очищение изношенных деталей от грязи и смазки в растворах обезжиривания, восстановление геометрических размеров путем шлифования до 0,5% от диаметра изношенной детали, которые монтируются на подвесные приспособления, а участки, не подлежащие покрытию, изолируются парафинно-канифольной мастикой, затем проводится электрохимическое обезжиривание и пассивирование деталей в 30% серной кислоте, после чего детали промываются в горячей, затем холодной воде и подаются на стадию железнения, при плавном увеличении катодно-анодного показателя регулируется величина микротвердости по толщине, содержание хрома и никеля, сцепляемость покрытия с деталью, что позволяет рекомендовать гальванические покрытия Fe-Ni-Cr для восстановления изношенных деталей сельскохозяйственной техники.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что после подготовки изношенных поверхностей деталей к железнению, последующее железнение ведут из электролита: серная кислота (H2SO4) - 350-400 г/л, сернокислое железо (FeSO4⋅7H2O) - 150-350 г/л, никель сернокислый (NiSO4) - 35-75 г/л, хром сернокислый Cr2(SO4)3 - 30-70 г/л, NaBr - 3-5 г/л, аскорбиновая кислота (С6Н8О6) - 3-7 г/л в присутствии кристаллического фиолетового (1-2 г/л). Согласно изобретению железнение (электроосаждение покрытия сплава железо-никель-хром) ведут путем подачи на электроды переменного асимметричного тока частотой 0,5 кГц и плотностью 5-25 А/дм2, при этом вначале устанавливают минимальную величину катодно-анодного отношения от 1,2, а затем плавно увеличивают его до значения 5-6, и осаждение сплава железо-никель-хром ведут до получения заданной толщины покрытия. Величина минимальной выдержки катодно-анодного показателя составляет 0,5-1 мин.
Осаждение ведут из электролита следующего состава: серная кислота (H2SO4) - 350-400 г/л, сернокислое железо (FeSO4⋅7H2O) - 150-350 г/л, никель сернокислый (NiSO4) - 35-75 г/л, хром сернокислый Cr2(SO4)3 - 30-70 г/л, NaBr - 3-5 г/л, аскорбиновая кислота (С6Н8О6) - 3-7 г/л в присутствии кристаллического фиолетового (1-2 г/л), при температуре электролита 18-20°С, времени осаждения от 1 часа и более, что позволяет повысить скорость осаждения до 0,35 мм/час, увеличить микротвердость в зависимости от содержания хрома от 1250 МПа до 1550 МПа, при содержании хрома в покрытии соответственно 8,5 и 12 весовых процента, снизить энергозатраты. Покрытия, полученные в присутствии кристаллического фиолетового на высокочастотном переменном токе, имеют высокие антикоррозионные показатели, что обусловлено наличием наноструктур.
Электрохимические покрытия Fe-Ni-Cr обладают более высокой износостойкостью, твердостью поверхности в сравнении с покрытиями Fe-Ni и могут применяться для восстановления рабочих органов почвообрабатывающих машин, самотечных зернопроводов. Структура покрытия равномерная сплошная, мелкозернистая, слоисто-блочная с размерами мозаики кластеров кристаллитов порядка 300-400 нм с возможными включениями ε-Fe 10-20 нм, что придает покрытиям высокую износостойкость и твердость и позволяет использовать в практике ремонтного производства. Скорость электроосаждения покрытия Fe-Ni-Cr составляет 0,25-0,35 мм/ч. Содержание Ni и Cr зависит от частоты, величины β и плотности тока катодного импульса при преимущественном содержании железа (приблизительно 75% железа, остальное Ni+Cr). Причиной образования слоистой структуры Fe-Ni-Cr является периодическая кристаллизация Fe(OH)3 и Cr(ОН)3 из-за защелачивания прикатодного пространства. Износостойкость Fe-Ni-Cr покрытий в 1,68-1,89 раз выше износостойкости железных покрытий в паре с чугуном СЧ18 и бронзы Брс30 при трении без смазки по результатам сравнительных испытаний. Предложены новые способы электроосаждения покрытий Fe-Ni-Cr с применением асимметричного переменного тока.
Источники информации
1. А.С. SU 168569, кл. 48а, 1965.
2. А.С. SU 204083, кл.C25D 3/20, 1967 (прототип).
Claims (1)
- Способ электроосаждения покрытия сплава железо-никель-хром на изношенную поверхность детали, включающий подготовку изношенной поверхности детали и последующее электроосаждение покрытия сплава железо-никель-хром из электролита на основе сульфата железа, отличающийся тем, что электроосаждение покрытия сплава железо-никель-хром ведут из электролита, содержащего, г/л: H2SO4 350-400, FeSO4⋅7H2O 150-350, NiSO4 35-75, Cr2(SO4)3 30-70, NaBr 3-5 г/л, аскорбиновая кислота С6Н8О6 3-7, кристаллический фиолетовый 1-2, при температуре электролита 18-20°С и времени осаждения от 1 часа и более до получения заданной толщины покрытия, при этом на электроды подают переменный асимметричный ток частотой 0,5 кГц и плотностью 5-25 А/дм2 с коэффициентом асимметрии в интервале от 1,2 до 5-6, причем вначале устанавливают минимальную величину упомянутого показателя катодно-анодного отношения от 1,2, а затем его плавно увеличивают до значения 5-6 при величине минимальной выдержки катодно-анодного показателя 0,5-1 мин.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2775586C1 true RU2775586C1 (ru) | 2022-07-05 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU204083A1 (ru) * | Способ получения железных покрытий | |||
| DE2261782C3 (de) * | 1972-12-16 | 1978-09-14 | Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt | Galvanische Abscheidung einer Chrom-Nickel-Eisen-Legierung |
| RU2248415C1 (ru) * | 2004-02-02 | 2005-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Электролит для осаждения сплава железо-хром |
| RU2285065C1 (ru) * | 2005-03-09 | 2006-10-10 | ФГОУ ВПО Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова | Способ электролитического осаждения сплава железо-хром |
| RU2424380C1 (ru) * | 2010-06-30 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Электролит для получения никель-железных покрытий |
| EP3372710A1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-12 | EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt | Electrodeposition of stainless steel layer |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU204083A1 (ru) * | Способ получения железных покрытий | |||
| DE2261782C3 (de) * | 1972-12-16 | 1978-09-14 | Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt | Galvanische Abscheidung einer Chrom-Nickel-Eisen-Legierung |
| RU2248415C1 (ru) * | 2004-02-02 | 2005-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Электролит для осаждения сплава железо-хром |
| RU2285065C1 (ru) * | 2005-03-09 | 2006-10-10 | ФГОУ ВПО Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова | Способ электролитического осаждения сплава железо-хром |
| RU2424380C1 (ru) * | 2010-06-30 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Электролит для получения никель-железных покрытий |
| EP3372710A1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-12 | EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt | Electrodeposition of stainless steel layer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8691397B2 (en) | Biocidal metallic layers comprising cobalt | |
| CN101445946B (zh) | 一种Ni-W-P三元合金防腐耐磨电沉积镀层及其生产工艺和电镀液 | |
| CN101042044B (zh) | 抽油杆或抽油管电镀铁镍/钨合金双层镀层及其表面处理工艺 | |
| CN101643924B (zh) | 一种全硫酸盐三价铬镀厚铬溶液及电镀方法 | |
| CN103132114A (zh) | 耐磨工件及其耐磨镀层的制造方法 | |
| CN101665960A (zh) | 一种硫酸盐三价铬电镀液与制备方法 | |
| CN109208044B (zh) | 一种层状仿生耐磨耐蚀减摩涂层及制备方法和应用 | |
| JPS60436B2 (ja) | 金属表面の電着処理方法 | |
| CN101126169A (zh) | 一种薄带连铸结晶辊表面电镀方法及其电镀液 | |
| US20060257683A1 (en) | Stainless steel electrolytic coating | |
| CN105839154B (zh) | 一种离子液体电镀Ni‑Cr‑Sn合金镀层的方法 | |
| CN101985766B (zh) | 一种离子液体电镀Zn-Ti合金的方法 | |
| US2693444A (en) | Electrodeposition of chromium and alloys thereof | |
| RU2775586C1 (ru) | Способ нанесения покрытий железо-никель-хром на изношенные поверхности деталей с помощью реверсивного тока | |
| Sherwin et al. | A brief review on nickel and chromium coatings developed by electrochemical route | |
| EP3241928B1 (en) | Trivalent chromium plating formulations and processes | |
| US4690735A (en) | Electrolytic bath compositions and method for electrodeposition of amorphous chromium | |
| US2389131A (en) | Electrodeposition of antimony | |
| CN101311322A (zh) | 一种电镀铁镍合金表面处理工艺及其电镀液 | |
| CN104120461A (zh) | 薄带连铸结晶辊表面梯度合金镀层的制备方法及电镀液 | |
| JPH02217497A (ja) | ニッケル―タングステン―炭化珪素複合めっき法 | |
| JPS6021235B2 (ja) | コバルト−亜鉛合金電気メツキ浴組成物とメツキ方法 | |
| US4388379A (en) | Electrodeposition of low stress, hard iron alloy and article so produced | |
| CN109097811A (zh) | Co-Ni-P-金刚石镀层的电镀液及其制备方法与电镀方法 | |
| CN101343770A (zh) | 活塞环多层铬基网格嵌入超硬耐磨粒子镀层镀液及电镀法 |