RU2816237C1 - Способ электролитического осаждения железного покрытия - Google Patents
Способ электролитического осаждения железного покрытия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816237C1 RU2816237C1 RU2023108547A RU2023108547A RU2816237C1 RU 2816237 C1 RU2816237 C1 RU 2816237C1 RU 2023108547 A RU2023108547 A RU 2023108547A RU 2023108547 A RU2023108547 A RU 2023108547A RU 2816237 C1 RU2816237 C1 RU 2816237C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- iron
- hydrochloric acid
- coating
- electrolytic deposition
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 title description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 8
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 abstract 2
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области гальваностегии, в частности для электролитического осаждения железных покрытий, применяемых для восстановления и упрочнения поверхностей стальных деталей. Способ включает осаждение композиционного покрытия из электролита, содержащего хлорид железа, порошок железный инструментальный ПР-10Р6М5, соляную кислоту и дистиллированную воду при следующем соотношении компонентов, кг/м3: хлорид железа 350-400, порошок железный инструментальный ПР-10Р6М5 5-10, соляная кислота 0,5-2,0, при температуре электролита 273-333 K, интервале катодных плотностей постоянного тока 10-60 А/дм2 и непрерывном перемешивании электролита механической мешалкой. Технический результат: получение гладких, блестящих покрытий с микротвердостью до 9000 МПа. 1 пр.
Description
Изобретение относится к области гальваностегии, в частности, для электролитического осаждения твердых, износостойких покрытий, применяемых для восстановления и упрочнения поверхностей стальных деталей.
Известен способ электролитического осаждения из хлористого электролита железнения, содержащего 200-250 г/л хлористого железа и 2-3 г/л соляной кислоты. (Мелков М. П. Твердое осталивание автотракторных деталей. М., «Транспорт». 1971. с 19-20). Однако применяемый в этом способе электролит работает при высокой температуре (60-80°С) и обеспечивает получение покрытий со значением микротвердости 4500-6500 МПа.
Недостатком данного способа является недостаточная микротвердость и износостойкость покрытия.
Для получения электролитического покрытия, обладающего повышенной микротвердостью и износостойкостью, предлагается способ электролитического осаждения из электролита, содержащего хлорид железа и соляную кислоту, а в качестве композиционного материала, порошок быстрорежущей стали ПР-10Р6М5, регламентированный нормативами ГОСТ 28377-89, при следующем соотношении компонентов, кг/м:
хлорид железа - 350-400;
порошок железный инструментальный ПР-10Р6М5 - 5-10;
соляная кислота - 0,5-2.
Процесс осаждения ведется при температуре электролита 273-333 К и интервале катодных плотностей тока 10-60 А/дм2. Получаемое покрытие имеет следующий состав: железо 93-97%, композит Р6М5 3-7%. Поверхность покрытия гладкая, блестящая.
Концентрация хлорида железа в электролите находится в пределах 350-400 кг/м3. Нижний предел показывает зону минимальной вязкости. Верхний предел показывает зону максимальной электропроводности. (Швецов А.Н. Основы восстановления деталей осталиванием. Омск, 1973, с. 77-79.)
Порошок железный инструментальный ПР-10Р6М5 добавляется в электролит в пределах 5-10 кг/м3. Ниже 5 кг/м3 применение порошка нецелесообразно, т.к. получаемое покрытие по твердости близко к покрытию твердым электролитическим железом. Выше 10 кг/м3 применение порошка приводит к образованию большого числа композиционных включений, что резко ухудшает качество электроосажденного покрытия, приводит к росту внутренних напряжений и растрескиванию покрытия. Наиболее оптимальным является содержание порошка 8 кг/м3. Получаемое покрытие имеет микротвердость 9000 МПа.
Для поддержания кислотности электролита (рН) добавляется соляная кислота в количестве 0,5-2,0 кг/м3. Верхний предел установлен из экономических соображений, электроосаждение железа на катоде происходит с одновременным разряжением водорода. С повышением содержания соляной кислоты резко увеличивается количество разряжающегося водорода и падает выход по току. Нижний предел выбран по качественным характеристикам структур электролитического железа. При содержании соляной кислоты меньше 0,5 кг/м3 происходит сильное защелачивание прикатодного слоя. Гидроокись, образующаяся в прикатодном слое, включается в покрытие и этим ухудшает его структуру. Наиболее оптимальным вариантом данного электролита является содержание соляной кислоты 1,5 кг/м3.
Электроосаждение происходит при температуре 273-333 К. Нижний предел ограничен диффузионными свойствами электролита. Выше 333 К не происходит значительных качественных изменений покрытия. Катодная плотность тока для данного электролита находится в пределах 10-60 А/дм2. Ниже 10 А/дм2 плотность тока использовать нецелесообразно, т.к. целью получения электролита является повышение производительности процесса, а при низкой катодной плотности тока - малый выход по току. При катодной плотности тока больше 60 А/дм2 происходит интенсивное дендритообразование.
На основе проведенных испытаний оптимальным режимом являются условия, приведенные в примере:
Электролит получают соединением растворов в дистиллированной воде хлорида железа с содержанием 350 кг/м3, соляной кислоты 1,5 кг/м3 и добавлением порошка ПР-10Р6М5 в количестве 8 кг/м3, присутствующего в растворе в виде суспензии. Анодом служит низкоуглеродистая сталь. Предварительно деталь подвергается обезжириванию венской известью и анодной обработке в растворе 30% серной кислоты. Электроосаждение происходит при температуре 293 К на постоянном токе с катодной плотностью тока 50 А/дм2. Для нахождения порошка железа во взвешенном состоянии, электролит должен постоянно перемешиваться, для чего используются механические мешалки.
Покрытия, полученные из предлагаемого электролита, обладают высокой износостойкостью и микротвердостью до 9000 МПа. Все это позволяет использовать электролитические композитные покрытия в народном хозяйстве для восстановления и упрочнения поверхностей деталей машин.
Claims (3)
- Способ электролитического осаждения железного покрытия из электролита, включающего хлорид железа, соляную кислоту, отличающийся тем, что электролит дополнительно в качестве композиционного материала содержит порошок железный инструментальный ПР-10Р6М5, при следующем соотношении компонентов, кг/м3:
-
хлорид железа 350-400 порошок железный инструментальный ПР-10Р6М5 5-10 соляная кислота 0,5-2, - причем процесс осаждения покрытия ведут при температуре электролита 273-333 K, интервале катодных плотностей тока 10-60 А/дм2 и непрерывном перемешивании электролита механической мешалкой.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2816237C1 true RU2816237C1 (ru) | 2024-03-27 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2424382C1 (ru) * | 2009-10-21 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) | Электролит-суспензия на основе железа для получения износостойких покрытий на детали машин, включающий нанопорошок на основе карбида вольфрама |
| RU2537686C1 (ru) * | 2013-06-24 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова Министерства сельского хозяйства Российской Федерации | Способ электролитического осаждения покрытия железо-дисульфид молибдена |
| CN106756641B (zh) * | 2016-12-14 | 2019-02-26 | 刘志红 | 一种Fe基非晶合金粉末及其制备工艺 |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2424382C1 (ru) * | 2009-10-21 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) | Электролит-суспензия на основе железа для получения износостойких покрытий на детали машин, включающий нанопорошок на основе карбида вольфрама |
| RU2537686C1 (ru) * | 2013-06-24 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова Министерства сельского хозяйства Российской Федерации | Способ электролитического осаждения покрытия железо-дисульфид молибдена |
| CN106756641B (zh) * | 2016-12-14 | 2019-02-26 | 刘志红 | 一种Fe基非晶合金粉末及其制备工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Мелков М.П. Твердое осталивание автотракторных деталей. М., Транспорт, 1971. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2653128A (en) | Method of and bath for electrodepositing tungsten alloys | |
| US2436316A (en) | Bright alloy plating | |
| US3326782A (en) | Bath and method for electroforming and electrodepositing nickel | |
| US2693444A (en) | Electrodeposition of chromium and alloys thereof | |
| CN1188550C (zh) | 用含烷基磺酸的电解液进行电镀的方法 | |
| RU2816237C1 (ru) | Способ электролитического осаждения железного покрытия | |
| US3288690A (en) | Electrodeposition of copper from acidic baths | |
| US3788957A (en) | Electrodeposition of chromium | |
| US4226682A (en) | Brighteners for electrolytic acid zinc baths | |
| US7329334B2 (en) | Controlling the hardness of electrodeposited copper coatings by variation of current profile | |
| CA2236933A1 (en) | Electroplating of low-stress nickel | |
| US2392871A (en) | Chromium plating | |
| RU2705843C1 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо-бор | |
| US2489523A (en) | Electrodeposition of tin or lead-tin alloys | |
| RU2489527C2 (ru) | Состав электролита антифрикционного электролитического сплава "цинк-железо" для осаждения в условиях гидромеханического активирования | |
| US2488246A (en) | Process of electroplating zinc, and baths and compositions for use therein | |
| US3442776A (en) | Electrolyte and process for the electrodeposition of cadmium | |
| RU2285065C1 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо-хром | |
| US4648947A (en) | Chromium electroplating and bath therefor | |
| US2331751A (en) | Process of electrodepositing hard nickel plating | |
| RU2401328C1 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо-ванадий-кобальт | |
| RU2263727C2 (ru) | Способ электролитического осаждения сплава железо - алюминий | |
| RU2690773C1 (ru) | Способ нанесения гладких гальванических железных покрытий в проточном электролите с крупными дисперсными частицами | |
| RU2743133C1 (ru) | Способ электроосаждения покрытий хром-молибден-алмаз | |
| US2842487A (en) | Method of producing dull electronickel |