RU2820435C1 - Electrolyte for electrodeposition of lustrous zinc coatings - Google Patents
Electrolyte for electrodeposition of lustrous zinc coatings Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820435C1 RU2820435C1 RU2024108066A RU2024108066A RU2820435C1 RU 2820435 C1 RU2820435 C1 RU 2820435C1 RU 2024108066 A RU2024108066 A RU 2024108066A RU 2024108066 A RU2024108066 A RU 2024108066A RU 2820435 C1 RU2820435 C1 RU 2820435C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- coatings
- diformylfuran
- zinc
- corrosion resistance
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 title claims description 9
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- PXJJKVNIMAZHCB-UHFFFAOYSA-N 2,5-diformylfuran Chemical compound O=CC1=CC=C(C=O)O1 PXJJKVNIMAZHCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- RZLVQBNCHSJZPX-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O RZLVQBNCHSJZPX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 claims description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 18
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 18
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- VQLYBLABXAHUDN-UHFFFAOYSA-N bis(4-fluorophenyl)-methyl-(1,2,4-triazol-1-ylmethyl)silane;methyl n-(1h-benzimidazol-2-yl)carbamate Chemical compound C1=CC=C2NC(NC(=O)OC)=NC2=C1.C=1C=C(F)C=CC=1[Si](C=1C=CC(F)=CC=1)(C)CN1C=NC=N1 VQLYBLABXAHUDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 abstract 1
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 8
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 101001123530 Nicotiana tabacum Putrescine N-methyltransferase 3 Proteins 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical class [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NOEGNKMFWQHSLB-UHFFFAOYSA-N 5-hydroxymethylfurfural Chemical class OCC1=CC=C(C=O)O1 NOEGNKMFWQHSLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 2
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- -1 1-hydroxyethyl-3,4,6-trimethyl-1,2-dihydro-2-hydroxypyrimidinium iodide Chemical compound 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 1
- 229960002449 glycine Drugs 0.000 description 1
- 235000013905 glycine and its sodium salt Nutrition 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- RJGBSYZFOCAGQY-UHFFFAOYSA-N hydroxymethylfurfural Natural products COC1=CC=C(C=O)O1 RJGBSYZFOCAGQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к нанесению блестящих цинковых покрытий из низкоконцентрированных электролитов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности с целью повышения блеска покрытий и коррозионной стойкости.The invention relates to the field of electroplating, in particular to the application of shiny zinc coatings from low-concentrated electrolytes, and can be used in various industries to increase the gloss of coatings and corrosion resistance.
Известен кислый электролит блестящего цинкования (см. Патент РФ 2058435 С1, МПК С25D 3/22, опубл. 20.04.1996), следующего состава, г/л: сернокислый цинк 200-250; сернокислый натрий 30-40; аминоуксусная кислота 10-20; 1-оксиэтил-3,4,6-триметил-1,2-дигидро-2- оксипиримидиний иодид 0,7-2,0. Использование электролита позволяет наносить блестящие цинковые покрытия при комнатной температуре в широком интервале рабочих плотностей тока (4,0 - 20,0 А/дм2). Выход по току 70-90 %. К недостаткам известного электролита относится, полученные покрытия обладают недостаточно высокой степенью блеска (55- 85%) и коррозионной стойкости - 0,007-0,009 г/см2/сут. (соответствует 6 баллам коррозионной стойкости).An acidic bright galvanizing electrolyte is known (see RF Patent 2058435 C1, IPC C25D 3/22, published on April 20, 1996), with the following composition, g/l: zinc sulfate 200-250; sodium sulfate 30-40; aminoacetic acid 10-20; 1-hydroxyethyl-3,4,6-trimethyl-1,2-dihydro-2-hydroxypyrimidinium iodide 0.7-2.0. The use of an electrolyte makes it possible to apply shiny zinc coatings at room temperature in a wide range of operating current densities (4.0 - 20.0 A/dm 2 ). Current efficiency 70-90%. The disadvantages of the known electrolyte include that the resulting coatings have an insufficiently high degree of gloss (55-85%) and corrosion resistance - 0.007-0.009 g/cm 2 /day. (corresponds to 6 points of corrosion resistance).
Наиболее близким к заявленному изобретению является электролит блестящего цинкования (см. SU 732410 А1, МКИ С25D 3/22, опубл. 12.05.1980), содержащий, г/л: соль цинка (сульфат цинка или хлористый цинк) 50-200; аммоний хлористый 50 - 300; оксиэтилированная фенольная смола 2-10. Процесс ведут при температуре 10-40°С, рН 4,5-5,5, катодная плотность тока 0,1-8 А/дм2.The closest to the claimed invention is a bright galvanizing electrolyte (see SU 732410 A1, MKI C25D 3/22, published on May 12, 1980), containing, g/l: zinc salt (zinc sulfate or zinc chloride) 50-200; ammonium chloride 50 - 300; ethoxylated phenolic resin 2-10. The process is carried out at a temperature of 10-40°C, pH 4.5-5.5, cathode current density 0.1-8 A/dm 2 .
Покрытия, полученные из известного электролита, обладают следующими характеристиками: степень блеска 70-85%, коррозионная стойкость в баллах - 5. К основным недостаткам данного электролита являются режим электроосаждения при повышенной температуре до 40°С, что увеличивает затраты на электроэнергию и экономически невыгодно. Кроме того, гальванические покрытия из данного электролита имеют недостаточно высокую степень блеска и коррозионную стойкость.Coatings obtained from a known electrolyte have the following characteristics: gloss level 70-85%, corrosion resistance in points - 5. The main disadvantages of this electrolyte are the electrodeposition mode at elevated temperatures up to 40°C, which increases energy costs and is not economically profitable. In addition, galvanic coatings made from this electrolyte do not have a high enough gloss and corrosion resistance.
Задачей изобретения является создание низкоконцентрированного электролита блестящего цинкования, для получения покрытий обладающих высокой отражательной способностью (степенью блеска) и коррозионной стойкостью.The objective of the invention is to create a low-concentrated bright galvanizing electrolyte to obtain coatings with high reflectivity (degree of gloss) and corrosion resistance.
Сущность изобретения заключается в том, что электролит для электроосаждения блестящих цинковых покрытий, содержащий цинк сернокислый семиводный, аммоний хлористый, дополнительно содержит клей мездровый и 2,5-диформилфуран при следующем соотношении компонентов, г/л:The essence of the invention is that the electrolyte for the electrodeposition of shiny zinc coatings, containing zinc sulfate heptahydrate, ammonium chloride, additionally contains flesh glue and 2,5-diformylfuran in the following component ratio, g/l:
Техническим результатом является повышение блеска покрытий и его коррозионной стойкости.The technical result is to increase the gloss of the coating and its corrosion resistance.
Техническим результат достигается тем, что в известный электролит цинкования, содержащий сульфат цинка семиводный, хлорид аммония, оксиэтилированную фенольную смолу, производится замена последнего компонента электролита на мездровый клей и дополнительно вводят 2,5-диформилфуран (C6H4O3). Добавки мездрового клея и 2,5-диформилфурана (C6H4O3) выполняют роль поверхностно-активных веществ и блескообразователей; кроме этого, 2,5-диформилфуран (C6H4O3) позволяет стабилизировать коллоидные соединения цинка, возникших в ходе приготовления электролита и в процессе электролиза и способствует получению качественных покрытий, обладающих улучшенными функциональными свойствами. При этом компоненты электролита взяты в следующем соотношении, г/л: цинк сернокислый семиводный (ZnSO4 ⋅7Н2О) 80-100; аммоний хлористый (NH4Cl) 140-180; клей мездровый 1-2; 2,5-диформилфуран 0,5-1,5. Электролиз проводят при комнатной температуре 20-25°С, аноды цинковые. Величина рН электролита 5,5 - 6,5. Катодная плотность тока 0,5 - 3 А/дм2. Выход по току - 98-99 %.The technical result is achieved by replacing the last component of the electrolyte with flesh glue and additionally introducing 2,5-diformylfuran (C 6 H 4 O 3 ) into the known galvanizing electrolyte containing zinc sulfate heptahydrate, ammonium chloride, ethoxylated phenolic resin. Additives of hide glue and 2,5-diformylfuran (C 6 H 4 O 3 ) act as surfactants and shine formers; In addition, 2,5-diformylfuran (C 6 H 4 O 3 ) makes it possible to stabilize colloidal zinc compounds formed during the preparation of the electrolyte and during electrolysis and contributes to the production of high-quality coatings with improved functional properties. In this case, the electrolyte components are taken in the following ratio, g/l: zinc sulfate heptahydrate (ZnSO 4 ⋅ 7H 2 O) 80-100; ammonium chloride (NH 4 Cl) 140-180; flesh glue 1-2; 2,5-diformylfuran 0.5-1.5. Electrolysis is carried out at room temperature 20-25°C, zinc anodes. The pH value of the electrolyte is 5.5 - 6.5. Cathode current density 0.5 - 3 A/dm 2 . Current efficiency is 98-99%.
На чертеже представлена структурная формула 2,5-диформилфурана (C6H4O3).The drawing shows the structural formula of 2,5-diformylfuran (C 6 H 4 O 3 ).
Характеристика компонентов электролитаCharacteristics of electrolyte components
Цинк сернокислый семиводный (ZnSO4 ⋅7Н2О) - молярная масса 179,47 г/моль; порошок, состоящий из прозрачных, бесцветных кристаллов без запаха, плотность 3,8 г/см³; хорошо растворим в воде (22 г/100 мл).Zinc sulfate heptahydrate (ZnSO 4 ⋅ 7H 2 O) - molar mass 179.47 g/mol; powder consisting of transparent, colorless, odorless crystals, density 3.8 g/cm³; highly soluble in water (22 g/100 ml).
Аммоний хлористый (NH4Cl) - молярная масса 53,49 г/моль; белый кристаллический, порошок без запаха; плотность 1,526 г/см³; хорошо растворим в воде (37,2 г/100 мл), температура плавления 680°С.Ammonium chloride (NH 4 Cl) - molar mass 53.49 g/mol; white crystalline, odorless powder; density 1.526 g/cm³; highly soluble in water (37.2 g/100 ml), melting point 680°C.
Клей мездровый (дробленный КМ-1) - крупинки желтого цвета, массовая доля влаги 4 %, массовая доля жира не более 0,3, рН 1% раствора 5,5-7,5, пенистость раствора при механическом взбалтывании не более 100 мм (см. ГОСТ 3252-80).Hide glue (crushed KM-1) - yellow grains, moisture mass fraction 4%, fat mass fraction no more than 0.3, pH of 1% solution 5.5-7.5, foaminess of the solution with mechanical shaking no more than 100 mm ( see GOST 3252-80).
2,5-диформилфуран (C6H4O3) - молярная масса 124,095 г/моль; белый или желтоватый порошок; плотность 1,298 г/см³; растворим в воде, этаноле, метаноле; температура плавления 110°С.2,5-diformylfuran (C 6 H 4 O 3 ) - molar mass 124.095 g/mol; white or yellowish powder; density 1.298 g/cm³; soluble in water, ethanol, methanol; melting point 110°C.
2,5-диформилфуран является мономером фуранового ряда, производным 5-гидроксиметилфурфурола, который в свою очередь рассматривается как один из важнейших полифункциональных химических реагентов - «соединение-платформа», которое может производиться из растительной биомассы - гексозных углеводов и лигноцеллюлозы. 5-гидроксиметилфурфурол и его производные в ближайшем будущем способны стать альтернативным сырьем, позволяющим в значительной мере заменить невозобновляемые источники углеродных реагентов (нефть, уголь и природный газ) в химической промышленности (см. V.M. Chernyshev, O.A. Kravchenko, V.P. Ananikov. Russ. Chem. Rev., 2017, 86 (5).357-387).2,5-diformylfuran is a monomer of the furan series, a derivative of 5-hydroxymethylfurfural, which in turn is considered one of the most important multifunctional chemical reagents - a “platform compound” that can be produced from plant biomass - hexose carbohydrates and lignocellulose. In the near future, 5-hydroxymethylfurfural and its derivatives can become an alternative raw material that can significantly replace non-renewable sources of carbon reagents (oil, coal and natural gas) in the chemical industry (see V.M. Chernyshev, O.A. Kravchenko, V.P. Ananikov. Russ. Chem. Rev., 2017, 86 (5).357-387).
Для приготовления электролита используют реактивы марки «х.ч.». Для приготовления электролитов цинкования растворяли в дистиллированной воде в отдельных емкостях при температуре 60°С следующие компоненты: сульфат цинка семиводный, аммоний хлористый и добавку 2,5-диформилфуран. Мездровый клей перед использованием в электролите, замачивали в дистиллированной воде в течении 24 часов для набухания, затем растворяли в аналогичных условиях. Компоненты электролита сливали в ванну в следующем порядке: раствор соли цинка, аммония хлористого, столярного клея и затем вводили добавку 2,5-диформилфуран (C6H4O3). После перемешивания и охлаждения до комнатной температуры раствор электролита переливали в емкость для электролиза и доводили до необходимого объема. Для корректировки рН-значения в электролит вводили раствор соляной кислоты 10% концентрации или раствором гидроксида аммония 25% концентрации. В качестве анодов использовались пластины из электролитического цинка. Подготовка анодов заключалась в обезжиривании венской известью и активировании 20% раствором гидроксида натрия.To prepare the electrolyte, chemical grade reagents are used. To prepare galvanizing electrolytes, the following components were dissolved in distilled water in separate containers at a temperature of 60°C: zinc sulfate heptahydrate, ammonium chloride and the additive 2,5-diformylfuran. Before using the flesh glue in the electrolyte, it was soaked in distilled water for 24 hours to swell, then dissolved under similar conditions. The electrolyte components were poured into the bath in the following order: a solution of zinc salt, ammonium chloride, wood glue, and then the addition of 2,5-diformylfuran (C 6 H 4 O 3 ) was added. After stirring and cooling to room temperature, the electrolyte solution was poured into a container for electrolysis and brought to the required volume. To adjust the pH value, a 10% concentration of hydrochloric acid solution or a 25% concentration of ammonium hydroxide solution was introduced into the electrolyte. Electrolytic zinc plates were used as anodes. The anodes were prepared by degreasing with Vienna lime and activating with a 20% sodium hydroxide solution.
Пример 1. Электроосаждение проводили из электролита 1 состава, г/л: цинк сернокислый (ZnSO4 ⋅7Н2О) 80; аммоний хлористый (NH4Cl) 140; клей мездровый 1; 2,5-диформилфуран (C6H4O3) 0,5.Example 1. Electrodeposition was carried out from electrolyte 1 composition, g/l: zinc sulfate (ZnSO 4 ⋅ 7H 2 O) 80; ammonium chloride (NH 4 Cl) 140; flesh glue 1; 2,5-diformylfuran (C 6 H 4 O 3 ) 0.5.
рН 5,5; температура раствора 20°С, рабочая катодная плотность тока 0,5 А/дм2.pH 5.5; solution temperature 20°C, working cathode current density 0.5 A/dm 2 .
Выход по току составил 98%. На катоде из стали (Ст 3) были получены блестящие, плотные, хорошо сцепленные с поверхностью покрытия толщиной до 20 мкм. Отражательная способность по методу отражения сетки составляет 97 % (см. Н.Г. Бахчисарайцьян и др. Практикум по прикладной электрохимии. - М.: Химия. 1990. - С. 304), коррозионная стойкость в баллах 1 (совершенно стойкие) (см. ГОСТ 9.908-85), микротвердость с использованием микротвердомера ПМТ-3 составила 270 МПа.The current efficiency was 98%. On a steel (St 3) cathode, shiny, dense coatings up to 20 µm thick, well adhered to the surface, were obtained. The reflectivity using the grid reflection method is 97% (see N.G. Bakhchisaraitsyan et al. Workshop on applied electrochemistry. - M.: Khimiya. 1990. - P. 304), corrosion resistance in points 1 (perfectly resistant) (see . GOST 9.908-85), microhardness using a PMT-3 microhardness tester was 270 MPa.
Пример 2. Электроосаждение проводили из электролита 2 состава, г/л: цинк сернокислый (ZnSO4 ⋅7Н2О) 90; аммоний хлористый (NH4Cl) 160; клей мездровый 1,5; 2,5-диформилфуран (C6H4O3) 1,0.Example 2. Electrodeposition was carried out from electrolyte 2 of composition, g/l: zinc sulfate (ZnSO 4 ⋅ 7H 2 O) 90; ammonium chloride (NH 4 Cl) 160; flesh glue 1.5; 2,5-diformylfuran (C 6 H 4 O 3 ) 1.0.
рН 6,0; температура раствора 23°С, рабочая катодная плотность тока 2 А/дм2.pH 6.0; solution temperature 23°C, working cathode current density 2 A/dm 2 .
Выход по току составил 99 %. На катоде из стали (Ст 3) были получены блестящие, плотные, хорошо сцепленные с поверхностью покрытия толщиной до 20 мкм. Отражательная способность по методу отражения сетки составляет 99 % (см. Н.Г. Бахчисарайцьян и др. Практикум по прикладной электрохимии. - М.: Химия. 1990. - С. 304), коррозионная стойкость в баллах 1 (совершенно стойкие) (см. ГОСТ 9.908-85), микротвердость с использованием микротвердомера ПМТ-3 составила 310 МПа.The current efficiency was 99%. On a steel (St 3) cathode, shiny, dense coatings up to 20 µm thick, well adhered to the surface, were obtained. The reflectivity by the mesh reflection method is 99% (see N.G. Bakhchisaraitsyan et al. Workshop on applied electrochemistry. - M.: Chemistry. 1990. - P. 304), corrosion resistance in points 1 (perfectly resistant) (see . GOST 9.908-85), microhardness using a PMT-3 microhardness tester was 310 MPa.
Пример 3. Электроосаждение проводили из электролита 3 состава, г/л: цинк сернокислый (ZnSO4 ⋅7Н2О) 100; аммоний хлористый (NH4Cl) 180; клей мездровый 2,0; 2,5-диформилфуран (C6H4O3)1,5; рН 6,5; температура раствора 25°С, рабочая катодная плотность тока 3,0 А/дм2.Example 3. Electrodeposition was carried out from electrolyte 3 composition, g/l: zinc sulfate (ZnSO 4 ⋅ 7H 2 O) 100; ammonium chloride (NH 4 Cl) 180; flesh glue 2.0; 2,5-diformylfuran (C 6 H 4 O 3 )1.5; pH 6.5; solution temperature 25°C, working cathode current density 3.0 A/dm 2 .
Выход по току составил 98 %. На катоде из стали (Ст 3) были получены блестящие, плотные, хорошо сцепленные с поверхностью покрытия толщиной до 20 мкм. Отражательная способность по методу отражения сетки составляет 98 % (см. Н.Г. Бахчисарайцьян и др. Практикум по прикладной электрохимии. - М.: Химия. 1990. - С. 304), коррозионная стойкость в баллах 1 (совершенно стойкие) (см. ГОСТ 9.908-85), микротвердость с использованием микротвердомера ПМТ-3 составила 350 МПа.The current efficiency was 98%. On a steel (St 3) cathode, shiny, dense coatings up to 20 µm thick, well adhered to the surface, were obtained. The reflectivity using the grid reflection method is 98% (see N.G. Bakhchisaraitsyan et al. Workshop on applied electrochemistry. - M.: Khimiya. 1990. - P. 304), corrosion resistance in points 1 (perfectly resistant) (see . GOST 9.908-85), microhardness using a PMT-3 microhardness tester was 350 MPa.
Приведенные ниже примеры показывают, что изменение концентрации компонентов электролита выше верхнего и ниже нижнего заявляемых пределов приводят к снижению выхода по току электролита, степени блеска гальванических покрытий, коррозионной стойкости и микротвердости покрытия.The examples below show that changes in the concentration of electrolyte components above the upper and below the lower stated limits lead to a decrease in the current efficiency of the electrolyte, the degree of gloss of electroplated coatings, corrosion resistance and microhardness of the coating.
Пример 4. Электроосаждение проводили из электролита 4 состава, г/л: цинк сернокислый (ZnSO4 ⋅7Н2О) 60; аммоний хлористый (NH4Cl) 120; клей мездровый 0,5; 2,5-диформилфуран (C6H4O3) 0,1; рН 45; температура раствора 15°С, рабочая катодная плотность тока 0,1 А/дм2.Example 4. Electrodeposition was carried out from electrolyte 4 of composition, g/l: zinc sulfate (ZnSO 4 ⋅ 7H 2 O) 60; ammonium chloride (NH 4 Cl) 120; flesh glue 0.5; 2,5-diformylfuran (C 6 H 4 O 3 ) 0.1; pH 45; solution temperature 15°C, working cathode current density 0.1 A/dm 2 .
Выход по току составил 93 %. На катоде из стали (Ст 3) были получены полублестящие, плотные, хорошо сцепленные с поверхностью покрытия толщиной до 20 мкм. Отражательная способность по методу отражения сетки составляет 50 % (см. Н.Г. Бахчисарайцьян и др. Практикум по прикладной электрохимии. - М.: Химия. 1990. - С. 304), коррозионная стойкость в баллах 6 - пониженно стойкие (см. ГОСТ 9.908-85), микротвердость с использованием микротвердомера ПМТ-3 составила 200 МПа.The current efficiency was 93%. On a steel (St 3) cathode, semi-shiny, dense coatings up to 20 µm thick, well adhered to the surface, were obtained. The reflectivity according to the mesh reflection method is 50% (see N.G. Bakhchisaraitsyan et al. Workshop on applied electrochemistry. - M.: Khimiya. 1990. - P. 304), corrosion resistance in points 6 - reduced resistance (see. GOST 9.908-85), microhardness using a PMT-3 microhardness tester was 200 MPa.
Пример 5. Электроосаждение проводили из электролита 5 состава, г/л: цинк сернокислый (ZnSO4 ⋅7Н2О) 120; аммоний хлористый (NH4Cl) 200; клей мездровый 3,0; 2,5-диформилфуран (C6H4O3) 2,0; рН 7,5; температура раствора 30°С, рабочая катодная плотность тока 4,0 А/дм2.Example 5. Electrodeposition was carried out from electrolyte 5 of composition, g/l: zinc sulfate (ZnSO 4 ⋅ 7H 2 O) 120; ammonium chloride (NH 4 Cl) 200; flesh glue 3.0; 2,5-diformylfuran (C 6 H 4 O 3 ) 2.0; pH 7.5; solution temperature 30°C, working cathode current density 4.0 A/dm 2 .
Выход по току составил 91 %. На катоде из стали (Ст 3) были получены полублестящие, плотные, хорошо сцепленные с поверхностью покрытия толщиной до 20 мкм. Отражательная способность по методу отражения сетки составляет 50 % (см. Н.Г. Бахчисарайцьян и др. Практикум по прикладной электрохимии. - М.: Химия. 1990. - С. 304.), коррозионная стойкость в баллах 6 - пониженно стойкие (см. ГОСТ 9.908-85), микротвердость с использованием микротвердомера ПМТ-3 составила 180 МПа.The current efficiency was 91%. On a steel (St 3) cathode, semi-shiny, dense coatings up to 20 µm thick, well adhered to the surface, were obtained. The reflectivity using the grid reflection method is 50% (see N.G. Bakhchisaraitsyan et al. Workshop on applied electrochemistry. - M.: Khimiya. 1990. - P. 304.), corrosion resistance in points 6 - reduced resistant (see . GOST 9.908-85), microhardness using a PMT-3 microhardness tester was 180 MPa.
Высокие значения выхода по току, полученные из электролитов 1-3 связаны с присутствием в электролите тонкодисперсных коллоидных соединений цинка, образующихся в процессе приготовления электролита и при электролизе, которые получают возможность полностью восстанавливаться на катоде при потенциалах более положительных, чем рабочие. При этом их дисперсность повышается за счет стабилизирующей роли добавки 2,5-диформилфурана. Часть вещества, составляющего коллоидную частицу, включается в покрытие без тока. При кулонометрическом определении выхода по току это приводит к повышенным значениям этого технологического параметра.The high current efficiency values obtained from electrolytes 1-3 are associated with the presence in the electrolyte of finely dispersed colloidal zinc compounds formed during the preparation of the electrolyte and during electrolysis, which are able to be completely reduced at the cathode at potentials more positive than the working ones. At the same time, their dispersity increases due to the stabilizing role of the additive 2,5-diformylfuran. Part of the substance that makes up the colloidal particle is included in the coating without current. When coulometrically determining the current output, this leads to increased values of this process parameter.
Морфологию цинковых покрытий исследовали с помощью туннельно-атомного микроскопа PHYWE, тип зонда Тар 190Al-G в «полуконтактном» методе. Структура осадка имеет более пологую форму, в сравнении с осадком без добавки, высота не более 0,088 нм.The morphology of zinc coatings was studied using a PHYWE tunnel-atom microscope, probe type Tar 190Al-G in the “semi-contact” method. The structure of the sediment has a flatter shape, compared to sediment without additives, the height is no more than 0.088 nm.
Таким образом, показано сглаживающее влияние добавки 2,5-диформилфурана.Thus, the smoothing effect of the addition of 2,5-diformylfuran is shown.
Указанные характеристики позволят использовать предложенный электролит в различных отраслях промышленности, с целью повышения блеска покрытий (его декоративные свойства) и коррозионной стойкости.These characteristics will allow the proposed electrolyte to be used in various industries in order to increase the gloss of coatings (its decorative properties) and corrosion resistance.
Технологические параметры электролитов и свойств гальванических покрытий цинком приведены в таблице.Technological parameters of electrolytes and properties of galvanic coatings with zinc are given in the table.
ТаблицаTable
Свойства электролитов цинкования и физико-механические, защитные и декоративные свойства гальванических покрытий цинкомProperties of galvanizing electrolytes and physical-mechanical, protective and decorative properties of galvanic coatings with zinc
%Current output
%
МПаMicrohardness,
MPa
баллыCorrosion resistance,
points
Сравнение характеристик заявляемого объекта и прототипа позволяет сделать следующее заключение: технологические параметры электролита следующие: выход по току 98-99%, гальваническое покрытие, полученное из предлагаемого электролита блестящего цинкования, имеет значения микротвердости 270-350 МПа, коррозионную стойкость в баллах 1 (совершенно стойкое), отражательная способность - 97-99%, что обеспечивает повышение микротвердости, коррозионной стойкости и блеска гальванического покрытия.Comparison of the characteristics of the proposed object and the prototype allows us to draw the following conclusion: the technological parameters of the electrolyte are as follows: current efficiency 98-99%, galvanic coating obtained from the proposed bright galvanizing electrolyte has microhardness values of 270-350 MPa, corrosion resistance in points 1 (perfectly resistant ), reflectivity - 97-99%, which ensures an increase in microhardness, corrosion resistance and gloss of the galvanic coating.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2820435C1 true RU2820435C1 (en) | 2024-06-03 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU732410A1 (en) * | 1977-11-09 | 1980-05-05 | Ворошиловградский Сельскохозяйственный Институт | Zinc-plating electrolyte |
| US5002649A (en) * | 1988-03-28 | 1991-03-26 | Sifco Industries, Inc. | Selective stripping apparatus |
| RU2058435C1 (en) * | 1992-11-13 | 1996-04-20 | Институт органической и физической химии им.А.Е.Арбузова Казанского филиала АН СССР | Lustrous zinc plating acid electrolyte |
| RU2350695C1 (en) * | 2007-11-19 | 2009-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет | Bright zinc plating solution |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU732410A1 (en) * | 1977-11-09 | 1980-05-05 | Ворошиловградский Сельскохозяйственный Институт | Zinc-plating electrolyte |
| US5002649A (en) * | 1988-03-28 | 1991-03-26 | Sifco Industries, Inc. | Selective stripping apparatus |
| RU2058435C1 (en) * | 1992-11-13 | 1996-04-20 | Институт органической и физической химии им.А.Е.Арбузова Казанского филиала АН СССР | Lustrous zinc plating acid electrolyte |
| RU2350695C1 (en) * | 2007-11-19 | 2009-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет | Bright zinc plating solution |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI550138B (en) | Electroplating bath and method for producing dark chromium layers | |
| IE53352B1 (en) | Additive for an acid electrolytic coppering bath | |
| US2436316A (en) | Bright alloy plating | |
| EP2852698A1 (en) | Galvanic nickel or nickel alloy electroplating bath for depositing a semi-bright nickel or nickel alloy, method for electroplating and use of such a bath and compounds for the same | |
| CN101070604B (en) | Electroplating method | |
| KR20010042102A (en) | Ductility agents for nickel-tungsten alloys | |
| RU2820435C1 (en) | Electrolyte for electrodeposition of lustrous zinc coatings | |
| US3862019A (en) | Composition of electroplating bath for the electrodeposition of bright nickel | |
| JPS6141999B2 (en) | ||
| NO784204L (en) | PROCEDURE FOR PREPARING SHINY ELECTROLYTICAL ZINC PRECIPITATIONS AND WATER, ACID PLATING BATH FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE | |
| CA2236933A1 (en) | Electroplating of low-stress nickel | |
| RU2820423C1 (en) | Electrolyte for electrodeposition of lustrous nickel coatings | |
| US4366036A (en) | Additive and alkaline zinc electroplating bath and process using same | |
| RU2313621C1 (en) | Low-concentration electrolyte for applying semi-bright coating of tin-zinc alloy | |
| JPS6112038B2 (en) | ||
| Ravindran et al. | Zinc-Nickel Alloy Electrodeposition-Influence of Triethanolamine | |
| NO784051L (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF SHINES FOR SHINING, GALVANIC ZINC PRECIPITATIONS AND ACID WATER PLATING SOLUTION FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE | |
| US2802779A (en) | Electrodeposition of nickel and nickel alloys | |
| US3558448A (en) | Method of electroplating zinc and electrolyte therefor | |
| RU2350696C1 (en) | Electrolyte for coating deposition from cadmium and manganese melt | |
| RU2816237C1 (en) | Electrolytic deposition method of iron coating | |
| US3486989A (en) | Semi-bright nickel plating | |
| 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 | |
| SU973673A1 (en) | Electrolyte for bright nickel plating | |
| RU2211887C2 (en) | Method for zinc electrodeposition |