SU711181A1

SU711181A1 - Chrome pased plating electrolyte

Info

Publication number: SU711181A1
Application number: SU782617231A
Authority: SU
Inventors: Михаил Александрович Шлугер; Саидбаттал Файзулин; Валентина Казимировна Квятковская; Леонид Давидович Ток; Лев Степанович Москвин; Натэлла Семеновна Ионычева; Таисия Михайловна Манторова; Владимир Иванович Игнатьев
Original assignee: Московский вечерний металлургический институт; Производственное объединение "Ижмаш"
Priority date: 1978-05-18
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1980-01-25

Description

(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ Г1ОКРЫТИР1 НА ОСНОВЕ ХРОМА(54) ELECTROLYTE FOR DRAWING G1OKRYTIR1 ON THE BASIS OF CHROME

Изобретение относитс к гальваностегии , в частности к электролитическому осаждению сплавов хроммолибден-ванадий .The invention relates to electroplating, in particular to the electrolytic deposition of chromium-molybdenum-vanadium alloys.

Известен электролит дл нанесени покрытий на основе хрома, содержащий хромоЬый ангидрид, серную кислоту и молибдат-ионы, например молибдат натри 1.A chromium-based coating electrolyte containing chromic anhydride, sulfuric acid and molybdate ions, such as sodium molybdate 1, is known.

Основным недостатком этого электролита вл етс низкий выход по току (12-15%). Кроме того, получаемые покрыти обладают высокими внутренними напр жени ми (до 40 кг/мм) что обусловлено низкой пластичностью и практически не пригодны дл работы в услови х ударных нагрузок (происходит скапывание покрыти ).The main disadvantage of this electrolyte is its low current efficiency (12-15%). In addition, the resulting coatings have high internal stresses (up to 40 kg / mm), which is caused by low ductility and is practically unsuitable for work under conditions of shock loads (the coating accumulates).

Цель изобретени - повышен-ие выхода по току и физико-механических свойств покрытий за счет образовани сплава хром-молибден-ванадий.The purpose of the invention is to improve current efficiency and the physicomechanical properties of coatings due to the formation of an alloy of chromium-molybdenum-vanadium.

Указанна цель достигаетс тем, что электролит дополнительно содержит ванадиевую кислоту, а в качестве источника.молибдат-ионов-молибденовую кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л:This goal is achieved by the fact that the electrolyte additionally contains vanadic acid, and as a source of molybdate-ions is molybdic acid in the following ratio of components, g / l:

Хромовый ангидрид 190-250Chromic anhydride 190-250

Серна кислота2,5-4,0Sulfuric acid2,5-4,0

Молибденова Molybdenum

кислота10-28acid10-28

Ванадиева Vanadium

кислота5,0-30.acid5-30-30.

Процесс осаждени рекомендуют проводить при рН 0,3-0,5, температуре 50-70-С и плотности тока 40-150 А/дм2.The deposition process is recommended to be carried out at a pH of 0.3-0.5, a temperature of 50-70 ° C and a current density of 40-150 A / dm2.

Концентраци хромового ангидрида 190-250 г/л и серной кислоты 2,54 ,0 г/л (соотношение компонентов) соответствует максимальному выходу по току в области.получени блест щих осадков. При концентрации молибденовой кислоты менее 10 г/л и ванадиевой кислоты менее 5 г/л молибден и ванадий не включаютс в покрытие. Концентраци молибденовой и ванадиевой кислот 28 и 30 г/лThe concentration of chromic anhydride 190-250 g / l and sulfuric acid 2.54, 0 g / l (the ratio of components) corresponds to the maximum current efficiency in the region of obtaining bright precipitates. When the concentration of molybdic acid is less than 10 g / l and vanadic acid is less than 5 g / l, molybdenum and vanadium are not included in the coating. Concentrations of molybdic and vanadic acids 28 and 30 g / l

соответственно отвечают пределу растворимости этих кислот в растворе хромового ангидрида.respectively, they meet the limit of solubility of these acids in a solution of chromic anhydride.

При температуре ниже 50с и плотности тока выше 150 А/дм резко возрастают внутренние напр жени в покрытии , кроме того не представл етс возможным получать блест щие осадки сплава и снижаетс содержание легирующих компонентов в покрытии.At temperatures below 50 ° C and current densities above 150 A / dm, the internal stresses in the coating sharply increase, moreover, it is not possible to obtain brilliant alloy precipitates and the content of alloying components in the coating decreases.

При температуре выше 70 С и плотиости тока ниже 40 А/дм снижаетс выход по току и образуютс серые, некачественные покрыти .At temperatures above 70 ° C and current densities below 40 A / dm, the current efficiency decreases and gray, poor-quality coatings are formed.

Измен состав электролита и режимы электролиза в указанных предела можно получать блест щие покрыти с выходом по току 25-28%. Содержание ванади в покрытии 0,08-0,1%. Увеличение в электролите концентрации ванадиевой кислоты приводит к увеличению в покрытии содержани молибдена . Так, при электроосаждении без ванадиевой кислоты наличие молибдена восадке составл ет не более 1%, При электроосаждении в присутствии .ванадиевой кислоты 5-30 г/л содержание молибдена в осадке измен етс от 1,9 до 3,1% соответственно. .Прочность сцеплени получаемых покрытий определ етс методом многократного изгиба образцов при толщине покрыти 50 мкм. Испытани провод тс на медной и стальной основе. При многократном изгибе до изломаотслаивание покрыти не происходит, что указывает на прочное сцепление с основой.By changing the composition of the electrolyte and the modes of electrolysis within the indicated limits, it is possible to obtain glossy coatings with a current efficiency of 25-28%. The vanadium content in the coating is 0.08-0.1%. An increase in vanadic acid concentration in the electrolyte leads to an increase in the content of molybdenum in the coating. Thus, in the electroplating without vanadic acid, the presence of molybdenum sludge is no more than 1%. During electroplating in the presence of .vanadic acid 5-30 g / l, the molybdenum content in the sediment varies from 1.9 to 3.1%, respectively. The adhesion strength of the resulting coatings is determined by the method of repeated bending of samples at a coating thickness of 50 µm. The tests are conducted on copper and steel base. During repeated bending to break the lamination of the coating does not occur, which indicates a strong adhesion to the base.

Микротвердость получаемых покрытий измен етс в зависимости от ре .жимов электроосаждени от 600 до 1100 кг/мм . The microhardness of the resulting coatings varies depending on the electrodeposition pressure from 600 to 1100 kg / mm.

Внутренние напр жени , измерен . ные методом раст жени -сжати ленточного , катода, составл ют 7-- 11 кгс/см(внутренние напр жени дл сплава хром-молибден составл ют 3040 кгс/см.Internal stresses measured. The method of stretching a belt cathode is 7–11 kgf / cm (the internal stresses for the chromium – molybdenum alloy are 3040 kgf / cm.

Износостойкость определ ют на машине СМЦ-2 при рабочей поверхност . образца 12,5 см, скорости вращени 200 об/мин, длине пути 30000 м; в качестве контртела используют сталь ЗОХГСА. При этих режимах испытаний износ составл ет 9-14 мг, что на 35-40% меньше, чем дл покрыти хром-молибден.Wear resistance is determined on an SMC-2 machine with a working surface. sample 12.5 cm, rotation speed 200 rpm, path length 30,000 m; ZOHGSA steel is used as a counterbody. Under these test conditions, wear is 9-14 mg, which is 35-40% less than for chromium-molybdenum coating.

Полученное покрыти обладают высокой пластичностью и высокой износостойкостью . При толщине сло . выше 15 мкм покрытие беспористоё.The resulting coatings have high ductility and high wear resistance. When the thickness of the layer. above 15 micron coating is non-porous.

Коррозионную стойкость определ ю ускоренным методом в 3%-ном раствор хлористого натри на потенциостатеCorrosion resistance determined by an accelerated method in a 3% solution of sodium chloride on a potentiostat

Молибденова кислота, г/лMolybdenum acid, g / l

П-5827. Дл сплава хром-молибденванадий коррозионна стойкость несколько выше, чем дл сплава хроммолибден . Так, при потенциале + 0,5В коррозионный ток дл сплава хром-2 молибден-ванадий равен 0,01 мА/дм , дл сплава хром-молибден - 0,4 мА/дмСкорость осаждени покрыти в зависимости от режимов электролиза составл ет 0,6-2 мкм/мин. Состав электролита практически не оказывает вли ни на скорость осаждени . Гладкие качественные осадки получают до толщины покрыти 300 мкм.P-5827. For chromium-molybdenum vanadium alloy, the corrosion resistance is slightly higher than for chrome-molybdenum alloy. So, at a potential of + 0.5V, the corrosive current for chromium-2 alloy molybdenum-vanadium is 0.01 mA / dm, for chromium-molybdenum alloy - 0.4 mA / dm Coating deposition rate, depending on the electrolysis mode, is 0.6 -2 µm / min The electrolyte composition has virtually no effect on the deposition rate. Smooth quality precipitates are obtained up to a coating thickness of 300 microns.

Рассеивающую способность электролита определ ют методом разрезного катода. В зависимости от температуры электроосаждени рассеивающа способность измен етс от 50 до 70%, при этом состав электролита не оказывает вли ни на рассеивающую способность.The dispersing ability of the electrolyte is determined by the split cathode method. Depending on the electrodeposition temperature, the scattering ability varies from 50 to 70%, while the electrolyte composition does not affect the scattering power.

Агрессивность электролита определ ют при 20, 50 и 70°С в зависимости от температуры и концентрации ванадиевой кислоты.При 20С агрессивность составл ет 0,0008мг/см ч при 50 С - 0,0019 мг/см ч,при 70 С Oj0024 мг/см ч.. .The aggressiveness of the electrolyte is determined at 20, 50 and 70 ° C, depending on the temperature and concentration of vanadic acid. At 20 ° C, the aggressiveness is 0.0008 mg / cm h at 50 ° C - 0.0019 mg / cm h, at 70 ° C Oj0024 mg / see h ..

Предлагаемый электролит готов т следующим образом.The proposed electrolyte is prepared as follows.

Хромовый ангидрид раствор ют в воде и добавл ют в необходимом ко .личестве серную кислоту. Полученный раствор нагревают до 70-80с и добавл ют расчетное количество молибденовой кислоты. Затем при перемешивании ввод т малыми порци ми ванадиевую кислоту до полного растворени .Chromic anhydride is dissolved in water and sulfuric acid is added in the required quantity. The resulting solution is heated to 70-80 seconds and the calculated amount of molybdic acid is added. Then, with stirring, vanadic acid is introduced in small portions until complete dissolution.

Электролит действует как саморегулирующийс по легирующим добавк Дл этого добавл ют молибденовую и ванадиевую кислоты в избытке, т. е. более 28 и 30 г/л соответственно . Осадок указанных кислот, наход щийс на дне ванны, не оказывает вли ни на процесс электроосаждени и свойства получаемых покрытий .The electrolyte acts as a self-regulating alloying agent. To this end, molybdic and vanadic acids are added in excess, i.e. more than 28 and 30 g / l, respectively. The precipitate of these acids on the bottom of the bath does not affect the electroplating process and the properties of the resulting coatings.

Результаты электролиза при разны составах электролита и режимах представлены в таблице.The results of electrolysis with different electrolyte compositions and modes are presented in the table.

ТаблицаTable

2828

Толщина покрыти , мкмCoating thickness, micron

Микротвердость,Microhardness,

71118167111816

Продолжение таблицыTable continuation

4646

2424

9696

Claims

Claim

An electrolyte for coating on the basis of chromium containing chromic anhydride, sulfuric acid and molybdate ions, which is distinguished by the fact that, in order to increase the current efficiency and physicomechanical properties of the coatings due to the formation of an alloy of chromium-molybdenavanadium, it is additionally contains vanadium acid, and as a source of molybdate ions - molybdenum acid45 in the following ratio of components, g / l:

chromic anhydride Sulfuric acid Molybdenum 190-250 2.5-4.0 fifty acid 10-28 Vanadium acid 5.0-30.