RU2422563C1 - Electrolyte for electro-chemical sedimentation of composite chromium coating - Google Patents
Electrolyte for electro-chemical sedimentation of composite chromium coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422563C1 RU2422563C1 RU2009145845/02A RU2009145845A RU2422563C1 RU 2422563 C1 RU2422563 C1 RU 2422563C1 RU 2009145845/02 A RU2009145845/02 A RU 2009145845/02A RU 2009145845 A RU2009145845 A RU 2009145845A RU 2422563 C1 RU2422563 C1 RU 2422563C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- nanocarbon material
- chromium coating
- electro
- chromic anhydride
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрохимического осаждения металлических покрытий, в частности хромовых, и может быть использовано для получения коррозионно-стойкого, твердого, термо- и износостойкого покрытия в машиностроении, электронике и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of electrochemical deposition of metal coatings, in particular chromium, and can be used to obtain a corrosion-resistant, hard, heat- and wear-resistant coating in mechanical engineering, electronics and other industries.
Известен электролит хромирования [1], содержащий хромовый ангидрид 150-250 г/л, серную кислоту 1,5-2,5 г/л, ультрадисперсные частицы кремния 3,0-30 г/л и производные фосфорилированнных тибамидов 0,1-1,0 г/л. Такой электролит позволяет получать покрытия для защиты изделий от высокотемпературного окисления и ползучести, т.е. с высокими показателями жаростойкости и жаропрочности.Known chromium electrolyte [1], containing chromic anhydride 150-250 g / l, sulfuric acid 1.5-2.5 g / l, ultrafine silicon particles 3.0-30 g / l and derivatives of phosphorylated tibamides 0.1-1 , 0 g / l. Such an electrolyte allows to obtain coatings to protect products from high temperature oxidation and creep, i.e. with high indicators of heat resistance and heat resistance.
Основным недостатком такого электролита является низкая микротвердость получаемого покрытия;The main disadvantage of this electrolyte is the low microhardness of the resulting coating;
Известен электролит для нанесения композиционных покрытий на основе хромаKnown electrolyte for applying composite coatings based on chromium
[2], содержащий хромовый ангидрид 200-250 г/л, серную кислоту 2,0-2,5 г/л, добавку бензоилпирувоилгидразинокарбонилметилпиридиний хлорид 0,1-0,5 г/л и частицы твердой фазы - дисперсные частицы нитрида бора 8-20 г/л и фторида кальция 40-60 г/л. Дисперсные частицы нитрида бора и фторида кальция предпочтительно использовать в массовом отношении 1:(3-5). Такой электролит обеспечивает повышение антифрикционности и пластичности хромовых покрытий за счет включения в состав композиционных осадков частиц твердой смазки и снижения микротвердости хромовой матрицы.[2] containing chromic anhydride 200-250 g / l, sulfuric acid 2.0-2.5 g / l, the addition of benzoylpyruvoylhydrazinocarbonylmethylpyridinium chloride 0.1-0.5 g / l and particles of the solid phase - dispersed boron nitride particles 8 -20 g / l and calcium fluoride 40-60 g / l. Dispersed particles of boron nitride and calcium fluoride are preferably used in a mass ratio of 1: (3-5). Such an electrolyte provides an increase in the antifriction and ductility of chromium coatings due to the inclusion of particles of solid lubricant in the composition of composite sediments and a decrease in the microhardness of the chromium matrix.
Недостатками такого электролита являются:The disadvantages of this electrolyte are:
- большое количество частиц твердой фазы, что усложняет приготовление и использование электролита и делает невозможным подкрепление его при его истощении;- a large number of particles of the solid phase, which complicates the preparation and use of the electrolyte and makes it impossible to reinforce it when it is depleted;
- низкая микротвердость получаемого покрытия;- low microhardness of the resulting coating;
- большая неравномерность получаемого покрытия.- large unevenness of the resulting coating.
Эти недостатки частично устранены в электролите для нанесения хромалмазных покрытий [3].These shortcomings have been partially eliminated in the electrolyte for applying chromodiamond coatings [3].
В электролит, содержащий хромовый ангидрид, серную кислоту, кремнефтористый калий и сернокислый барий, дополнительно введена алмазосодержащая шихта, в которую могут входить ультрадисперсные алмазы в количестве 40=60 мас.%.In the electrolyte containing chromic anhydride, sulfuric acid, potassium silicofluoride and barium sulfate, a diamond-containing charge is additionally introduced, which may include ultrafine diamonds in an amount of 40 = 60 wt.%.
Такой состав характеризуется следующими недостатками:This composition is characterized by the following disadvantages:
- низкой микротвердостью получаемого покрытия;- low microhardness of the resulting coating;
- большой неравномерностью получаемого покрытия.- large unevenness of the resulting coating.
Технический результат изобретения заключается в получении беспористых хромовых покрытий с высокой микротвердостью и низкой неравномерностью.The technical result of the invention is to obtain non-porous chromium coatings with high microhardness and low unevenness.
Технический результат достигается тем, что электролит для электрохимического осаждения хромового покрытия, содержащий хромовый ангидрид, серную кислоту и воду, дополнительно содержит углеродный наноматериал с количеством графеновых слоев не более 30, диаметром волокон от 10 до 60 нм, длиной не менее 2 мкм и количеством структурированного углерода не менее 95%, при следующем соотношении компонентов, г/л:The technical result is achieved in that the electrolyte for the electrochemical deposition of a chromium coating containing chromic anhydride, sulfuric acid and water, additionally contains carbon nanomaterial with the number of graphene layers not more than 30, fiber diameter from 10 to 60 nm, length not less than 2 microns and structured carbon not less than 95%, with the following ratio of components, g / l:
Хромовый ангидрид - 150-300Chromic Anhydride - 150-300
Серная кислота - 1,5-3Sulfuric acid - 1.5-3
Наноуглеродный материал - 0,03-0,08.Nanocarbon material - 0.03-0.08.
В качестве наноуглеродного материала в состав электролита введен наноуглеродный материал «Таунит», очищенный от никелевого катализатора, используемого для его синтеза.As a nanocarbon material, the Taunite nanocarbon material purified from the nickel catalyst used for its synthesis was introduced into the electrolyte.
Такой электролит характеризуется минимальным количеством компонентов и дисперсных добавок.Such an electrolyte is characterized by a minimum amount of components and dispersed additives.
Электролит готовят следующим образом.The electrolyte is prepared as follows.
Предварительно хромовый ангидрид растворяют в дистиллированной воде при температуре 60-70°C. После этого добавляют серную кислоту в количестве 1% массы от массы хромового ангидрида. Электролит перемешивают и ведут его приработку с целью накопления ионов Cr3+ при температуре 45-50°C в течение 12 часов.Pre-chromic anhydride is dissolved in distilled water at a temperature of 60-70 ° C. After that, sulfuric acid is added in an amount of 1% by weight of the mass of chromic anhydride. The electrolyte is mixed and run in for the purpose of accumulating Cr 3+ ions at a temperature of 45-50 ° C for 12 hours.
После этого в раствор электролита добавляют наноуглеродный материал с количеством графеновых слоев не более 30, диаметром волокон от 10 до 60 нм, длиной не менее 2 мкм и количеством структурированного углерода не менее 95% и электролит обрабатывают на ультразвуковой установке с частотой 22 кГц для уменьшения размеров агломератов из наноуглеродных трубок и их более равномерного распределения в электролите. В качестве углеродного материала предпочтительно применение углеродного наноматериала «Таунит», производитель углеродного наноматериала ООО «НаноТехЦентр», Россия, г.Тамбов.After that, a nanocarbon material with a number of graphene layers of no more than 30, a fiber diameter of 10 to 60 nm, a length of at least 2 μm and a quantity of structured carbon of at least 95% is added to the electrolyte solution and the electrolyte is treated on an ultrasonic unit with a frequency of 22 kHz to reduce the size agglomerates from nanocarbon tubes and their more uniform distribution in the electrolyte. As a carbon material, it is preferable to use carbon nanomaterial “Taunit”, a manufacturer of carbon nanomaterial LLC “NanoTechCenter”, Russia, Tambov.
Подготовку поверхности деталей перед нанесением гальванического покрытия проводят стандартными способами с использованием известных растворов.The surface preparation of the parts before plating is carried out by standard methods using known solutions.
Осаждение проводят при температуре 45-60°C. Функция изменения тока: 1,5 минуты осуществляется работа на токе обратной полярности (когда деталь является анодом), при этом анодная плотность тока 40 А/дм2, далее включается прямая полярность (когда деталь является катодом) и осуществляется толчок тока в течение 1 минуты, катодная плотность тока при этом составляет 150 А/дм2, далее в течение одной минуты осуществляется плавный переход до катодной плотности тока 70 А/дм2.Precipitation is carried out at a temperature of 45-60 ° C. Function of changing current: 1.5 minutes, work is carried out on a current of reverse polarity (when the part is the anode), while the anodic current density is 40 A / dm 2 , then the direct polarity is turned on (when the part is the cathode) and the current is pushed for 1 minute , the cathodic current density in this case is 150 A / dm 2 , then within one minute a smooth transition is made to the cathodic current density of 70 A / dm 2 .
ПримерExample
Электрохимическое осаждение покрытия на предварительно подготовленную поверхность основы из материала сталь Ст3 проводят в электролите, содержащем (в г/л):The electrochemical deposition of the coating on a previously prepared surface of the base from a steel St3 material is carried out in an electrolyte containing (in g / l):
Хромовый ангидрид - 150-300Chromic Anhydride - 150-300
Серная кислота - 1,5-3Sulfuric acid - 1.5-3
Наноуглеродный материал «Таунит», очищенный от никелевого катализатора - 0,04.Nanocarbon material “Taunit”, purified from nickel catalyst - 0.04.
Процесс проводят при температуре 50°C. Функция изменения тока: 1,5 минуты осуществляется работа при токе обратной полярности (когда деталь является анодом), при этом анодная плотность тока составляет 40 А/дм2. Далее ток переключается на прямую полярность (когда деталь является катодом) и осуществляется толчок тока в течение 1 минуты, катодная плотность тока при этом составляет 150 А/дм2; далее в течение одной минуты осуществляется плавный переход до катодной плотности тока 70 А/дм2, при которой происходит нанесение покрытия в течение 60 минут. За это время получают покрытие средней толщиной 21 мкм.The process is carried out at a temperature of 50 ° C. Function of changing current: 1.5 minutes, work is carried out at a current of reverse polarity (when the part is an anode), while the anode current density is 40 A / dm 2 . Next, the current switches to direct polarity (when the part is a cathode) and the current is pushed for 1 minute, the cathode current density in this case is 150 A / dm 2 ; then, within one minute, a smooth transition to a cathodic current density of 70 A / dm 2 is achieved, at which coating is applied for 60 minutes. During this time, a coating with an average thickness of 21 microns is obtained.
Полученное композиционное покрытие по показателю «микротвердость» превосходит обычные хромовые покрытия в 1,5-1,6, а хромалмазные покрытия в 1,3-1,4 раза.The resulting composite coating in terms of "microhardness" exceeds conventional chromium coatings by 1.5-1.6, and chrome-diamond coatings by 1.3-1.4 times.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2126463, МПК C25D 03/04, 15/00 1998 г.1. RF patent №2126463, IPC C25D 03/04, 15/00 1998
2. Патент РФ №2117080, МПК C25D 3/00, 1998 г.2. RF patent No. 2117080, IPC C25D 3/00, 1998
3. Патент РФ №2107115, МПК C25D 15/00, 1998 г.3. RF patent No. 2107115, IPC C25D 15/00, 1998
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009145845/02A RU2422563C1 (en) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Electrolyte for electro-chemical sedimentation of composite chromium coating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009145845/02A RU2422563C1 (en) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Electrolyte for electro-chemical sedimentation of composite chromium coating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2422563C1 true RU2422563C1 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44739199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009145845/02A RU2422563C1 (en) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Electrolyte for electro-chemical sedimentation of composite chromium coating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2422563C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150280286A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-01 | Eternal Materials Co., Ltd. | Electrolyte composition |
RU2694683C2 (en) * | 2017-01-27 | 2019-07-16 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Electrolyte for electrochemical mechanical hardening of steel |
-
2009
- 2009-12-10 RU RU2009145845/02A patent/RU2422563C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Мищенко С.В. и др. Углеродные наноматериалы. Производство, свойства, применение. - М.: Машиностроение. 2008, с.96. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150280286A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-01 | Eternal Materials Co., Ltd. | Electrolyte composition |
JP2015198089A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 長興材料工業股▲ふん▼有限公司 | electrolyte composition |
US9735449B2 (en) * | 2014-03-31 | 2017-08-15 | Eternal Materials Co., Ltd. | Electrolyte composition |
RU2694683C2 (en) * | 2017-01-27 | 2019-07-16 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Electrolyte for electrochemical mechanical hardening of steel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Galvis et al. | Formation of grooved and porous coatings on titanium by plasma electrolytic oxidation in H2SO4/H3PO4 electrolytes and effects of coating morphology on adhesive bonding | |
Hamid | Electrodeposition of cobalt–tungsten alloys from acidic bath containing cationic surfactants | |
Li et al. | Preparation and mechanical property of electrodeposited Al-graphene composite coating | |
Li et al. | The influence of pulse plating parameters on microstructure and properties of Ni-W-Si3N4 nanocomposite coatings | |
Wang et al. | CeO2 doped Al2O3 composite ceramic coatings fabricated on γ–TiAl alloys via cathodic plasma electrolytic deposition | |
Yar-Mukhamedova et al. | Ternary cobalt-molybdenum-zirconium coatings for alternative energies | |
Bai et al. | Effect of in-situ micro-arc oxidation coating on the galvanic corrosion of AZ31Mg coupled to aluminum alloys | |
Huang et al. | Hardness variation and corrosion behavior of as-plated and annealed Cr–Ni alloy deposits electroplated in a trivalent chromium-based bath | |
RU2422563C1 (en) | Electrolyte for electro-chemical sedimentation of composite chromium coating | |
Xu et al. | Improving the tribocorrosion performance of plasma electrolytic oxidized coatings on AZ31B magnesium alloy using pullulan as an electrolyte additive | |
Liang et al. | Galvanic corrosion behavior of AZ31 Mg alloy coupled with mild steel: Effect of coatings | |
CN101922027B (en) | Cyanide-free alkaline copper plating solution and preparation method thereof | |
CN101985766A (en) | Method for electroplating Zn-Ti alloy by ionic liquid | |
CN101008088A (en) | Process for preparing nickel button | |
Xu et al. | Friction-assisted pulse electrodeposition of high-performance ultrafine-grained Cu deposits | |
Ved’ et al. | Methods for controlling the composition and morphology of electrodeposited Fe–Mo and Fe–Co–Mo coatings | |
Lv et al. | The electrochemical behaviors of Mg-5Li-3Al-1La and Mg-8Li-3Al-1La alloys in sodium chloride solution | |
WO2019012496A1 (en) | Electrolytic process for coating metal surfaces to provide high resistance to corrosion and abrasion | |
RU2489527C2 (en) | Electrolyte composition of antifriction electrolytic zinc-iron alloy for deposition in hydromechanical activation conditions | |
Skoneczny et al. | Aluminium oxide composite layers obtained by the electrochemical method in the presence of graphite | |
RU2352695C1 (en) | Composition nickel coating electrolyte | |
RU2411308C2 (en) | Nanomodified electrolyte for electrochemical deposition of nickel coating | |
RU2477341C2 (en) | Preparation method of electrolyte for obtaining composite coatings based on metals | |
JPH09310131A (en) | Production of magnesium alloy for voltaic anode | |
RU2339746C1 (en) | Electrolyte for receiving of composite electrochemical coating based on copper |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121211 |