Електроліт осадження функціональних покриттів сплавом олово-нікель
Номер патенту: 22594
Опубліковано: 25.04.2007
Автори: Бобков Дмитро Валерійович, Байрачний Борис Іванович, Зюбанова Світлана Івановна
Формула / Реферат
Електроліт осадження функціональних покриттів сплавом олово-нікель, що містить хлорид олова, який відрізняється тим, що він додатково містить сульфамат нікелю, сульфамінову кислоту, хлорид мангану та синтанол ДС-10 при такому співвідношенні компонентів (г/дм3):
олова хлорид
20-30
нікелю сульфамат
250-300
мангану хлорид
5-7
сульфамінова кислота
50-60
синтанол ДС-10
2-2,5.
Текст
Корисна модель відноситься до гальванотехніки, а саме до електролітів осадження сплавів олово - нікель на мідну, латунну основу або міднену сталь, і може бути використаний в енергетичній, приладобудівельній та хімічній галузях промисловості. Найбільш поширеним у промисловості електролітом є хлоридний електроліт, до складу якого входять хлорид олова 45-50г/дм3, хлорид нікелю 250-300г/дм3 та фторид амонію 70-100г/дм3 [Гальванотехніка. Справочник. Під ред. Гінберга A.M. // М. "Металургія", 1987 - с. 258]. Цей електроліт має високу розсіючу здатність. Отримані з нього покриття мають підвищену твердість і задовільний зовнішній вигляд. Разом з тим, експлуатація такого електроліта та покрить, отриманих за його допомогою, мають недоліки, що включають належність токсичного компонента NH4F, хрупкість покрить та їх розтріскування. Найбільш близьким за складом до електроліту, що заявляється, є хлоридно - пірофосфатний електроліт осадження олово - нікелевого сплаву, що містить г/дм3: К4Р2O7 - 300-350, SnCl2 - 20-25, NiCl2 - 20-25; гліцин 20-25, та LiCOOH - 10-15. Температура електроліта 15-30°С; густина струму 1-2А/дм3 [А.с. СРСР № 1581782, МКВ C25D 3/60, Электролит для осаждения покрытий сплавом олово - никель. Орехова В.В., Рой И.Д., Мозговая А.Г. / 1990,Б.И.№28.4с.]. Недоліками прототипу є: 1. Нестабільність складу в процесі експлуатації пов'язана з деградацією компонентів органічної природи. 2. Відновлення олова та нікелю зі змішаних комплексних іонів різної природи, склад яких нестабільний, що призводить до погіршення якості катодних покрить. 3. Серед компонентів електроліту є дефіцитні речовини (гліцин, літію ацетат та калію пірофосфат), виробництво яких відсутнє в Україні. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення електроліту осадження сплаву олово-нікель шляхом введення в розчин компонентів, які стабілізують склад електроліту, не утворюють складних змішаних комплексних іонів. Сполуки, які входять до складу електроліту вітчизняного виробництва, забезпечують одержання покрить на мідну та міднену сталеву основу з добрим зчепленням та дрібнокристалічною структурою. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що електроліт осадження функціональних покрить сплавом олово-нікель, що містить хлористе олово, згідно з корисною моделлю, додатково містить сульфаміновокислий нікель, сульфамінову кислоту, хлористий манган та синтанол ДС-10 при такому співвідношенні компонентів (г/дм3): Олова хлорид 20-30 Нікелю сульфамат 250-300 Мангану хлорид 5-7 Сульфамінова кислота 50-60 Синтанол ДС-10 2-2,5 Запропонований електроліт може бути використаний для осадження сплаву олово-нікель на деталі з міді, латуні або сталі з підшаром міді товщиною 2-3мкм. Сплав Sn-Ni з співвідношенням компонентів Sn 85-95%, a Ni 5-15% осаджуються при густині струму 22,5А/дм3, аноди нікель та олово в співвідношенні 70% Sn і 30% Ni. Електроліт готують таким чином: в теплій воді (t»30°С) готують розчин хлориду олова приблизно 30г/дм3, потім в цей розчин вводять необхідну кількість сульфамінової кислоти, хлориду мангану та синтанолу ДС-10 і додають концентрований розчин сульфамату нікелю (»59,2%), що випускають в промисловості. Потім доводять об'єм електроліту до робочого дистильованою водою. Покриття сплавом осаджували на зразки з міді або покриті підшаром міді, підготовка яких перед нанесенням покриття здійснювалася відповідно загальнопринятих технічних операцій. Аноди брали з олова ОВЧ-000 і нікелю НПА1. Іспити проводили в електроліті об'ємом 1дм3 при температурі 25-30°С. Для обґрунтування граничних концентрацій компонентів та умов електролізу були приготовлені експериментальні електроліти. Порівняні аналогічні іспити були проведені в електроліті-прототипі. Конкретні приклади, що відтворюють використання корисної моделі, наведені нижче в таблиці. З таблиці видно, що при зниженні концентрації сульфамату нікелю менш 250г/дм3, необхідно зменшувати катодну густину струму, що призводить до зниження швидкості осадження сплаву, утворенню темно-сірих осадів, які відшарювалися при нагріванні та гнутті. Таблиця Склад електроліту (г/см3), умови проведення електролізу, властивості електролітів та покрить Олова хлорид Нікелю сульфамат Мангану хлорид Кислота сульфамінова Синтанол ДС-10 Калію пірофосфат Нікелю хлорид Гліцин Літію ацетат Температура (°С) Густина струму А/дм3 Зовнішній вигляд покрить Швидкість осадження, Приклади електролітів 1 2 3 4 5 30 30 30 30 30 250 250 300 300 300 5 5 5 7 5 50 50 50 50 60 2 2 2 2 2 25-30 25-30 25-30 25-30 25-30 2 2,5 2,5 2,5 2,5 темносвітло- світло- світлосіре сіре сіре сіре сіре 0,2 0,5 0,8 1 0,8 6 30 300 7 60 2,5 25-30 2,5 сіре 1 7 8 9 відомий 30 30 30 20-25 300 250 300 7 7 5 60 60 50 2,5 2,5 2,5 300-350 20-25 20-25 10-15 25-30 25-30 25-30 25-30 2 2 2,5 2 темно- темносіре сіре сіре сіре 0,7 0,8 0,8 0,5 мкм/хв Іспити Нагріванням 260 280 280 280 280 280 260 260 покрить на оплавлення та гнуттям *відш. невідш. невідш. невідш. невідш. невідш. відш. відш. зчеплення 260 260 відш. відш. *відшаровувалось покриття по краях зразків. Використання мінімальних концентрацій хлориду мангану, сульфамінової кислоти та синтанолу ДС-10 також погіршує умови електролізу та якість покрить. Збільшення концентрації цих компонентів призводить до осадження темно-сірих покрить з суттєво меншим його зчепленням з основою. Збільшення вмісту сульфамату нікелю понад 300г/дм3 недоцільне, тому що призводить до погіршення умов електролізу та якості покрить. Зменшення густини струму нижче 2А/дм2 призводить до суттєвого зменшення швидкості осадження сплаву і якості покрить при нагріванні, а збільшення її вище за 2,5А/дм2 погіршує якість покрить та викликає їх відшарування. Таким чином, додаткове введення в електроліт сульфамату нікелю, хлориду мангану, сульфамінової кислоти та синтанолу ДС-10 забезпечує отримання більш якісного покриття в порівнянні з прототипом, а також дає змогу збільшити стабільний термін його експлуатації з використанням доступних компонентів. Використання запропонованого електроліту дозволяє одержати світло-сірі покриття сплавом Sn-Ni. Вони не відшаровуються від основи, проявляють каталітичні властивості при окисненні монооксиду вуглецю в інтервалі температур 250-270°С, не оплавляються при термоударах до цих температур.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюThe electrolite of function coatings precipitation with tin-nickel alloy
Автори англійськоюBairachnyi Borys Ivanovych, Bobkov Dmytro Valeriiovych
Назва патенту російськоюЕлектролит осаждения функциональных покрытий сплавом олово-никель
Автори російськоюБайрачный Борис Иванович, Бобков Дмитрий Валериевич
МПК / Мітки
МПК: C25D 3/56
Мітки: електроліт, функціональних, олово-нікель, сплавом, осадження, покриттів
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/2-22594-elektrolit-osadzhennya-funkcionalnikh-pokrittiv-splavom-olovo-nikel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Електроліт осадження функціональних покриттів сплавом олово-нікель</a>
Попередній патент: Спосіб знешкодження касетних вибухових боєприпасів шляхом механічного руйнування
Випадковий патент: Печиво "рустики"