Спосіб нанесення покриття сплавом кобальт-вольфрам

Спосіб нанесення покриття сплавом кобальтвольфрам, що включає імпульсний електроліз у водному розчині, який містить сульфат кобальту, вольфрамат натрію, кислоту лимонну, кислоту борну, який відрізняється тим, що процес нанесення ведуть при густині стр уму 10-15А/дм 2, тривалості імпульсу 1·10-3-2·10-3 с, тривалості паузи 10·10-3-50·10-3 с. (19) (21) u200700961 (22) 30.01.2007 (24) 10.07.2007 (46) 10.07.2007, Бюл. № 10, 2007 р. (72) Штефан Вікторія Володимирівна, Ведь Марина Віталіївна, Сахненко Микола Дмитрович, Помошник Лариса Олександрівна (73) НАЦІОН АЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ" 3 24601 Поставлена задача досягається тим, що в способі електроосадження сплаву КобальтВольфрам, що включає імпульсний електроліз у водних розчинах, які містять сульфат Кобальта, вольфрамат Натрія, кислоту лимонну, кислоту борну, відповідно з винаходом, процес електроосадження проводять при густині струм у амплітудою від 10 до 15А/дм 2. Тривалість імпульсу і паузи повинні бути достатньо оптимальні для того, щоб збільшити ефективність осадження. Для цього застосовували тривалість імпульсу на порядок коротший, ніж тривалість паузи, з частотою від 20 до 100Гц. Запропонований інтервал амплітуд імпульсів обумовлений тим, що при густинах стр уму, більших за 15А/дм 2 покриття може містити оксиди та гідроксиди металів. Верхня межа амплітуди густини струму відповідає граничній дифузійній густині катодного струму, перевищення якої суттєво погіршує якість покриття. При густині струму, менше за 10А/дм 2, знижується швидкість осадження. Нижня межа інтервалу тривалості імпульсів обумовлена зниженням виходу за струмом сплаву, а пауз - порушенням співвідношення компонентів у сплаві. Збільшення тривалості імпульсів призводить до підвищення струму вище за граничний дифузійний катодний струм, а пауз - до зниження ефективності осадження. Використання імпульсного режиму при співвідношенні тривалості імпульс/пауза, що становить (1·10-3-2·10-3с)/(10·10-3-50·10-3с), густині струму 10-15А/дм 2 дає можливість одержати сплав з вмістом Вольфраму не менш 17%, швидкістю корозії гальванічного покриття не більше 0,05мм/рік, густиною стуму обміну водню на ньому не менше 3,5·10-3А/дм 2 та досить високим виходом за струмом. Запропонований спосіб здійснюється таким чином. В комірці для електролізу, заповненій електролітом на основі сульфату Кобальта, вольфрамату Натрія, кислоти лимонної, кислоти борної, на робочому електроді електроосадження сплаву ведуть в імпульсному режимі за двохелектродною схемою з використанням стандартного обладнання при густині катодного струму 10-15А/дм 2, тривалості імпульсу 1·10-3-2·10-3с, тривалості паузи 10·10-3-50·10-3с. Порівняння прототипу та винаходу, що наведені в таблиці 1, свідчить, що спосіб, який заявля 4 ється, дозволяє отримувати сплав з вмістом Вольфраму на рівні 17%, а використання імпульсного режиму забезпечує відносно високі значення виходу за стр умом сплава та швидкість осадження. Для осадження кобальт-вольфрамових сплавів був використаний електроліт складу (моль/л): CoSO4 0,25 Na2WO4 0,1 Н3ВО3 0,375 лимонна кислота 0,3 рН 5 температура 60°С. Електроліт готують заздалегідь і заливають до комірки. Електроосадження проводили на основу із сталі Х13Н17М2Т. Процес здійснювали в електролізері за двохелектродною схемою з використанням стандартного обладнання в імпульсному режимі при тривалості імпульсу 2·10-3с, тривалості паузи 50·10-3с, катодній густині струм у 12,5А/дм 2 впродовж 1 час 45 хвилин. Швидкість осадження визначали ваговим методом. Отримано покриття товщиною 6мкм - сплав Кобальт-Вольфрам з вмістом Вольфраму 19,3%, вихід за струмом сплаву становить 53,0%. Визначена швидкість корозії отриманого гальванічного покриття сплавом в 0,1моль/л розчині сульфатної кислоти становить 0,035мм/рік, а густина стр уму обміну Водню на сплаві в 1моль/л розчині сульфатної кислоти становить 6,16·10-2А/дм 2 (табл. 2). В таблиці 2 наведені приклади, що ілюструють запропонований спосіб, за яким електроосадження проводили впродовж 30-60 хвилин. Найбільш ефективним слід вважати режим 3 запропонованого способу можна одержати сплав з вмістом Вольфраму достатнього для того, щоб підвищити корозійну стійкість сплаву та каталітичні властивості отриманого гальванічного покриття, а також збільшити вихід за стр умом у порівнянні з прототипом. При дослідженні мікротвердості сплаву Кобальт-Вольфрам встановлено, що покриття, осаджене в гальваностатичному режимі, має твердість 2850МПа, а осадженого з використанням імпульсного режиму мікротвердість становить 4400МПа. Зростання мікротвердості покриття свідчить про доцільність використання імпульсного режиму електролізу. Таблиця 2. № 1 2 3 4 5 6 Трив алість імпульсу, с 1·10-3 1·10-3 2·10-3 2·10-3 0,1·10-3 0,5·10-3 Режим електролізу Трив алість Густина струпаузи, с му, А/дм 2 -3 20·10 9,5 10·10-3 12,5 50·10-3 12,5 50·10-3 18,8 1·10-3 16,7 5·10-3 24,1 Вихід за струмом, % 51,3 53,0 55,5 6,2 47,7 Тестові випробування зразків суцільнометалевих каталізаторів із гальванічним покриттям сплаву Кобальт-Вольфрам довели, що ступінь очи Характеристика сплаву Вміст Шв идкість коро- Густина струму обВольфраму, % зії, мм/рік міну в одню, А/дм 2 Покриття не осаджується 17,3 0,070 5,62·10-3 19,3 0,035 6,61·10-3 15,1 0,073 1,78·10-3 28,2 0,037 5,37·10-3 8,76 0,130 1,32·10-3 щення викидів двигунів внутрішнього згоряння від вуглеводнів та оксиду карбону (II) досягає 90-96%, оксидів нітрогену - 25-30%. 5 24601 Джерела інформації: 1. Коровин Н.В. О связи электрокаталитической активности металлов в реакции выделения водорода с их свойствами // Электрохимия. -1991, 27, вып. 12. -с.1629-1634. 2. Забелин И.В., Юрьев Б.П., Влияние значения рН на процесс электролитического осаждения Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 6 сплавов Вольфрам-Кобальт из аммонийнолимоннокислых растворов // Журнал прикладной химии. -1974. 47, №9. - с.2056-2059. 3. Костин Н.А., Кублановский B.C. Импульсный электролиз сплавов. К: Наукова думка. - 1996. с.83-84. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601