Спосіб нанесення покриття сплавом кобальт-вольфрам

Спосіб нанесення покриття сплавом кобальтвольфрам, що включає нанесення сплаву імпульсним струмом, який відрізняється тим, що процес ведуть з розчинним складеним анодом з кобальту та вольфраму при співвідношенні площ кобальту та вольфраму у межах від 1:1 до 1:5 та діапазоні значень анодних густин струм у 2-10А/дм 2. (19) (21) u200804308 (22) 07.04.2008 (24) 26.08.2008 (46) 26.08.2008, Бюл.№ 16, 2008 р. (72) БАЙРАЧНА ТЕТЯНА МИКОЛАЇВН А, UA, ВЕДЬ МАРИНА ВІТАЛІЇВН А, U A, САХНЕНКО МИКОЛА ДМИТРОВИЧ, UA (73) НАЦІОН АЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ", U A 3 34929 користанням нерозчинного аноду. Покриття, отримані у такий спосіб, містять 17...30% мас. вольфраму, вихід за стр умом процесу становить 47...53% [3]. Недоліком прототипу є використання у ході електролізу нерозчинного аноду, що з умовлює необхідність корегування вмісту основних компонентів електроліту у зв’язку із зменшення вмісту кобальту та вольфраму внаслідок катодного осадження покриття сплавом Co-W. Задачею пропонуємої корисної моделі є розробка способу електролітичного нанесення сплаву кобальт-вольфрам імпульсним струмом, який забезпечить стабільність електроліту та збільшення терміну його роботи без корегування. Поставлену задачу вирішують тим, що процес електроосадження сплаву кобальт-вольфрам імпульсним струмом ведуть з розчинним складеним анодом з кобальту та вольфраму при співвідношенні площ кобальту та вольфраму у межах від 1:1 до 1:5 та діапазоні значень анодних густин струму 2...10 А/дм 2. Складений анод для електроосадження сплаву Co-W являє собою окремі металеві пластини з кобальту та вольфраму, з’єднані між собою токопідводом. Вирішальний вплив на роботу розчинного аноду та електроліту в цілому має саме анодна густина струму, тому великого значення набуває співвідношення площ кобальту та вольфраму у складеному електроді. Вибір діапазону анодних густин струму 2...10А/дм 2 пояснюється тим, що у межах цих значень при імпульсному електролізі забезпечується активне розчинення кобальту та вольфраму. Так, встановлено, що кобальт розчиняється без пасивації за анодних густин стр уму від 2 до 15А/дм 2 у той час як для вольфраму цей діапазон становить 1,5...4А/дм 2. Анодна густина струму, менша за 2А/дм 2, небажана у зв’язку з малою швидкістю анодної реакції, а більша за 10А/дм 2 викликає пасивацію анодних матеріалів, що неприпустимо при використанні розчинного аноду у процесі електролізу. Діапазон співвідношень площ кобальту та вольфраму у складеному аноді рекомендовано варіювати у межах від 1:1 до 1:5 для забезпечення активного розчинення кожного з металів з достатньою швидкістю. Запропонований спосіб нанесення покриття сплавом Co-W з розчинним анодом здійснюється наступним чином. Електроліз у водному розчині, що містить кобальту сульфат, натрію вольфрамат, кислоту цитратну, кислоту боратну та натрію гідроксид (рН розчину 6, температура 60°С) проводять в імпульсному режимі при катодній густині струму 10...15А/дм 2, тривалості імпульсу 1.10-3–2.10-3с та паузи 1.10-2–5.10-2с з розчинним складеним анодом при співвідношенні площ кобальту та вольфраму у межах від 1:1 до 1:5 в діапазоні значень анодних густин струму 2...10А/дм 2. Приклад 1 Покриття сплавом Co-W осаджували з електроліту (температура електроліту 60°С) наступного складу, моль/л: кобальту сульфат 0,10 натрію вольфрамат 0,25 4 кислота цитратна 0,30 кислота боратна 0,38 натрію гідроксид до рН 6,0 Електроліз проводили в імпульсному режимі при катодній густині струму 12,5А/дм 2, анодній 3,5А/дм 2, тривалості імпульсу 2.10-3с та паузи 20.10-3с з розчинним складеним анодом, співвідношення площ кобальту та вольфраму становило 1:1. Осадження покриття сплавом Co-W тривало 3год. Із означеного електроліту у запропонований спосіб на поверхню носіїв з хромонікелевої сталі Х18Н10Т осаджено покриття Co-W товщиною 15мкм. Вміст W w(W) у сплаві, осадженому за першу годину, становив 42% мас, за третю - 41% мас. Вихід за струмом процесу осадження у середньому склав 85%. Приклад 2 Покриття сплавом Co-W осаджували з електроліту (температура електроліту 60°С) наступного складу, моль/л: кобальту сульфат 0,10 натрію вольфрамат 0,25 кислота цитратна 0,30 кислота боратна 0,38 натоію гідооксид до рН 6.0 Електроліз проводили в імпульсному режимі при катодній густині струму 12,5А/дм 2, анодній 7А/дм 2, тривалості імпульсу 2.10-3с та паузи 20.103 с з розчинним складеним анодом, співвідношення площ кобальту та вольфраму становило 1:2. Осадження покриття сплавом Co-W тривало 3год. Із означеного електроліту у запропонований спосіб на поверхню носіїв з хромонікелевої сталі Х18Н10Т осаджено покриття Co-W товщиною 15мкм. Вміст W у сплаві, осадженому за першу годину, становив 42% мас, за третю - 41% мас. Вихід за струмом процесу осадження у середньому склав 87%. Приклад 3 Покриття сплавом Co-W осаджували з електроліту (температура електроліту 60°С) наступного складу, моль/л: кобальту сульфат 0,10 натрію вольфрамат 0,25 кислота цитратна 0,30 кислота боратна 0,38 натрію гідроксид до рН 6,0 Електроліз проводили в імпульсному режимі при катодній густині струму 12,5А/дм 2, анодній 15А/дм 2, тривалості імпульсу 2.10-3с та паузи 20.103 с з розчинним складеним анодом, співвідношення площ кобальту та вольфраму становило 1:5. Осадження покриття сплавом Co-W тривало 3год. Із означеного електроліту у запропонований спосіб на поверхню носіїв з хромонікелевої сталі Х18Н10Т осаджено покриття Co-W товщиною 16мкм. Вміст W у сплаві, осадженому за першу годину, становив 42% мас, за третю - 42% мас. Вихід за струмом процесу осадження у середньому склав 86%. Порівняльну характеристику прототипу та винаходу наведено у Таблиці 1. 5 34929 6 Таблиця 1 Параметр порівняння w(W), % мас. на початку електролізу w(W), % мас. після 200А×год роботи електроліту Термін роботи електроліту зі збереженням сталого складу сплаву Co-W, А×год Прототип Винахід 22 42 17 41 50 500 Таким чином, спосіб електролітичного нанесення сплаву кобальт-вольфрам, що пропонується, дозволяє забезпечити стабільність електроліту та збільшити термін його роботи без корегування. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство SU 1108139 А, МПК С 25 D 3/54. Электролит для осаждения покрытий из сплава никель-вольфрам// Канчуковский О.П., Мороз Л.В. - Заявка №3489369/22-02 10.09.82. Опубл. 15.08.84. Бюл. №30. - 3с. Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 2. Пат. 8488 UA, МПК С25D3/56. Спосіб електролітичного осадження аморфних сплавів кобальт-вольфрам // Баскевич О.С., Ганіч Р.П., Герасименко О.М. та ін., ДНУЗТ ім. ак. В. Лазаряна. №U20041210363; Заявл. 16.12.2004; Опубл. 15.08.2005; Бюл. №8. -2с. 3. Пат. 24601 UA, МПК С25D3/56. Спосіб нанесення покриття сплавом кобальт-вольфрам// Штефан В.В., Ведь М.В., Сахненко М.Д., Помощник Л.О., НТУ «ХПІ». - №U200700961; Заявл. 30.01.2007; Опубл. 10.07.2007; Бюл. №10. - 5с. Підписне Тираж 28 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