Електроліт для електрохімічного нанесення блискучих нікель-залізних покриттів

Електроліт для електрохімічного нанесення блискучих нікель-залізних покриттів, який включає заліза сульфат семиводний, борну кислоту, сахарин, алілсульфонат натрію, етоксильований про 3 Finishing Corporation. - №05/414003; Заяв.8.11.73; Опубл. 15.04.75]. Відомий електроліт для електроосадження блискучого нікель-залізного сплаву, що містить (г/л): 75 NiSO4∙6H2O; 75 NiCI2∙6H2O; 45 Н3ВО3; 10FeSO4∙7H2O; 14C5H6(OH)5COONa; 6C3H4(OH)(COONa)3; 3 сахарину; 4,5 аллілсульфонату натрію; 0,002-0,012 продукту реакції пропансультону з поліаміном (молекулярна маса 600г/моль). Катодна густина струму >6,5А/дм2, температура 60°С. [Пат. 4002543 США, МКИ С25D3/12. Electrodeposition of bright nickel-iron deposits / Clauss; Richard John; Tremmel; Robert Arnold; Oxy Metal Finishing Corporation №05/575092; Заяв.06.05.75; Опубл. 11.01.77]. До недоліків цих електролітів для одержання блискучих нікель-залізних покриттів відноситься висока чутливість до домішок та продуктів руйнування органічних добавок, які утворюються під час тривалої роботи електроліту, що призводить до погіршення властивостей одержуваних покриттів. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, до винаходу, що пропонується є електроліт для нанесення блискучого нікель-залізного сплаву [Пат. 4450051 США, МКИ С25D3/56. Bright nickel-iron alloy electroplating bath and process / Tremmel; Robert Arnold; ОМІ International Corporation. - №06/410685; Заяв.23.08.82; Опубл. 22.05.84] (прототип), до складу якого входить (г/л): 187,5 NiSO4∙6Н2О; 138,85 NiCI2∙6H2O; 44,24 Н3ВО3; 16,82 FeSO4∙7H2O; 1,61 3+ Fe ; 11,31 винної кислоти; 10,00 лимонної кислоти; 2,61 лактози; 3,48 аскорбінової кислоти; 2,5 сахарину; 4,5 аллілсульфонату натрію; 0,02 вторинного блискоутворювача; 0,005 пропінілсульфонату натрію. До складу вторинного блискоутворювача входить етоксильований пропаргіловий спирт, продукт взаємодії поліетиленіміну (молекулярна маса 1200г/моль) з сульфаміновою кислотою та 2-амінотіазол. Температура 55°С, рН3,5. До недоліків прототипу потрібно віднести високі внутрішні напруження у покриттях, а також те, що блискучі нікель-залізні покриття не можна одержати при густині струму менше 2А/дм2. Тобто не досягається рівномірний блиск і низькі внутрішні напруження у широкому діапазоні густин струму. В основу винаходу поставлена задача удосконалення електроліту для нанесення блискучих, нікель-залізних покриттів з низькими внутрішніми напруженнями у широкому діапазоні густин струму, шляхом модифікації структури і морфології нікель-залізних осадків внаслідок зміни кінетики електроосадження сплаву у присутності метансульфонат-іону джерелом якого у метансульфоновому електроліті є метансульфонат нікелю. Поставлена задача вирішується тим, що відомий електроліт для електрохімічного нанесення блискучих нікель-залізних покриттів, який включає заліза сульфат, борну кислоту, сахарин, аллілсульфонат натрію, етоксильований пропаргіловий спирт, пропінілсульфонат натрію, аскорбінову кислоту, лимонну кислоту, згідно з винаходом він додатково містить нікелеву сіль метансульфонової кислоти, наприклад метансульфонат нікелю, на 92972 4 трію хлорид та 1,4-бутиндіол у наступному співвідношенні компонентів, г/л: нікелю метансульфонат 250,00-290,00 натрію хлорид 15,00-30,00 заліза сульфат (семиводний) 10,00-25,00 кислота борна 25,00-45,00 сахарин 2,00-5,00 аллілсульфонат натрію 0,50-3,00 1,4-бутиндіол 0,10-1,00 етоксильований пропаргіловий спирт 0,01-0,10 пропінілсульфонат натрію 0,05-0,40 кислота аскорбінова 1,00-5,00 кислота лимонна 5,00-15,00. Процес нанесення сплаву нікель-залізо із вмістом заліза 18-20% здійснюють при температурі 50-60°С при густині струму 0,5-10А/дм2, при рН2-4. Електроліт готують розчиненням у воді неорганічних компонентів і потім додають органічні добавки. Наводимо приклади конкретного використання передбачуваного винаходу. Приклад 1 При приготуванні електроліту беруть 25г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70°С. Потім в цьому розчині розчиняють 15г/л натрію хлориду. Потім додають 2г/л аскорбінової кислоти, 5г/л лимонної кислоти і 15г/л сульфату заліза. Після цього в розчин вводять 290г/л нікелю метансульфонату, 4г/л сахарину, 3г/л аллілсульфонату натрію, 0,6г/л 1,4-бутиндіолу, 0,1г/л етоксильованого пропаргілового спирту та 0,2г/л пропінілсульфонату натрію. Температура електролізу 50°С, рН2. Приклад 2 При приготуванні електроліту беруть 45г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70°С Потім в цьому розчині розчиняють 20г/л натрію хлориду. Потім додають 4г/л аскорбінової кислоти, 10г/л лимонної кислоти і 19г/л сульфату заліза. Після цього в розчин вводять 270г/л нікелю метансульфонату, 4г/л сахарину, 2г/л аллілсульфонату натрію, 0,2г/л 1,4-бутиндіолу, 0,04г/л етоксильованого пропаргілового спирту та 0,07г/л пропінілсульфонату натрію. Температура електролізу 60°С, рН3. Приклад 3 При приготуванні електроліту беруть 40г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70°С. Потім в цьому розчині розчиняють 30г/л натрію хлориду. Потім додають 5г/л аскорбінової кислоти, 15г/л лимонної кислоти і 20г/л сульфату заліза. Після цього в розчин вводять 250г/л нікелю метансульфонату, 3,5г/л сахарину, 2,5г/л аллілсульфонату натрію, 0,5г/л 1,4-бутиндіолу, 0,06г/л етоксильованого пропаргілового спирту та 0,14г/л пропінілсульфонату натрію. Температура електролізу 60°С, рН3. Приклад 4 При приготуванні електроліту беруть 45г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70°С. Потім в цьому розчині розчиняють 20г/л натрію хлориду. Потім додають 3г/л аскорбінової кислоти, 10г/л лимонної кислоти і 19г/л сульфату заліза. Після цього в розчин вводять 260г/л нікелю 5 92972 метансульфонату, 5г/л сахарину, 1г/л аллілсульфонату натрію, 1г/л 1,4-бутиндіолу, 0,02г/л етоксильованого пропаргілового спирту та 0,15г/л пропінілсульфонату натрію. Температура електролізу 55°С, рН3. Приклад 5 При приготуванні електроліту беруть 45г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70°С. Потім в цьому розчині розчиняють 18г/л натрію хлориду. Потім додають 5г/л аскорбінової кислоти, 15г/л лимонної кислоти і 25г/л сульфату заліза. Після цього в розчин вводять 280г/л нікелю метансульфонату, 2г/л сахарину, 0,5г/л аллілсульфонату натрію, 0,3г/л 1,4-бутиндіолу, 0,01г/л етоксильованого пропаргілового спирту та 0,05г/л пропінілсульфонату натрію. Температура електролізу 60°С, рН4. Приклад 6 При приготуванні електроліту беруть 35г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70 °С. Потім в цьому розчині розчиняють 25г/л натрію хлориду. Потім додають 1г/л аскорбінової кислоти, 8г/л лимонної кислоти і 10г/л сульфату 6 заліза. Після цього в розчин вводять 275г/л нікелю метансульфонату, 2г/л сахарину, 1г/л аллілсульфонату натрію, 0,3г/л 1,4-бутиндіолу, 0,03г/л етоксильованого пропаргілового спирту та 0,4г/л пропінілсульфонату натрію. Температура електролізу 55°С, рН2. Приклад 7 При приготуванні електроліту беруть 30г/л борної кислоти і розчинюють у воді при температурі 70°С. Потім в цьому розчині розчиняють 23г/л натрію хлориду. Потім додають 4,5г/л аскорбінової кислоти, 10г/л лимонної кислоти і 17г/л сульфату заліза. Після цього в розчин вводять 265г/л нікелю метансульфонату, 3г/л сахарину, 1,5г/л аллілсульфонату натрію, 0,1г/л 1,4-бутиндіолу, 0,03г/л етоксильованого пропаргілового спирту та 0,1г/л пропінілсульфонату натрію. Температура електролізу 55°С, рН3. Порівняльна характеристика ступеню блиску нікель-залізних покриттів відносно срібного дзеркала, одержаних із електролітів прикладів 1-7 та прототипу наведена у таблиці 1. Таблиця 1 Ступінь блиску нікель-залізних покриттів відносно срібного дзеркала за різних густин струму Електроліт для електроосадження нікель-залізного покриття Прототип Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 Приклад 5 Приклад 6 Приклад 7 0,5 80 87 86 88 84 85 86 83 Ступінь блиску нікель-залізних покриттів, %. Густина струму, А/дм2 1 2 3 5 85 87 87 90 90 93 93 94 91 94 94 94 92 95 95 95 87 92 92 92 90 91 91 91 90 92 92 92 87 91 91 91 7 90 94 94 95 92 91 92 91 Порівняльна характеристика внутрішніх напружень нікелевих покриттів, отриманих із електролітів прикладів 1-7 та прототипу наведена у таблиці 2. Таблиця 2 Внутрішні напруження нікелевих покриттів за різних густин струму Електроліт для електроосадження нікель-залізного покриття Прототип Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 Приклад 5 Приклад 6 Приклад 7 0,5 105 65 64 63 68 67 66 68 Внутрішні напруження нікелевих покриттів, МПа. Густина струму, А/дм 1 2 3 5 80 75 75 73 54 23 6 5 53 22 4 6 55 22 3 4 56 26 10 11 68 55 8 12 67 65 9 8 70 68 12 10 Запропоновані електроліти дозволяють одержувати блискучі нікель-залізні покриття із внутрішніми напруженнями від 1,5 до 25 разів нижчими ніж у покриттів, одержуваних із електроліту - прототипу та ступенем блиску до 5-8% вищим ніж у пок 7 70 6 5 3 10 10 9 14 риттів, одержуваних із електроліту - прототипу. Крім того покриття, отримані із електролітів, що описані у прикладах 1-3, на відміну від прототипу мають високий ступінь блиску і низькі внутрішні 7 92972 напруження у широкому діапазоні густин струму (0,5-7А/дм2). Даний винахід може бути використаний для електрохімічного осадження малонапружених бли Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 8 скучих нікель-залізних покриттів на підприємствах приладобудування, автомобілебудування на підприємствах машинобудування та металообробки. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1,м. Київ – 42, 01601