способ электрохимического нанесения хромовых покрытий на металлы и сплавы

Формула изобретения

1. Способ электрохимического нанесения хромовых покрытий на металлы и сплавы, включающий хромирование в электролите, содержащем соединение трехвалентного хрома, аминокислоту и поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что хромирование ведут при плотности тока 3 - 300 А/дм², pH 7,1 - 12,0 в электролите, дополнительно содержащем соль аммония при следующем соотношении компонентов, моль/л:

Соединение трехвалентного хрома (в пересчете на металл) - 0,3 - 1,0

Аминокислота - 0,9 - 3,0

Соль аммония (в пересчете на аммиак) - 0,9 - 4,0

Поверхностно-активное вещество - 0,05 - 1,0 г/л

при этом молярное соотношение трехвалентного хрома, аминокислоты и аммиака составляет 1 : 3 : (3 - 4).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в электролит вводят буферную добавку в количестве до 0,7 моль/л.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что хромирование алюминия, цинка и их сплавов ведут при pH 7,1 - 8,0.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях промышленности для нанесения защитно-декоративных хромовых покрытий.

Известен способ электрохимического нанесения хромовых покрытий на стали и медные сплавы при плотности тока 7 - 8 А/дм² и pH 1,1-1,2 из электролита, содержащего, г/л: сульфат хрома 160 - 200, сульфат натрия 120 - 140, борную кислоту 25-35, фтористый натрий 7 - 9, железо 0,1 - 0,2, глицерин 1 - 2 мл/л. Однако этот способ не позволяет наносить покрытия на детали средней сложности профиля, имеющие кромки, углы, отверстия. Непригоден он также для хромирования деталей из алюминия, цинка и их сплавов. Электролит нестабилен в работе, особую трудность представляет поддержание рабочего значения pH в интервале 1,1-1,2.

Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник, Москва, Машиностроение, 1985, т. 1, с. 140.

Наиболее близким техническим решением является способ электрохимического нанесения хрома на стальные, медные, никелевые изделия при плотности тока 60 - 90 А/дм² и pH 1 - 2 из электролита, содержащего, г/л: сульфат хрома 100 - 200, муравьиную кислоту 30 - 90, борную кислоту 0,5 - 30, сульфат натрия 30 - 50, сульфат алюминия 30 - 120, аминокислоту 1 - 5, поверхностно-активное вещество 0,1 - 1.

Патент RU 2093612, C 25 D 3/10, 1992.

Однако этот способ не позволяет наносить хромовые покрытия на сложнопрофилированные детали, имеющие резьбы и отверстия, из-за узкого интервала плотностей тока, а также на изделия из алюминия и цинка из-за низкого интервала pH.

Задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей нанесения хромовых покрытий на детали из различных металлов и сплавов и с различной степенью сложности конфигурации из одного электролита.

Предложенный способ позволяет получать блестящие с синеватым оттенком защитно-декоративные хромовые покрытия. Электролит обладает высокой кроющей способностью: из-за широкого интервала плотностей тока прокрывается резьба M5 и M8, тупые, прямые и острые до 50^o углы, качество покрытия на ребрах, обращенных к аноду, аналогично качеству покрытия на плоскости, параллельной аноду. В угловой ячейке Хулла прокрывается весь катод, в щелевой ячейке Молера 1/h = 2,35 при pH меньше 7,1 прокрывается 80% поверхности катода, при pH больше 7,1 прокрывается вся поверхность катода. Качественные покрытия с высокой кроющей способностью получаются на изделиях из меди и ее сплавов, никеля, стали, в т.ч. с медным и никелевым покрытием, а также на изделиях из алюминия, цинка и их сплавов.

Указанный технический результат достигается тем, что хромирование ведут при плотности тока 3-300 А/дм², pH 7,1 - 12 в электролите, содержащем, моль/л: соединение трехвалентного хрома (в пересчете на металл) 0,3 - 1,0, аминокислоту 0,9 - 3, соль аммония (в пересчете на аммиак) 0,9 - 4, буферную добавку до 0,7 и поверхностно-активное вещество 0,05 - 1 г/л при молярном соотношении трехвалентного хрома, аминокислоты и аммиака 1:3:(3-4). Хромирование алюминия, цинка и их сплавов ведут при pH 7,1-8.

Электролит готовят растворением компонентов в воде при температуре 80^oC и выдерживают 20 минут, корректируют едким натром до требуемого значения pH. В качестве соединения трехвалентного хрома берут сульфат, хлорид, гидроксид хрома или хромокалиевые квасцы. В качестве соединения из класса аминокислот берут аминоуксусную кислоту или аминопропионовую кислоту. В качестве соли аммония берут сульфат аммония или хлорид аммония. В качестве буферной добавки берут борную кислоту или тетраборат натрия. В качестве поверхностно-активного вещества берут лаурилсульфат натрия или моющее средство "Прогресс".

Хромирование ведут при температуре 15 - 35^oC.

Пример 1.

В электролите, содержащем, г/л: хромокалиевых квасцов 260, аминоуксусной кислоты 113, сульфата аммония 132, борной кислоты 30, лаурилсульфата натрия 0,5, хромирование осуществлялось при плотности тока 180 А/дм², pH 7,8 на изделия из алюминия типа дверных ручек, элементов фурнитуры, с отверстиями и резьбами. В результате получено блестящее покрытие с синеватым оттенком толщиной 1,5 мкм без непрокрытых участков по всей поверхности.

Пример 2.

В электролите, содержащем, г/л: хромокалиевых квасцов 260, аминоуксусной кислоты 113, сульфата аммония 132, моющего средства "Прогресс" 0,5, хромирование осуществлялось при плотности тока 150 А/дм², pH 9 на крепежные стальные изделия. В результате получено блестящее покрытие с синеватым оттенком толщиной 1,5 мкм без непрокрытых участков по всей поверхности.

Повышенная кроющая способность электролита по данному способу не требует применения дополнительных анодов при хромировании сложнопрофилированных изделий.