ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

электролит для электрополирования серебра

Классы МПК:C25F3/18 легких металлов
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ГОУВПО "ИГХТУ") (RU),
Институт химии растворов Российской академии наук (ИХР РАН) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-05-04
публикация патента:

Изобретение относится к области технологических процессов обработки поверхности изделий из серебра и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и ювелирной промышленности. Электролит содержит, г/л: роданид калия или натрия 300-400, глицерин 20-40, этиловый спирт 1,7-6,7, каптакс 0,5-1,5, вода до 1 литра. Технический результат: разработан нетоксичный электролит, позволяющий повысить стойкость к потускнению поверхности изделий, уменьшить шероховатость и увеличить отражательную способность. 2 табл.

Область техники

Изобретение относится к области технологических процессов обработки поверхности изделий из серебра и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и ювелирной промышленности.

Уровень техники

Известен цианистый электролит для электрополирования серебра [Грилихес С.Я. Электрохимическое и химическое полирование: Теория и практика. Влияние на свойства металлов. - 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1987. 232 с.], содержащий (г/л):

серебро цианистое-20
натрий цианистый -30
плотность тока, А/дм 2-1-1.2
напряжение, В-1.2-1.3
температура, °С-20-25
время полирования, мин-2-3

Недостатками аналога являются: токсичность раствора, нестабильность состава электролита в процессе полирования из-за разницы анодного и катодного выходов по току, а также сравнительно высокая стоимость электролита из-за наличия в нем цианистого серебра.

Известен цианистый электролит для электрополирования серебра [Справочное руководство по гальванотехнике. Ч.1: Пер. с нем./Под ред. В.И.Лайнера. М.: Металлургиздат, 1969. 415 с.], содержащий (г/л):

серебро цианистое-35
калий цианистый-37-70
калий углекислый -38-40
плотность тока, А/дм 2-2
напряжение, В-2.4-3.5

Недостатками аналога являются: токсичность раствора, высокая энергоемкость процесса и высокая стоимость раствора электролита.

Известен также ферроцианидный электролит полирования серебра [Грилихес С.Я. Электрохимическое и химическое полирование: Теория и практика. Влияние на свойства металлов. - 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1987. 232 с.], содержащий следующие компоненты (г/л):

калий железистосинеродистый -60
натрий цианистый -60
плотность тока, А/дм 2-15-25
напряжение, В-6

Недостатками данного аналога являются: токсичность раствора и высокая энергоемкость процесса.

Наиболее близким к предлагаемому электролиту по совокупности признаков, то есть прототипом, является роданидный водный электролит для электрополирования серебра [Т. - И.Ю.Янкаускас, П.А.Юзикис, В.А.Кайкарис А.с.№497357 СССР. М. Кл.2 С 23 В 3/06. Заявл.22.06.73, Опубл.30.12.75, БИ №48, 1976], содержащий (моль/л):

роданид калия, натрия, лития, аммония или кальция-2-4,
вода-до 1 литра

а режим процесса электрополирования:

плотность тока, А/дм2 -70-200
длительность импульса, с-0.5-1.0
интервал между импульсами, с-5-20

Недостатками прототипа являются: неудовлетворительная стойкость поверхности к потускнению в атмосфере, содержащей соединения серы, необходимость применения высоких плотностей тока и невысокая отражательная способность поверхности в результате процесса полирования.

Сущность изобретения

Изобретательская задача состояла в разработке состава нетоксичного водно-органического электролита, позволяющего повысить показатели процесса электрополирования серебра, а именно: 1) стойкость к потускнению, 2) выравнивание поверхности, проявляющееся в увеличении относительного сглаживания высоты микронеровностей - электролит для электрополирования серебра, патент № 2288301 Ra=(Raнач.-Raкон.)/Raнач. и в уменьшении микрошероховатости и 3) отражательную способность поверхности.

Поставленная задача достигается путем создания электролита электрополирования серебра, включающего следующие компоненты (г/л):

роданид калия (KSCN) или натрия (NaSCN) -300-400
глицерин (С3Н8О 3)-20-40
этиловый спирт (С2Н5 ОН)-1,7-6,7
каптакс (C6H4SNCSH) -0.5-1.5
вода до 1 литра
плотность тока, А/дм2-60-80
длительность импульса, с -0.5-1.0
скважность -5-10

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый электролит отличается от него введением новых компонентов, а именно глицерина, этилового спирта и каптакса.

Роданид натрия, ГОСТ 10643-75, химическая формула NaSCN, температура плавления 287°С, растворимость 166 г в 100 г воды при температуре 25°С и 225 г в 100 г воды при температуре 100°С 100 мл воды [Справочник химика, том.2, Л.: Химия, 1964].

Роданид калия, ТУ 264311-019-45225481-01, химическая формула KSCN, температура плавления 173.2°С, растворимость 217 г в 100 г воды при температуре 20°С и 670 г в 100 г воды при температуре 100°С [Справочник химика, том.2, Л.: Химия, 1964].

Глицерин, ТУ 264311-025-45225481-01, химическая формула C3H8O3 плотность 1.2641 г/см3, температура плавления 20°С, растворимость в 100 мл воды равна бесконечности [Справочник химика, том. 2, Л.: Химия, 1964].

Спирт этиловый технический ректификованный, ГОСТ 18300-87, химическая формула C2H5OH, плотность 0.7813 г/см3, температура плавления -114,6°С, растворимость в 100 мл воды равна бесконечности [Справочник химика, том.2, Л.: Химия, 1964].

Каптакс (2-меркаптобензтиазол), ГОСТ 739-74, химическая формула С6Н4SMCSH, температура плавления 132°С, не растворим в воде, труднорастворим в эфире, растворяется в горячем этиловом спирте [Справочник химика, том.2, Л.: Химия, 1964].

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Пример 1.

Для приготовления 1 литра электролита 400 г роданида калия растворяли в воде при температуре 20-25°С, добавляли 40 г глицерина в виде раствора в теплой воде, затем добавляли горячий спиртовой раствор каптакса, содержащий 4,2 г этилового спирта и 1 г каптакса. Затем объем полученного раствора доводили до 1 литра.

Примеры с другими значениями концентраций заявляемого электролита приведены в таблице 1.

Таблица 1
состав электролита, г/лномера электролитов
  123 4
      прототип
роданид калия или натрия 400350 300300
глицерин 4030 20-
каптакс 11.5 0.5-
этиловый спирт4,26,7 1,7-

Процесс электрополирования проводился в ячейке объемом 50 мл при перемешивании. В качестве катода использовали медную пластинку площадью 3 см2 , а в качестве анода серебряный дисковый электрод площадью 0.12 см2.

Режим полирования

температура, °С20-25
плотность тока в импульсе, А/дм 260-80
длительность импульса, с0.5-1.0
скважность5-10

Для увеличения скорости обработки и повышения качества обработанной поверхности целесообразно проведение процесса электрополирования серебра в импульсном режиме в диапазоне длительностей импульсов 0,5-1 с.

Для характеристики качества поверхности измеряли шероховатости (высоту микронеровностей) и отражательную способность поверхности электрода до и после процесса полирования. Для установления оптимальной концентрации глицерина в растворе электрополирования серебра исследовали зависимость шероховатости поверхности от концентрации органического компонента. Полученные результаты представлены в таблице 2.

Таким образом, из представленной таблицы видно, что введение глицерина, этилового спирта и каптакса в электролит для электрополирования серебра позволяет улучшить состояние поверхности, а именно: повысить стойкость к потускнению в атмосфере, содержащей соединения серы (время до начала потускнения увеличивается в 3-4 раза), значительно улучшить качество обработанной поверхности (увеличить величину относительного сглаживания поверхности в 1,30-1,44 раза и уменьшить величину шероховатости в 2,67-3,20 раза) и повысить (в 1,25 раза) отражательную способность обработанной поверхности (ее блеск).

Дополнительными преимуществами электролита по сравнению с прототипом являются: существенное (в 2,2 раза) уменьшение энергозатрат за счет снижения рабочей плотности тока с 70-200 до 60-80 А/дм 2; повышение устойчивости электролита - работоспособность электролита увеличивается в 2 раза (корректировка предлагаемого электролита проводится после прохождения через него 4-5 А час/л, в то же время для прототипа эта величина составляет 2-2.5 А час/л).

Таблица 2
ЭлектролитСтойкость к потускнению, мин Относительное сглаживание поверхности электролит для электрополирования серебра, патент № 2288301 Ra, %Шероховатость, Ra, мкм Отражательная способность поверхности, %
По примеру 11786.1 0,06282.9
По примеру 221 83.70,07182.7
По примеру 315 77.10,075 85.9
Прототип 559.60,20 68.7

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Электролит для электрополирования серебра, включающий роданид калия или натрия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит глицерин, этиловый спирт и каптакс при следующем соотношении компонентов, г/л:

Роданид калия или натрия 300-400
Глицерин 20-40
Этиловый спирт 1,7-6,7
Каптакс 0,5-1,5
Вода До 1 л


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2288301

patent-2288301.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C25F3/18 легких металлов



Наверх