электролит для осаждения сплава цинк-железо

Формула изобретения

Электролит для осаждения сплава цинк-железо, содержащий сульфат цинка, соль железа, борную кислоту, соль натрия и органическую добавку, отличающийся тем, что он в качестве соли железа содержит хлорид железа, в качестве соли натрия фторид натрия, а в качестве органической добавки первичный гидрохлорид алкиламмония (С₆ С₁₂) при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сульфат цинка 250 300

Хлорид железа 60 100

Борная кислота 25

Фторид натрия 10

Первичный гидрохлорид алкиламмония (С₆ С₁₂) 1 - 3д

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению сплава цинк-железо с целью восстановления изношенных поверхностей деталей машин, например, корпусов гидравлических насосов, посадочных мест блоков цилиндров двигателей, внутреннего сгорания, коробок перемены передач и др.

Известны растворы электролитов для осаждения сплава цинк-железо, содержащие сернокислое железо, сернокислый цинк, сернокислый алюминий, сернокислый натрий и аскорбиновую кислоту. Однако покрытия, получаемые из этих составов электролитов, имеют недостаточную микротвердость и слабую сцепляемость с основой. Электролиты имеют рассеивающую способность, малопроизводительны и подвержены окислению и загрязнению. Особенно это наблюдается при применении их при нестационарных режимах электроосаждения сплава цинк-железо (вневанное, проточное осаждение при различных формах тока).

Наиболее близким к изобретению является известный раствор электролита для осаждения сплава цинк-железо, содержащий в г/л:

Цинк сернокислый 200-300

Железо сернокислое 50-60

Алюминий сернокислый 40-50

Натрий сернокислый 50-60

Борная кислота 20-30

Аскорбиновая кислота 5-10

Натриевая соль нафталиндисульфокислоты 2-5

Покрытия, получаемые из этого раствора электролита, обладают повышенной микротвердостью 90-150 кг/мм².

Однако данный раствор электролита имеет сложный состав, затруднена его корректировка по составу в технологическом процессе.

Осадки имеют крупнозернистую структуру, низкую сцепляемость с основой и при восстановлении деталей из алюминиевых сплавов имеют отличительный удельный температурный коэффициент линейного расширения. Электролит склонен к окислению, дендридообразованию при повышенных плотностях тока и малопроизводителен в нестационарных условиях осаждения сплава.

Целью изобретения является повышение физико-механических характеристик покрытия, прочности сцепления, улучшения структуры осадка, химической стойкости раствора и снижения дендридообразования.

Цель достигается тем, что раствор электролита для осаждения сплава цинк-железо, содержащий сульфат цинка, соль железа, борную кислоту, соль натрия и органическую добавку, отличается тем, что с целью повышения физико-механических характеристик покрытия, прочности сцепления, улучшения структуры осадка, химической стойкости раствора и снижения дендрирообразования в электролит вводят в качестве соли железа хлорид железа, в качестве соли натрия фторид натрия, а в качестве органической добавки первичный гидрохлорид алкиламмония (C₆-C₁₂) при следующем соотношении компонентов, г/л:

Cульфат цинка 250-300

Xлорид железа 60-100

Борная кислота 25

Фторид натрия 10

Первичный гидрохлорид алкиламмония (C₆-C₁₂) 1-3.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав электролита отличается от известного введением новых компонентов, а именно: в качестве соли железа хлорид железа, в качестве соли натрия фторид натрия, в качестве органической добавки первичный гидрохлорид алкиламмония (C₆-C₁₂).

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". В раствор электролита вводятся первичные алкиламмониевые соли, в качестве которых используется известный технический реагент АНП-2, применяемый при флотации руд в качестве в качестве собирателя, общей формулой R-NH₂NCl, где R=C₆H₁₃-C₁₂H₂₅ (первичный алкиламмония гидрохлорид, смесь веществ).

Предлагаемый состав раствора электролита отличается от известного тем, что он более прост по содержанию, производителен и отвечает технологическому процессу при восстановлении деталей в нестационарных условиях (проточное, на различных формах тока). Покрытия получаются гладкими, плотными с мелкозернистой структурой, обладающие повышенной износокоррозийной стойкостью.

Таким образом, данный раствор электролита позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Осаждается твердый сплав замещения ионов цинка ионами железа, что обеспечивает физико-механические характеристики осадка, идентичные характеристикам основы алюминиевого сплава АК-4, АЛ-9, из которых изготовлены детали машин.

Процесс восстановления изношенных деталей из алюминиевых сплавов рекомендуется проводить при температуре 20-30^oC, катодной плотности тока 40-60 А/дм² и расходом раствора электролита 6 мкм³/с. Скорость вращения катода 30 об/мин.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены 12 смесей ингредиентов, 3 из которых показали оптимальные результаты (см.таблицу).

Использование изобретения позволит повысить физико-механические характеристики покрытия: прочность сцепления, структуру осадка, химическую стойкость раствора и снизит дендридообразование.