ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ ЖЕЛЕЗО-НИКЕЛЬ
ELECTROLYTE FOR PRODUCTION OF IRON-NICKEL ALLOYS

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения покрытий железо-никель на восстанавливаемых в размер изношенных деталях машин, в частности, сельскохозяйственного профиля.
Широко применяются покрытия железом для ремонта деталей со значительной величиной износа из электролитов состава, г/л:
2
2
железо двухлористое FeCl×4HO           380-420 г/л;
2
4
серная кислота HSO                                0.8-10 мл/л;
йодистый калий                                           3-5 г/л;
соляная кислота до рН 0,8-1,0 [1-4].
Недостатком этих электролитов является невозможность получения «мягких» железных покрытий, особенно при восстановительном ремонте пальцев шаровых опор с надежным сцеплением осадка, так как мягкие покрытия железом можно получить лишь небольшой толщины, а в основном железные покрытия имеют высокие механические свойства и износостойкость, близкую к износостойкости закаленной стали. Однако такие осадки отличаются высокой пористостью.
2
2
4
Из известных хлористых электролитов железнения, содержащих хлористый никель, соляную кислоту, наиболее рациональным является электролит в котором использованы в качестве основных компонентов FeCl и HSO.
Недостатком этого электролита является получение покрытия со значительными растягивающими напряжениями и большим количеством трещин, а микротвердость осадков железа зависит не только от режимов электролиза, но и от толщины железных покрытий - с увеличением толщины твердость покрытия значительно снижается. Например, от 6250 МПа при толщине 0,3 мм до 4800 МПа при 3 мм.
Задачей изобретения является повышение срока службы деталей за счет их ремонта путем восстановления в размер методом электролиза; получение осадков железа с регулируемой микротвердостью, независимо от толщины осадка.
Поставленная задача достигается тем, что электролит железнения, содержащий соляную кислоту, серную кислоту, двухлористое железо и йодистый калий, согласно изобретению дополнительно содержит хлористый никель, гидрохлорид тетраэтиламмония, гексаметилендиамин-,,N,N-тетрауксусную кислоту, полиметилен-β-нафталинсульфонат натрия и имеет следующие соотношения указанных компонентов, г/л:
2
2
железо двухлористое FeCl×4HO                  380-420
2
2
хлористый никель NiCl ×7НO                     100-150
2
4
серная кислота HSO                                      0,8-10,0 мл/л
йодистый калий                                                3-5
соляная кислота                                                до рН 0,8-1,0
гидрохлорид тетраэтиламмония                     3-4
гексаметилендиамин-,,N,N-тетрауксусная кислота 0,5-3,0
полиметилен-β-нафталинсульфонат натрия                0,01-0,02
Пример.
Рассмотрим процесс нанесения покрытия железо-никель 30 мкм на шаровые пальцы рулевого управления автотранспорта.
Обработка поверхности перед осаждением стандартная. Процесс электролиза проводили при комнатной температуре с варьированием плотностей токов анодного и катодного импульсов ассиметричного переменного тока и продолжительности электролиза в зависимости от толщины покрытия.
Соотношение площадей анода и катода 1:2. Аноды из стали3. Время промывания горячей водой 50-60°С до 10 мин.
2
2
2
Микротвердость измерена на приборе ПМТ-3 по ГОСТ 9450-60 при нагрузке 100-200 КГС/мм и толщине покрытия 50 мкм при плотности катодного импульса тока 10 А/дм, анодного - 5 А/дм, а также определено содержание никеля в сплаве методом химического анализа.
Опыт нанесения покрытия сплавом Fe-Ni в предлагаемом электролите показал, что производительность процесса, физико-механические и эксплуатационные свойства покрытий выше по сравнению с прототипом. Применение предлагаемого электролита отличается высоким выходом по току 85÷90% с содержанием никеля в сплаве от 8 до 30%.
По сравнению с прототипом предлагаемый электролит обладает следующими преимуществами:
меньшим временем получения покрытия сопоставимой толщины;
более высокий выход сплава железо-никель по току;
регулируемая микротвердость осадков железо-никель с высокой адгезией сцепления к основе при восстановительном ремонте в размер изношенных деталей;
повышение рассеивающей и кроющей способности электролита;
повышение стабильности электролита за счет связывания ионов трехвалентного железа в малорастворимые комплексы;
уменьшение шероховатости и дендритообразования покрытия;
увеличение коррозионной стойкости покрытия;
расширение диапазона рабочих катодных плотностей тока;
повышение срока службы деталей за счет повторного возврата, уменьшение материальных затрат.
Технический результат. Введение вышеуказанных добавок в состав электролита способствует формированию мелкокристаллической структуры с регулируемой микротвердостью, износостойкостью, повышает предел выносливости восстанавливаемых деталей, уменьшает шероховатость получаемых покрытий. Электролит с вышеуказанными добавками обладает высокой кроющей и рассеивающей способностью, что позволяет его применять для размерного железнения длинномерных штоков, цилиндров, деталей сложной конфигурации.
Дополнительным эффектом от применения добавок является создание барьера гидридообразования и наводороживания объема покрытия. Электролит рекомендуемого состава можно применить не только для восстановления изношенных деталей, но и для повышения износостойкости деталей и инструментов.
Источники информации:
1. Патент РФ №2349684, C25D 3/20, опубликовано 30.03.2009 г.
2. Авторское свидетельство СССР №168569, C25D 5/18, C25D 5/36, опубликовано 18.11.1965 г.
3. Патент РФ №2192509, C25D 3/56, опубликовано 10.11.2002.
4. Патент РФ №2424380, C25D 3/56, опубликовано 20.07.2011.