Способ нанесения гладких гальванических железных покрытий в проточном электролите с крупными дисперсными частицами
METHOD OF APPLYING SMOOTH GALVANIC IRON COATINGS IN A FLOW ELECTROLYTE WITH COARSE DISPERSED PARTICLES

Изобретение относится к восстановлению изношенных стальных деталей путем нанесения на их поверхность гальванических железных покрытий в проточном электролите.
Известен способ нанесения гальванических железных покрытий на поверхность изношенных деталей в проточном электролите с целью восстановления их геометрических размеров и упрочнения поверхности [1]. При этом восстанавливаемая деталь и растворимый анод помещаются в специальную электролитическую ячейку, через которую прокачивается электролит, в состав которого дополнительно включены твердые дисперсные частицы размером 1-10 мкм с целью повышения твердости и износостойкости покрытий.
Недостатками такого способа нанесения гальванических покрытий являются ненадежность процесса финишной электрохимической обработки поверхности детали перед нанесением покрытия, поскольку анодная обработка проводится в специальном или рабочем электролите. Скорость осаждения покрытий железа мала из-за необходимости поддержания невысокой катодной плотности тока в связи с быстрым обеднением прикатодного слоя электролита катионами и образования пленок гидрооксидов на восстанавливаемой поверхности. Кроме того, поверхность покрытия имеет недостаточную толщину из-за интенсивного образования дендритов в процессе электролиза.
2
Наиболее близким аналогом изобретения является способ нанесения гальванических покрытий на стальные детали в проточном электролите, включающий помещение восстанавливаемой детали и растворимого анода в электролитическую ячейку, подключение их к источнику тока плотностью более 1 кА/дм, прокачку через электролитическую ячейку электролита, содержащего соль двухвалентного железа, соляную кислоту, а также твердые дисперсные частицы размером 100-300 мкм, при скорости гетерофазного потока 9-11 м/с, охарактеризованный в RU 2503751 С2, публ. 10.01.2014 [2]. В состав которого дополнительно включены крупные твердые дисперсные частицы размером 100-300 мкм с целью обеспечения активации поверхности за счет ее механической обработки в процессе электролиза и повышения производительности процесса за счет перемешивания раствора в приэлектродном слое и повышения предельной плотности тока. В процессе электролиза частицы такого размера не включаются в состав покрытия.
2
Недостатком этого способа является небольшая толщина гладких покрытий вследствие интенсивного протекания процесса образования дендритов при использовании электролита с дисперсными частицами при плотности катодного тока более 1 кА/дм.
Задача изобретения - обеспечение химической полировки поверхности в процессе электролиза за счет введения в состав электролита железнения серной кислоты концентрацией 1-3 г/л.
Технический результат - увеличение максимальной толщины гладких покрытий.
2
Технический результат достигается тем, что нанесение гальванических железных покрытий на стальные детали в проточном электролите включает помещение восстанавливаемой детали и растворимого анода в электролитическую ячейку, подключение их к источнику тока плотностью более 1 кА/дм, прокачку через электролитическую ячейку электролита, содержащего твердые дисперсные частицы размером 100-300 мкм, при скорости гетерофазного потока 9-11 м/с, при этом в электролит дополнительно вводят твердые дисперсные частицы размером 1-10 мкм и используют электролит, содержащий серную кислоту, при следующем соотношении компонентов, г/л:
железо хлористое FeCl<sub>2</sub>⋅4H<sub>2</sub>O
380-420
кислота соляная HCl
рН 0,8-1,0
кислота серная H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
1-3.
Исследования по гальваническому железнению проводились в электролитах следующего состава:
2
z
Электролит №2 отличался от электролита №1 тем, что в него дополнительно вводят серную кислоту с концентрацией 1-3 г/л. В обоих случаях электролиз проводился при катодной плотности тока более 1 кА/дм и скорости прокачки электролита через ячейку 9-11 м/с. При этом максимальная толщина гладких покрытий увеличивалась с 1,3±0,2 мм до 2,0±0,3 мм, а минимальная шероховатость R уменьшалась с 20 мкм до 10 мкм.
Проведенные исследования показали, что введение в проточный электролит железнения серной кислоты концентрацией 1-3 г/л позволяют получать более гладкие покрытия повышенной толщины.
Источники информации
1. Гурьянов Г.В. Электроосаждение износостойких композиций. Кишинев: Штиинца, 1986.
2. RU 2503751 С2, публ. 10.01.2014.