Электролит для нанесения покрытий на основе никель бор — SU 1742361 (original) (raw)
союз сОВетскихСОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКРЕСПУБЛИК 17423 с 1 А 1(19 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ 25 О 7/00, 9/00 ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / "г МУ СБИДЕТЕЛЬС АВТО(57) Сущностьдержит, г/л; ндека гидроборасуснокислый 2011-15, натрийкислая 0,1 - 2,6,5,2, 1 табл,ИТ ДЛ СНОВЕ зобрет кель д натрия -60, на фторист Я НАНЕ НИКЕЛЬ ения: эл вухлорис 0,05-5,0 трий рен ый 3-5, я кислот СЕНИЯ ПО-БОР ектролит сотый 80 - 140, , натрий укиевокислый едь серноадо РН 5,0 нени ксусна Целью изобретения ка электролита для совм прочносцепленных осад ва никель-бор с содерж ния до 500 вес,Поставленная цель д электролит, содержащи является разработестного,осаждения ков на основе сплаанием двуокиси рестигается тем, чдвухлористый н(56) Авторское свидетельство СССРМ 1313014, кл, С 25 О 3/56, 1983,Авторское свидетельство СССРИ. 778350, кл. С 25 О 3/64, 1980,Изобретение относится к электрохимическому получению покрытий в виде композиции, состоящей из окислов рения в матрице сплава никель-бор, обладающей высокими самосмазывающими свойствамй, позволяющими использовать данное покрытие в узлах трения в качестве антифрикционного материала с низким.коэффициентом трения и высокой контактной износостойкостью.Известны электролиты (авт. св М 1313014 МКИ С 25 О 03/56, 1983 г.; авт. св. В 1316314 МКИ С 25 ООЗ/56, 1984 г,) для осаждения покрытий на основе сплава никель-бор, содержащий (г/л): двухлористый никель - 25-35, сернокислый никель - 230-.350, уксуснокислый никель - 1-6, уксусно- кислый свинец - 0,03 - 0,05 или ионы цинка 0,1-0,25, уксусная кислота - 5-30, декагидроборат натрия 0,05 - 5,; "прогресс" -0,5-1. Известны также электролиты для получения рениевокислых покрытий (заявка 4333430/23-02/173168/С 2509/ОО 1988 г.), содержащие (г/л), рениевокислый натрий - 20-40, фторион - 3 - 6, натрия гидроокись, - 5-8, калий метабисульфит - 0,1-0,5. Все эти покрытия предназначены для раздельного осаждения, покрытий сплавом никель-бор и окисла рения.За прототип выбран известный щелочной электролит для получения композиционного покрытия серебро-двчокись рения (авт.св, 778350 С 25 О 3/64, 1980 г,), содержащий (г/л); дицианоаргенат калия - 5-10, рениевокислый барий - 25 -40, фтористый натрий - 0,1 - 0,3, гидроокись аммония -1;2, Получаемое из этого электролита покрытие представляет собой гетерогенную систему, состоящую из аморфной пленки гидратированной двуокиси рения в матрице серебра. Основным недостатком этого электролита является невозможность получения из него прочносцепленных покрытий,. содержащих более 15% двуокиси рения в матрице сереб 1742361кель, рениевокислый натрий, уксуснокислый натрий, фтористый натрий, декагидроборат натрия и уксусную кислоту дополнительно содержит медь сернокислую, а в качестве соли уксусной кислоты - . натрий уксуснокислый при следующем соотношении компонентов, г/л:никель двухлористый 80 - 140 декагидроборат натрия 0,05 - 5,0 натрий уксуснокислый 20 - 60 натрий рениевокислый 11 - 15 натрий фтористый . 3 - 5медь сернокислая 0,1-.2;5 уксусная кислота до рН 5;0-5,2 Сопоставительный анализ. с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый электролит отличается от известного введением в электролит ионов меди, что обеспечивает получение прочносцепленных покрытий с основой металла. Таким образом, заявлямое техническое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных компонентов электролита, используемых для нанесения композиционного покрытия в заявляемое решение, известны, например, двухлористый никель, рениевокислый натрий, уксуснокислый натрий, фтористый натрий, декагидроборат натрия, уксусная кислота,. Однако их совместное применение в электролите не обеспечивает получение прочносцепленных покрытий никель-бордвуокись рения, т,е. такие свойства, которые они проявляют в присутствии ионов меди в заявляемом решении и как следствие - получение осадков с содержанием двуокиси рения до 500 вес. Таким образом, данный состав компонентов придает электролиту новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличияДля экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены растворы электролитов, три из которых показали оптимальные результаты (см. таблицу),Коэффициент сухого трения различных покрытий по стали определяли на машине трения МАСТпри нагрузке 110 Н и скорости вращения шарика 0,00024 м/с, Рабочими элементами (образцами) этой машины являются четыре стальных шарика (из стали ШХ, ЭИили 95 Х 18) расположенных пирамидкой: один вверху, а три внизу. Верхний непокрытый шарик медленно вращается и прижимается к нижним неподвижным шарикам, покрытым на толщину 1 - 3 мкм, Величина усилия, которая вращает ванноч ку с нижними образцами, при трении регистрируется стрелкой с пером на барабане самописца, Нагрузка осуществляется при помощи рычажной системы с соотношением плеч 1:10. Коэффициент трения рэссчи тывэется по формуле:Ктр =: - -,Етр15 где Етр - сила трения вызывает отклонениестрелки на ленте самописца;р, - контактная нагрузка: р = 0,41 рос ==0,41. 11=4,51рос - осевая нагрузка равная 11 кг.20 Износостойкость покрытий определялина машине трения в условиях сухого трения (конструкция ВНИПП), работающей по принципу "шар-шэйба". Трение осуществлялось неподвижно закрепленным сталь ным шариком по вращающейся шайбе снанесенным на нее покрытием, Шайба вра. щается со скоростью и = 500 об/мин с разбивкой времени испытаний от 1 мин до 60 мин, Нагрузка шарика на шайбу состав ляла 200 г. Испытания проводились при комнатной температуре. При испытании на шайбе образуется дорожка износа в виде кольца.35 Формула изобретен и я, Электролит для нанесения покрытий наоснове никель-бор, содержащий никель двухлористый, декагидроборат натрия и соль уксусной кислоты,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости и снижения коэффициента трения, он дополнительно содержит натрий рениевокислый, натрий фтористый, медь сернокислую, а в качестве соли уксусной кислоты - 45 натрий уксуснокислый при следующем соотношении компонентов, г/л:никель двухлористый 80-140 декагидроборат натрия 0,05-5,0 натрий уксуснокислый 20-60 50 натрий рениевокислый 11-15натрий фтористый 3 - 5медь сернокислэя 0,1 - 2,0 уксусная кислота до рНСостав электролита (г/л), режимы процесса, свойства покрытия Предлагаемый электролитЭ5 Прототипа.с,1316314а 80 100 140 145 75 1 О 13 15 0,03 3 Натрий фтористый НаРНатрий уксуснокислый НаСНзСОО 20 60 0,05 0,1 5,0 0,048 Декагидроборат натрия НаеВ 1 овоНедь сернокйслая СиБО 5 Н ОСН СООН до рНСодержание бора, Ф 2,8-3,0 0,5 20 Содержание КеОз 2 Н О,ХКатодная плотность тока в первом импульсе, А/дм 2Время первого импульса, с 0,05 0,1 1030 1020 354 20 Катодная плотность второгоимпульса, А/дм 0,245 0,160 Время второго импульса, сТемпература раствора, С 40 40 50 35 Прочность сцепления методомцарапания сколы сколов нет сколы сколов нет 2,41,8 " 12 Износостойкость или линейныйизнос покрытия, мкм эа часиспытания 0,08 Оэ 078 Оэ 07 Оэ 06 0,05 0,053 Коэффициент сухого трения(р211 кг/мм 2, с - 20 фС)1 т щ ю ю ввФПри осаждении покрытия Н 1 ВКеое возможно применение в электролите других солей меди,в частности, ацетат меди, хлорид меди, ионов меди за счет растворения в электролитеметаллической меди до концентрации 0,03-0,5 г/с Св, Противопоказано применение солеймеди, ионы которых ухудшают качество никелевых покрытий. Составитель А.МихайааэТехред М.Моргентал КорректОР М.демчик Редактор А.Зробок Заказ 2263 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССР 113035,Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, МЪ Е ВЕДвухлористый никельН 1 С 1 е 6 НзОНатрий рениевокислый ЛаКеОСернокислый никель НЯО 7 Н ОУксуснокислый никельН 5.(СН СОО) 4 НО.Хксуснокислый средний свинецРЬ(СНзСОО)е ЗНзО 2,5150,0450,044,80,01 5,