RU2319796C2 - Способ получения многослойного антикоррозионного покрытия на стальных деталях - Google Patents
Способ получения многослойного антикоррозионного покрытия на стальных деталях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2319796C2 RU2319796C2 RU2005108883/02A RU2005108883A RU2319796C2 RU 2319796 C2 RU2319796 C2 RU 2319796C2 RU 2005108883/02 A RU2005108883/02 A RU 2005108883/02A RU 2005108883 A RU2005108883 A RU 2005108883A RU 2319796 C2 RU2319796 C2 RU 2319796C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- current density
- electrolyte
- coating
- steel parts
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гальваностегии и может быть использовано при получении коррозионно-стойких многослойных покрытий на поверхности стальных деталей в составе химических источников тока. Способ включает подготовку поверхности изделий и нанесение многослойного гальванического покрытия, при этом на этапе подготовки и перед каждым циклом нанесения покрытия дополнительно проводят катодно-анодную обработку изделий в водном растворе H2SO4 (~20%), кроме того, первый слой наносят из электролита никелирования следующего состава, г/л: NiSO4×7H2O 140-250; Na2SO4×10H2O 50-100; MgSO4×7H2O 10-20; H3BO3 25-35; NaCl 10-20; при плотности тока D=2 А/дм2, t=25°C, второй слой наносят из электролита меднения следующего состава, г/л: CuSO4 250-300; H2SO4 50-75; C2H5OH 5-10; при плотности тока D=1-2 А/дм2, t=25°C, а третий слой наносят из электролита никелирования, приведенного выше, с последующей сушкой изделий при температуре 80-100°С. Технический результат: повышение качества защитного покрытия и его электрических показателей в среде расплава карбонатных соединений в составе твердотельных химических источников тока. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области технологий получения антикоррозионного гальванического покрытия и может быть использовано при получении стойких многослойных покрытий на поверхности стальных деталей в составе химических источников тока.
Известно множество способов получения многослойных антикоррозионных покрытий на стальных поверхностях для эффективной защиты от атмосферной коррозии ("Гальванические покрытия в машиностроении", т.1, М., "Машиностроение", 1985, с.112). Однако при использовании изделий с такими покрытиями в составе твердотельных химических источников тока (ХИТ) на основе расплава карбонатных соединений продолжительная работа их не может быть обеспечена в связи с низкими показателями коррозионной стойкости в такой среде.
Известен способ получения многослойного медно-никелевого покрытия при изготовлении печатных плат (патент РФ №2114522, МПК Н05К 3/00, публ. 27.03.1998 г., БИ №9/98), включающий последовательное нанесение гальваническим методом сначала слоя меди, затем никельсодержащего слоя на токопроводящие участки поверхности плат.
К недостаткам известного способа относится отсутствие возможности обеспечения высокоэффективного защитного покрытия, работоспособного при длительной эксплуатации в среде расплава карбонатных соединений в составе химических источников тока.
Известен в качестве наиболее близкого по технической сущности к заявляемому способу получения многослойного антикоррозионного покрытия на стальных деталях, включающий предварительную подготовку поверхности путем травления и обезжиривания, последующее гальваническое нанесение слоев покрытий при последовательном перемещении покрываемых изделий в ванны с соответствующими электролитами (патент РФ №2066715, МПК С25D 5/50, публ. 20.09.1996 г., БИ №26/96 г.).
К недостаткам прототипа относится отсутствие возможности обеспечения высокоэффективного защитного покрытия, работоспособного при длительной эксплуатации в среде расплава карбонатных соединений в составе химических источников тока.
Задачей авторов изобретения является разработка способа получения многослойного гальванического покрытия с высокими показателями коррозионной стойкости в среде расплава карбонатных соединений в составе твердотельных ХИТ.
Новый технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого способа, заключается в повышении эффективности "барьерного слоя" при долговременной эксплуатации изделий в условиях воздействия агрессивных факторов среды расплава карбонатных соединений в составе ХИТ за счет улучшения качества защитного покрытия и его электрических показателей.
Указанные задача и новый технический результат достигаются тем, что в известном способе получения многослойного антикоррозионного покрытия на стальных деталях, включающем предварительную подготовку поверхности путем травления и обезжиривания, последующее гальваническое нанесение слоев покрытий при последовательном перемещении покрываемых изделий в ванны с соответствующими электролитами, в соответствии с предлагаемым способом на этапе подготовки поверхности и перед каждым циклом очередного нанесения гальванического покрытия дополнительно проводят анодно-катодную обработку при плотности тока в пределах 3-5 А/дм2 в водном растворе Н2SO4 для последовательных операций получения сначала первого слоя никеля, для чего используют электролит следующего состава, г/л:
NiSO4×7H2О | 140-250 |
Na2SO4×10H2O | 50-100 |
MgSO4×7H2O | 10-20 |
Н3ВО3 | 25-35 |
NaCl | 10-20 |
при плотности тока D=2 А/дм2 и температуре t=25°С,
затем второго слоя меди в электролите меднения следующего состава, г/л:
CuSO4 | 250-300 |
H2SO4 | 50-75 |
С2Н5OH | 5-10 |
при плотности тока D=1-2 А/дм2, при температуре t=25°С,
и окончательно третьего слоя никеля в электролите следующего состава, г/л:
NiSO4×7Н2O | 140-250 |
Na2SO4×10H2O | 50-100 |
MgSO4×7H2O | 10-20 |
Н3ВО3 | 25-35 |
NaCl | 10-20 |
при плотности тока D=2 А/дм2, при температуре t=25°С, с последующей сушкой изделий при температуре 80-100°С.
Предлагаемый способ поясняется следующим образом.
Первоначально готовят стальные детали путем обезжиривания и травления их поверхностей в емкости с водным раствором H2SO4 (~20%). В этом растворе проводят анодно-катодную обработку при плотности тока в пределах 3-5 А/дм2, что позволяет значительно повысить чистоту обработки и активировать поверхность изделий перед нанесением многослойного покрытия. Условия подготовительной обработки были определены исходя из экспериментальных исследований и последующих измерений показателей покрытия (см. таблицу 1).
Затем стальные детали перемещают на этап нанесения первого слоя покрытия в течение расчетного времени в первом электролите состава, г/л:
NiSO4×7H2O | 140-250 |
Na2SO4×10H2O | 50-100 |
MgSO4×7H2O | 10-20 |
Н3ВО3 | 25-35 |
NaCl | 10-20 |
при плотности тока D=2 А/дм2, t=25°С.
Состав электролита и условия его нанесения выбраны в ходе экспериментальных исследований по поиску оптимального состава и обеспечивает наиболее плотное и качественное покрытие, прочно сцепленное со стальной подложкой.
Перед нанесением второго слоя меди поверхность изделий повторно выдерживают в условиях анодно-катодной обработки в растворе указанного выше состава.
Далее осуществляют нанесение второго слоя меди в электролите состава, г/л:
CuSO4 | 250-300 |
H2SO4 | 50-75 |
С2Н5OH | 5-10 |
при плотности тока D=1-2 А/дм2, t=25°С.
Проводят анодно-катодную обработку, затем изделия направляют на этап получения третьего слоя никелевого покрытия в электролите сернокислого никелирования состава, г/л:
NiSO4×7Н2О | 140-250 |
Na2SO4×10H2O | 50-100 |
MgSO4×7H2O | 10-20 |
Н3ВО3 | 25-35 |
NaCl | 10-20 |
при плотности тока D=2 А/дм2, t=25°С, с последующей сушкой изделий при температуре 80-100°С.
Как показали эксперименты, именно такое чередование слоев покрытия никель-медь-никель с созданием градиента толщин соответственно 10:30:60 мкм обеспечивает получение высокоэффективного "барьерного слоя", позволяющего значительно повысить коррозионную стойкость покрытия в среде расплава карбонатных соединений, присутствующих в составе твердотельных ХИТ.
Как это представляется возможным допустить с точки зрения концепции "барьерного слоя" для раскрытия механизма повышения коррозионной стойкости многослойного покрытия, электрический потенциал при переходе от слоя к слою в таком комплексном покрытии с расчетным градиентом толщин имеет тенденцию к выравниванию от системы первый слой/второй слой (никель/медь) к системе второй слой/третий слой (медь/никель), за счет чего напряжение всей системы сравнительно невысоко, и поэтому в агрессивной среде расплава карбонатного электролита такая система ведет себя более стабильно и в течение значительно более продолжительного промежутка времени.
Таким образом, при использовании всех операций, растворов, условий предлагаемого способа обеспечивается повышение эффективности "барьерного слоя" при долговременной эксплуатации изделий в условиях воздействия агрессивных факторов среды расплава карбонатных соединений в составе ХИТ за счет улучшения качества защитного покрытия и его электрических показателей по сравнению с прототипом.
Возможность промышленного применения предлагаемого способа подтверждается следующими примерами.
Пример 1. В лабораторных условиях предлагаемый способ опробован предлагаемый способ с использованием гальванической линии, состоящей из нескольких емкостей с различными растворами как для предварительной обработки, так и для нанесения многослойного покрытия.
В качестве покрываемых изделий использовались образцы из стали марки 12Х18Н10Т (ГОСТ 7350-77). Образцы монтировались на подвеске в расчетном количестве и перемещались на этап подготовки поверхности перед нанесением гальванического многослойного покрытия.
Предварительно стальные детали обрабатывали путем обезжиривания и травления их поверхностей в емкости с водным раствором H2SO4 (~20%). В этом растворе проводили анодную и катодную обработку изделий при плотности тока в пределах 3-5 А/дм2.
Затем стальные детали перемещают на этап нанесения первого слоя покрытия в течение 30 минут в первом электролите состава, г/л:
NiSO4×7H2O | 200 |
Na2SO4×10H2O | 80 |
MgSO4×7H2O | 15 |
Н3ВО3 | 25 |
NaCl | 15 |
Перед нанесением второго слоя покрытия изделия подвергают повторной анодно-катодной обработке в условиях, аналогичных приведенным выше.
Далее осуществляют нанесение второго слоя меди в электролите состава, г/л:
CuSO4 | 250 |
H2SO4 | 50 |
С2Н5OH | 10 |
при плотности тока D=1-2 А/дм2, t=25°С.
Поводят катодно-анодную обработку, после чего изделия направляют на этап получения третьего слоя никелевого покрытия в электролите сернокислого никелирования состава, г/л:
NiSO4×7H2O | 140-250 |
Na2SO4×10H2О | 50-100 |
MgSO4×7H2О | 10-20 |
Н3ВО3 | 25-35 |
NaCl | 10-20 |
при плотности тока D=2 А/дм2, t=25°С, с последующей сушкой изделий при температуре 80-100°С.
В условиях примера 1 реализованы примеры 2, 3 с вариантами содержаний компонентов электролитов, данные по примерам сведены в таблицу 1.
Полученные изделия работоспособны в среде расплава карбонатных соединений в составе ХИТ.
Как показали примеры, при реализации предлагаемого способа достигнуто повышение эффективности "барьерного слоя" при долговременной эксплуатации изделий в условиях воздействия агрессивных факторов среды расплава карбонатных соединений в составе ХИТ за счет улучшения качества защитного покрытия и его электрических показателей по сравнению с прототипом.
Таблица 1. | ||||
Примеры | Составы электролита, г/л | Толщина слоя, мкм | Адгезия (испытания на отрыв при циклическом изгибе), кол-во циклов | Качество покрытия. Показатели коррозионной стойкости в среде расплава карбонатных соединений в составе ХИТ |
Предлагаемый способ | ||||
Пример 1 | NiSO4×7H2O - 200, Na2SO4×10H2O | Выдерживают | ||
Первый электролит | - 80; MgSO4×7Н2О - 15; Н3ВО3 - 30; NaCl - 15; | 10:30:60 | 15 | испытания в среде более 2-х месяцев |
Второй электролит | CuSO4 - 250; H2SO4 - 50; C2H5OH - 10; | |||
Третий электролит | (в тексте) | |||
Пример 2 | NiSO4×7H2O - 140, Na2SO4×10H2O | Выдерживают | ||
Первый электролит | - 50; MgSO4×7Н2O - 10; Н3ВО3 - 35; NaCl - 25; | 8:35:55 | 20 | испытания в среде более 2-х месяцев |
Второй электролит | CuSO4 - 250; H2SO4 - 50; C2H5OH - 5; | |||
Третий электролит | (в тексте) | |||
Пример 3 | NiSO4×7Н2О - 250, Na2SO4×10 Н2O | Выдерживают | ||
Первый электролит | - 100; MgSO4×7Н2O - 20; Н3ВО3 - 35; NaCl - 20; | 20:50:30 | 15 | испытания в среде более 2-х месяцев |
Второй электролит | CuSO4 - 300; H2SO4 - 75; C2H5OH - 10; | |||
Третий электролит | (в тексте) | |||
Прототип | Стандартные электролиты для | - | Не предназначен | |
Первый электролит | никелевого и медного покрытий | для эксплуатации в | ||
Второй электролит | данной среде |
Claims (1)
- Способ получения многослойного антикоррозионного покрытия на стальных деталях, включающий предварительную подготовку поверхности путем травления и обезжиривания, последующее гальваническое нанесение слоев покрытий при последовательном перемещении покрываемых изделий в ванны с соответствующими электролитами, отличающийся тем, что на этапе подготовки поверхности и перед каждым циклом очередного нанесения гальванического покрытия дополнительно проводят анодно-катодную обработку при плотности тока в пределах 3-5 А/дм2 в водном растворе H2SO4 для последовательных операций получения сначала первого слоя никеля, для чего используют электролит следующего состава, г/л:
NiSO4×7H2O 140-250 Na2SO4×10H2O 50-100 MgSO4×7H2O 10-20 H3BO3 25-35 NaCl 10-20, при плотности тока D=2 А/дм2, t=25°C,затем второго слоя меди в электролите меднения следующего состава, г/л:CuSO4 250-300 H2SO4 50-75 C2H5OH 5-10, при плотности тока D=1-2 А/дм2, t=25°C,и окончательно третьего слоя никеля в электролите следующего состава, г/л:NiSO4×7H2O 140-250 Na2SO4×10H2O 50-100 MgSO4×7H2O 10-20 H3BO3 25-35 NaCl 10-20, при плотности тока D=2 А/дм2, t=25°C с последующей сушкой изделий при температуре 80-100°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005108883/02A RU2319796C2 (ru) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | Способ получения многослойного антикоррозионного покрытия на стальных деталях |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005108883/02A RU2319796C2 (ru) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | Способ получения многослойного антикоррозионного покрытия на стальных деталях |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005108883A RU2005108883A (ru) | 2006-10-10 |
RU2319796C2 true RU2319796C2 (ru) | 2008-03-20 |
Family
ID=37435316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005108883/02A RU2319796C2 (ru) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | Способ получения многослойного антикоррозионного покрытия на стальных деталях |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2319796C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618017C2 (ru) * | 2015-03-11 | 2017-05-02 | Цзясин Миньхой Аутомотив Партс Ко., Лтд | Никелированный и/или хромированный элемент и способ его производства |
RU2817277C1 (ru) * | 2023-10-25 | 2024-04-12 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ВИАМ) | Способ нанесения электропроводного защитного покрытия на алюминиевые сплавы |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012092505A1 (en) | 2010-12-29 | 2012-07-05 | Syscom Advanced Materials | Metal and metallized fiber hybrid wire |
-
2005
- 2005-03-28 RU RU2005108883/02A patent/RU2319796C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618017C2 (ru) * | 2015-03-11 | 2017-05-02 | Цзясин Миньхой Аутомотив Партс Ко., Лтд | Никелированный и/или хромированный элемент и способ его производства |
RU2817277C1 (ru) * | 2023-10-25 | 2024-04-12 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ВИАМ) | Способ нанесения электропроводного защитного покрытия на алюминиевые сплавы |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005108883A (ru) | 2006-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6046406B2 (ja) | 高温耐性銀コート基体 | |
Tang et al. | Effect of copper pretreatment on the zincate process and subsequent electroplating of a protective copper/nickel deposit on the AZ91D magnesium alloy | |
JPS6113688A (ja) | 印刷回路用銅箔およびその製造方法 | |
Ezhilselvi et al. | Chromate and HF free pretreatment for MAO/electroless nickel coating on AZ31B magnesium alloy | |
CN102747393A (zh) | 复合多层镍电镀层及其电镀方法 | |
Kalantary et al. | Alternate layers of zinc and nickel electrodeposited to protect steel | |
Jian et al. | Influence of electroless plating on the deterioration of the corrosion resistance of MAO coated AZ31B magnesium alloy | |
US5985124A (en) | Nickel or nickel alloy electroplating bath and plating process using the same | |
Man et al. | Corrosion protection of NdFeB magnets by surface coatings-Part I: Salt spray test | |
Fei et al. | Surface modification with zinc and Zn-Ni alloy compositionally modulated multilayer coatings | |
Saeki et al. | Ni electroplating on AZ91D Mg alloy using alkaline citric acid bath | |
RU2319796C2 (ru) | Способ получения многослойного антикоррозионного покрытия на стальных деталях | |
JP5365928B2 (ja) | 高耐食性Ni系複合めっき皮膜 | |
Wang et al. | Electrodeposition of Cu coating with high corrosion resistance on Mg–3.0 Nd–0.2 Zn–0.4 Zr magnesium alloy | |
CN105734630B (zh) | 在低碳钢表面制备高耐腐蚀性的铜锌铜复合镀层的方法 | |
JP4895162B2 (ja) | マグネシウム合金の高耐食被膜形成方法 | |
JP2006233315A (ja) | マグネシウム合金部材及びその製造方法 | |
US20200224325A1 (en) | Surface treatment method | |
JP2007254866A (ja) | アルミニウムまたはアルミニウム合金素材のめっき前処理方法 | |
Wulf et al. | Impact of pretreatment conditions on defect formation during the fabrication of Al-based corrosion barriers by ECX process | |
US4082621A (en) | Plating method with lead or tin sublayer | |
US20200378028A1 (en) | Electrolytic Preparation Of A Metal Substrate For Subsequent Electrodeposition | |
KR20050088409A (ko) | 구리 라미네이트의 박리 강도 강화 | |
Winnicki et al. | Corrosion resistance of tin coatings deposited by different methods | |
Jingyin et al. | Corrosion performance of zinc and zinc-cobalt alloy compositionally modulated multilayer (CMM) coatings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090329 |