состав для получения карбидного покрытия

Формула изобретения

СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДНОГО ПОКРЫТИЯ, включающий вольфрамат, хлорид, карбонат натрия, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры электрокристаллизации вольфрама и повышения интенсивности электроосаждения, он дополнительно содержит фторид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.

Вольфрамат натрия 14,8 15,17

Хлорид натрия 52,32 53,63

Карбонат натрия 12,88 13,20

Фторид натрия 18,0 20,0

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электроосаждению металлических и карбидных покрытий из галогенидно-карбонатных расплавов на основе вольфраматов щелочных металлов.

Известен способ нанесения вольфрамовых покрытий на металлические подложки из электролитов на основе электрических расплавов, содержащих фториды щелочных и осаждаемых металлов, хлоридно-оксифторвольфраматных расплавов, триоксида вольфрама, хлорида и фторида натрия, недостатками которых является высокая температура процесса электролиза.

Известен способ получения вольфрамовых покрытий из расплавов смесей KCl-NaCl-Na₂WO₄ и KCl-NaCl-Na₂WO₄-NaPO₃, LiF-NaF-KF-WF₆. Создание вакуумированной системы является недостатком этих электролитов.

Известен способ электроосаждения карбида вольфрама (W₂C) из фторидных расплавов при 900^оС.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электролит на основе Na₂WO₄-NaCl-Na₂CO₃ (900^оС). Однако этот электролит вызывает корродирующее действие, мешающее получению высококачественных покрытий. Создание вакуумированной среды также является недостатком электролита.

Цель изобретения снижение температуры электрокристаллизации вольфрама и повышение интенсивности электроосаждения.

Цель достигается тем, что расплав на основе вольфрамата, хлорида и карбоната натрия дополнительно содержит фторид натрия, при следующем соотношении компонентов, мас. Na₂WO₄ 14,8-15,17 NaCl 52,32-53,63 Na₂CO₃ 12,88-13,20 NaF Остальное

За счет введения в электролит фонового разбавителя фторида натрия увеличивается электронная составляющая проводимости электролита, за счет чего облегчается доступ и разряжение ионов вольфрама на катоде, уменьшаются температуры процессов электрокристаллизации вольфрама и карбида вольфрама

Введение в электролит Na₂WO₄-NaCl-Na₂CO₃ фонового разбавителя фторида натрия приводит:

к снижению температуры процессов осаждения W₂C на 100-150^оС (до 700-800^оС);

к получению карбидных покрытий, не содержащих примесей;

к уменьшению себестоимости полученных изделий за счет использования в качестве фонового разбавителя дешевого и недефицитного фторида натрия;

к упрощению способа производства за счет возможности проведения электролиза в атмосфере воздуха.

П р и м е р. Смесь, содержащую безводные вольфрамат, хлорид, карбонат и фторид натрия перемешивают и помещают в графитовом тигле в электрическую печь нагрев шахтного типа и после расплавления состава в течение 2 ч проводят очистной электролиз (температура 800^оС, катодная плотность тока 0,8 А/см²). Основной процесс электролиза ведут при 700-800^оС и катодной плотности тока 0,8-0,85 А/см² для следующих составов:

30,34 г (15,17 мас. ) Na₂WO₄ + 107.26 г (53,63 мас.) NaCl + 26,40 г (13,20 мас.) Na₂CO₃ + 36,0 г (18,0 мас.) NaF;

30,0 г (15,0 мас.) Na₂WO₄ + 105,8 г (52,9 мас.) NaCl + 26,0 г (13,0 мас. ) Na₂CO₃ + +38,2 г (19,0 мас.) NaF;

29,60 г (14,8 мас.) Na₂WO₄ + 104,64 г (52,32 мас,) NaCl + 25,76 г (12,88 мас.) Na₂CO₃ + 40,0 г (20,0 мас.) NaF.

В качестве анода используют вольфрамовый стержень диаметром 8 мм, катодом является никель. На катоде получают покрытие толщиной 40-44 мкм с микротвердостью 460-470 кг/мм². Получены воспроизводимые результаты для 700, 750, 800^оС и приведенных плотностей тока по толщине и микротвердости покрытия.

Увеличение температуры процесса электролиза приводит к укрупнению размеров зерен карбида вольфрама, а также требует дополнительных энергозатрат.

Выход за концентрационные диапазоны приводит к загрязнению покрытия оксидом вольфрама, нарушению сплошности покрытия.