способ электроосаждения кадмия

Формула изобретения

Способ электроосаждения кадмия из электролита, содержащего сульфат кадмия, серную кислоту, сульфат натрия и воду, отличающийся тем, что электроосаждение проводят при температуре электролита 15-30°С, катодной плотности тока 9-12 А/дм ² с выходом по току 85-98%, при этом в электролит вводят блескообразующую добавку со структурной формулой

при следующем соотношении компонентов, г/л:

сульфат кадмия	40-60
серная кислота	20-40
сульфат натрия	40-60
блескообразующая добавка	3-4

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению кадмия, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для покрытия деталей с целью защиты их от коррозии.

Для электроосаждения кадмия известно большое количество электролитов. Для покрытия деталей простой конфигурации, как правило, используются кислые электролиты кадмирования.

Из кислых электролитов довольно широкое применение находят сульфатные электролиты, содержащие в своем составе различные органические вещества [1, 2]. Наиболее близким к изобретению относится сульфатный электролит кадмирования следующего состава [2, с.178], г/л:

- Сульфат кадмия - 40-60

- Серная кислота - 40-60

- Сульфат натрия - 40-60

- Препарат ОП-10 - 2-5

Режим осаждения:

- Температура, °С - 15-50

- Катодная плотность тока, А/дм² - 1-6

- Выход по току, % - 95-98

Недостатки этого электролита:

1. Получаются матовые покрытия.

2. Низкие рабочие плотности тока.

3. Электролит не обладает выравнивающей способностью.

Цель изобретения - разработка электролита кадмирования, который позволял бы получать блестящие покрытия с выровненной поверхностью при высоких плотностях тока.

Поставленная цель достигается тем, что в электролит кадмирования, содержащий сульфат кадмия, серную кислоту, сульфат натрия, вводят блескообразующую добавку (продукт конденсации фенола с формальдегидом) со структурной формулой

при следующем соотношении компонентов, г/л:

- Сульфат кадмия - 40-60

- Серная кислота - 20-40

- Сульфат натрия - 40-60

- Блескообразующая добавка - 3-4

Режим осаждения:

- Температура, °С - 15-30

- Катодная плотность тока, А/дм² - 9-12

- Выход по току, % - 85-98

Концентрацию сульфата кадмия необходимо поддерживать в пределах 40-60 г/л. Отклонение от этих пределов приводит к уменьшению интервала рабочих плотностей тока для получения осадков с блеском.

Концентрация серной кислоты должна быть в пределах 20-40 г/л. Отклонение от этих пределов приводит к получению матовых и полублестящих покрытий.

Сульфат натрия в электролите повышает электропроводность и на внешний вид покрытий не оказывает влияния.

Концентрация блескообразующей добавки в электролите должна быть в пределах 3-4 г/л. При концентрации меньше 3 г/л получаются полублестящие покрытия. При концентрации больше 4 г/л - серебристые покрытия.

Плотность тока в предлагаемом электролите должна изменяться в пределах 9-12 А/дм². При i _k<9 А/дм² покрытия получаются полублестящие, при i_k>12 А/дм ² (до 20 А/дм²) получаются блестящие покрытия, но выход по току кадмия довольно сильно снижается (при i_k=20 А/дм² выход по току равен 50%).

Температура электролита изменяется в пределах от 15 до 50°С. Однако при температуре выше 30°С степень блеска покрытий несколько снижается.

В качестве анодов используется кадмий марки КД0 или КД1. Во избежание загрязнения электролита анодным шламом кадмиевые аноды следует заключать в чехлы из полипропиленовой ткани.

Корректирование электролита по CdSO₄, Н₂SO ₄, Na₂SO₄ проводится по данным химического анализа. Корректирование электролита по блескообразующей добавке необходимо проводить после пропускания 200 А·ч/л, добавляя в ванну 1 г/л добавки.

Электролит кадмирования готовится следующим образом. Емкость для приготовления электролита на три четверти заполняют дистиллированной водой и в нее при перемешивании небольшими порциями добавляют серную кислоту. Затем растворяют необходимое количество сульфата кадмия и сульфата натрия. Раствор фильтруют. В фильтрат при перемешивании добавляют блескообразующую добавку (предварительно растворенную в дистиллированной воде при температуре 25-30°С), доливают дистиллированной водой до заданного уровня и электролит готов к работе.

В таблице приведены предлагаемые (1-3) и известные (4-5) составы электролитов и условия электроосаждения кадмиевых покрытий.

Как видно из таблицы, предлагаемый электролит (1-3), в отличие от известного (4-5), позволяет получать блестящие покрытия с выровненной поверхностью при высоких плотностях тока с высоким выходом по току.

Полученные блестящие покрытия из предлагаемого электролита имеют красивый декоративный вид, мелкокристаллическую структуру, беспористы при толщине 6 мкм, прочно сцеплены с основным металлом.

Таблица
Компоненты, г/л. Условия электроосаждения	Составы
	1	2	3	4	5
Сульфат кадмия	40	50	60	40	60
Серная кислота	20	30	40	40	60
Сульфат натрия	20	40	60	40	60
Блескообразующая добавка	3	3,5	4	-	-
ОП-10	-	-	-	2	5
Температура, °С	15	30	30	15	50
Катодная плотность тока, А/дм2	9-12	9-12	9-12	1-6	1-6
Выход по току, %	85-93	92-95	93-98	95	96
Внешний вид покрытий	блестящие			матовые
Степень выравнивания*	0,2-0,3	0,2-0,3	0,2-0,3	0	0
* степень выравнивания определяли прямым профилографическим методом на пологом синусоидальном микропрофиле по формуле С.С.Кругликова [3, с.17].

Источники информации

1. Ильин В.А. Цинкование, кадмирование, оловянирование и свинцевание. Изд. 5-е, перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние. - 1983. - 87 с. (Б-чка гальванотехника / Под ред. П.М.Вячеславова. Вып.2).

2. Кудрявцев Н.Т. Электрохимические покрытия металлами. М.: Химия. - 1979. - 352 с.

3. Практикум по прикладной электрохимии. Учеб. пособие для Вузов / Н.Г.Бахчисарайцьян, Г.К.Буркат и др. / Под ред. В.Н.Варяпаева, В.Н.Кудрявцева. - 3-е изд., перераб. - Л.: Химия. - 1990. - 304 с.