Разработка процесса электрохимического кадмирования в присутствии универсальной композиции органических добавок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Архипов Евгений Андреевич

• Архипов Евгений Андреевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Архипов Евгений Андреевич

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Цель работы и задачи исследования

Научная новизна

Практическая ценность

Апробация работы

Структура и объем диссертации

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Свойства и области применения кадмиевых покрытий

1.2. Основные виды электролитов кадмирования

1.3. Обзор добавок для электролитов кадмирования

1.4. Механизмы катодного восстановления ионов кадмия

1.5. Особенности анодных процессов при электроосаждении кадмиевых покрытий

1.6. Наводороживание стали в процессе осаждения покрытий

1.7. Выводы из литературного обзора

Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1. Материал образцов

2.2. Подготовка поверхности образцов

2.3. Приготовление электролитов

2.4. Синтез добавок

2.5. Методика определения краевого угла смачивания

2.6. Методика тестирования электролитов в угловой ячейке Хулла

2.7. Поляризационные измерения

2.8. Методика определения катодного выхода по току

2.9. Методика определения рассеивающей способности

2.10. Методика определения кроющей способности

2.11. Методика определения прочностных характеристик стальных образцов и износостойкости кадмиевых покрытий

2.12. Методика определения распределения кадмиевого покрытия на резьбовых изделиях

2.13. Методика определения коррозионной стойкости кадмиевых покрытий

2.14. Методика определения содержания органических включений в кадмиевое покрытие

2.15. Методика регенерации хроматных растворов пассивирования кадмиевых покрытий

2.16. Анализ электролитов кадмирования

2.17. Определение кислотности электролитов

2.18. Контроль и поддержание температуры

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Подбор универсальных добавок для бесцианидных электролтов кадмирования

3.2. Определение рабочих концентраций для универсальных добавок

3.3. Поляризационные измерения

3.4. Определение природы катодного предельного тока на вращающемся дисковом электроде

3.5. Определение катодного выхода по току кадмия

3.6. Определение рассеивающей способности по металлу

3.7. Определение кроющей способности

3.8. Распределение кадмиевого покрытия по поверхности резьбовых изделий

3.9. Определение прочностных характеристик кадмированных стальных образцов

3.10. Определение износостойкости кадмиевых покрытий

3.11. Ускоренные коррозионные испытания

3.12. Определение содержания органических включений в кадмиевое покрытие

3.13. Морфология поверхности

3.14. Работоспособность электролитов кадмирования с разработанными добавками

3.15. Обезвреживание сточных вод

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка процесса электрохимического кадмирования в присутствии универсальной композиции органических добавок»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность исследования

Защитные покрытия кадмием до сих пор не нашли себе достойной замены и в настоящее время кадмиевое покрытие все еще используется в качестве противокоррозионного покрытия в судо-, авиа- и машиностроительной технике и некоторых других областях промышленности. Это обусловлено сочетанием таких уникальных свойств кадмиевых покрытий, как высокая эластичность, антифрикционные свойства, способность к пайке после длительного хранения, но самое главное преимущество по сравнению с другими гальваническими покрытиями - это коррозионная стойкость в условиях морского климата.

В связи с тем, что кадмий является токсичным металлом, оказывающим негативное воздействие на организм человека и окружающую среду, в мире активно ведутся разработки альтернативных видов покрытий, которые по защитной способности и коррозионной стойкости не уступали бы кадмиевым покрытиям. В качестве альтернативных вариантов предлагаются гальванические покрытия сплавами цинк-никель и цинк-олово, покрытия, осажденные с применением импульсного режима, термоиммерсионные и модифицированные цинковые покрытия, шликерные покрытия на основе соединений алюминия и др. Однако значительное усложнение технологии нанесения, а также увеличение стоимости покрытий, препятствует широкому внедрению последних в производство. Поэтому в настоящее время кадмиевое покрытие все еще остается основным противокоррозионным покрытием стальных деталей, эксплуатируемых в особо жестких условиях.

В настоящее время гальванические предприятия кадмируют изделия, в основном, по специальным заказам, и обязаны применять электролиты в соответствии с ГОСТ 9.305-84 (или иными отраслевыми стандартами), при этом наиболее широкое применение нашли цианидные, сернокислые, хлоридно-аммонийные и сульфатно-аммонийные электролиты кадмирования.

Цианидные электролиты характеризуются высокой рассеивающей способностью, стабильностью работы и хорошим качеством осадков, но также и значи-

тельным наводороживанием покрываемых в нем изделий. Вместе с тем, применение таких электролитов крайне ограничено в связи с наличием в составе цианида натрия - сильнодействующего ядовитого вещества.

Широко применяемые кислые электролиты кадмирования (сернокислые, сульфатно-аммонийные и хлоридно-аммонийные) обычно содержат в своем составе поверхностно-активные вещества (ПАВ) различной природы, присутствие которых позволяет получать покрытия удовлетворительного качества. Однако применение известных ПАВ [1] сопряжено с некоторыми особенностями:

- хлоридно-аммонийный электролит в своем составе содержит мездровый клей, который характеризуется плохой растворимостью, нестабильным качеством, сложностью введения в электролит и коротким сроком службы из-за биоразложения;

- в состав сульфатно-аммонийного электролита входят диспергатор НФ, также имеющий нестабильное качество, и смачиватели ОС-20 или ОП-7, обладающие склонностью к коагулированию при высоком солесодержании раствора и являющиеся биологически жесткими веществами;

- сернокислый электролит кадмирования содержит добавку «Лимеда БК-10А» импортного производства.

Стоит отметить, что все перечисленные электролиты имеют узкий диапазон рабочих плотностей тока.

При этом на современных гальванических производствах, как правило, используют два типа электролитов кадмирования:

1. Хлоридно-аммонийный электролит, который характеризуется низким на-водороживанием; он применяется в основном для нанесения кадмия на высокопрочные и пружинные стали.

2. Сернокислый или сульфатно-аммонийный электролиты, из которых осаждают покрытия на углеродистые стали.

В связи с этим, разработка новых добавок, которые могут одинаково успешно применяться во всех типах указанных электролитов кадмирования, позволят существенно расширить интервал рабочих плотностей тока, при которых оса-

ждаются качественные компактные покрытия, а также увеличить срок службы электролитов и отказаться от применения импортной продукции, является актуальной научно-технической задачей.

Цель работы и задачи исследования

Целью данной работы являлась разработка универсальной композиции добавок для широко применяемых на производствах хлоридно-аммонийного, сульфатно-аммонийного и сернокислого электролитов кадмирования, способствующей улучшению технологических характеристик электролитов и свойств осаждающихся покрытий, а также разработка технологических процессов кадмирова-ния в указанных электролитах.

Исследуемые электролиты в присутствии универсальной композиции добавок должны обеспечивать нанесение качественного компактного кадмиевого покрытия. В качестве объектов для нанесения кадмиевых покрытий были выбраны широко применяемые в отечественной промышленности стали марок 20 (нелегированная качественная сталь), 40Х (легированная конструкционная сталь) и 60С2А (высокопрочная рессорно-пружинная сталь).

В связи с этим в диссертационной работе ставятся следующие задачи:

1. Разработка универсальной композиции добавок для хлоридно -аммонийного, сульфатно-аммонийного и сернокислого электролитов кадмирова-ния, способствующей улучшению технологических характеристик электролитов и функциональных свойств осаждающихся покрытий, а также технологических процессов кадмирования в указанных электролитах.

2. Исследование влияния универсальной композиции добавок на технологические характеристики электролитов и функциональные характеристики кадмиевых покрытий, такие как: рассеивающая и кроющая способности, зависимость ВТ от катодной плотности тока, коррозионная стойкость, износостойкость и др.

3. Исследование изменения прочностных характеристик металла основы (на примере высокопрочной стали 60С2А) в результате нанесения на её поверхность кадмия из указанных электролитов, а также в результате последующей термообработки.

4. Изучение равномерности распределения кадмиевого покрытия по поверхности резьбовых изделий при электроосаждении из указанных электролитов.

5. Разработка новой методики определения количественной оценки кроющей способности электролитов и ее использование применительно к исследуемым электролитам кадмирования.

6. Разработка способа регенерации растворов хроматной пассивации кадмиевых покрытий.

7. Исследование стабильности электролитов и разработка режима их корректировки в ходе эксплуатации.

Научная новизна

1. Разработана универсальная композиция добавок для хлоридно-аммонийного, сульфатно-аммонийного и сернокислого электролитов кадмирова-ния, способствующая улучшению технологических характеристик электролитов и функциональных свойств осаждающихся покрытий, а также технологические процессы кадмирования с применением разработанной композиции добавок.

2. Впервые установлено, что кадмирование высокопрочной стали (60С2А) в сульфатно-аммонийном электролите, как в стандартном, так и с разработанной универсальной композицией добавок, не снижает прочность на разрыв материала основы, в отличие от рекомендуемого отраслевыми стандартами хлоридно-аммонийного электролита, при кадмировании в котором прочность на разрыв снижается.

3. Впервые установлено, что последующая термообработка образцов из высокопрочной стали (60С2А), кадмированных в стандартном сульфатно -аммонийном электролите, снижает прочность на разрыв стальной основы. При

кадмировании в разработанном сульфатно-аммонийном электролите прочность на разрыв после термообработки также снижается.

4. Впервые исследована равномерность распределения покрытия по поверхности резьбовых изделий при кадмировании в стандартных электролитах и установлено, что наибольшей равномерностью характеризуется сульфатно-аммонийный электролит - разница между толщинами на плоской наружной поверхности и в углублении резьбы при обработке деталей насыпью составляет 40% (по сравнению с 62% в стандартном хлоридно-аммонийном электролите). При использовании разработанных добавок равномерность распределения покрытия по толщине улучшается, и этот показатель составляет 25% и 43% в сульфатно-аммонийном и хлоридно-аммонийном электролитах соответственно.

Практическая ценность

1 . Показано, что при использовании новой композиции добавок по совокупным технологическим характеристикам сульфатно-аммонийный электролит кад-мирования превосходит коррозионно-активный хлоридно-аммонийный электролит, что позволяет отказаться от применения последнего.

2. Разработана новая методика количественной оценки кроющей способности электролитов с помощью ячейки Хулла, позволяющая оптимизировать состав электролита, а также объективно сравнивать и осуществлять выбор лучшего из сопоставимых электролитов для осаждения металлических покрытий.

3. Разработан способ регенерации хроматных растворов пассивирования кадмиевых покрытий, позволяющий предотвратить образование токсичных отходов и ликвидировать потери соединений хрома и кадмия.

Апробация работы

По материалам диссертации сделаны доклады на Азиатско-Тихоокеанской конференции по производству и технологиям (Сингапур, 2014 г.), Международной на-

учно-практической конференции «Гальванические, лакокрасочные и комбинированные покрытия в современной технике и технологиях» (Москва, 2016 г.), на Всероссийской конференции «Защита от коррозии», посвященной 120 летней годовщине РХТУ им. Д. И Менделеева (Москва, 2018 г.), на Международной научно-технической конференции «Современные электротехнические технологии и оборудование» (Минск, 2019 г.).

По материалам диссертации опубликована 21 работа, в том числе 8 печатных работ в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки, 2 печатные работы в рецензируемых журналах, цитируемых в SCOPUS и Web of Science, 6 тезисных доклада на международных конференциях, зарегистрировано 2 патента в Федеральной службе по интеллектуальной собственности Роспатент.

Структура и объем диссертации

Диссертация включает в себя введение, обзор литературы, методики экспериментов, экспериментальную часть, содержащую результаты экспериментов и их обсуждение, выводы, библиографию. Работа изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц, 45 рисунков. Список литературы включает 1 16 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность научному коллективу кафедры ИМиЗК и кафедры ТНВиЭП РХТУ им Д.И.Менделеева.

Глава 1. Литературный обзор

Основным видом покрытий, применяемым для защиты от коррозии стальных деталей, эксплуатируемых в особо жестких условиях, является кадмиевое покрытие. В связи с высокой токсичностью кадмия в мире многие годы ведутся работы по замене кадмиевого покрытия. Разработанные покрытия по защитной способности приближаются к кадмиевым покрытиям, однако усложнение технологии их нанесения препятствует широкому внедрению альтернативных кадмиевому покрытий [2-12]. Поэтому, в настоящее время кадмиевое покрытие в авиации, судостроении и некоторых других областях промышленности используется в качестве основного защитного покрытия [13-16].

1.1 Свойства и области применения кадмиевых покрытий

Кадмиевые покрытия по химической стойкости в щелочных и хлоридсо-держащих средах значительно превосходят цинковые. Вследствие этого кадмиевые покрытия обладают лучшей защитной способностью, по сравнению с цинковыми, при одинаковой и даже меньшей толщине слоя [17-19]. В отличие от цинка, кадмий не растворяется в щелочах, но хорошо растворяется в серной и азотной кислотах [20-25]. Как правило, кадмий как защитное покрытие применяют для деталей, которые работают в жестких (коррозионных) условиях, но не воспринимают значительных механических усилий - из-за своей мягкости кадмиевые покрытия неприменимы в тех случаях, когда изделия подвергаются истиранию.

Кадмиевые покрытия более пластичные, чем цинковые, поэтому незаменимы для защиты от коррозии резьбовых соединений с большими усилиями затяжки. Они работают как твердая смазка и обеспечивают свинчиваемость резьбовых соединений даже после длительной эксплуатации в жестких коррозионных условиях [26-28].

Кадмирование, в отличие от цинкования, не осуществляют методом погружения в расплавленный металл, вследствие летучести кадмия и выделения вредных для здоровья паров при температуре 400 0С.

Электрохимический потенциал кадмия близок к потенциалу железа, его стандартный потенциал равен - 0,4 В (с.в.э.), в связи с чем характер защиты кадмия может изменяться в зависимости от условий эксплуатации - в обычных условиях кадмий по отношению к стали является катодным покрытием, т.е. защищает

её лишь механически, тогда как в условиях морской атмосферы, содержащей таЛ

кие ионы, как С1- и Б04 -, потенциал кадмия становится более электроотрицательным и характер защиты меняется, кадмий в таких условиях является анодным покрытием [29-31]. Например, кадмиевое покрытие толщиной 25 мкм может защищать сталь в промышленной атмосфере (являясь катодным покрытием) в течение года, а в морской воде (являясь анодным покрытием) — до пяти лет.

В промышленной атмосфере, содержащей сульфиды, скорость коррозии кадмиевых покрытий в 1,7-2 раза больше, чем скорость коррозии цинковых покрытий (таблица 1.1). Также не следует кадмировать детали, находящиеся в контакте с атмосферой, содержащей летучие органические и сернистые вещества [32]. В среде, содержащей углекислый газ, кадмий становится катодом относительно стали и защищает ее лишь механически [33]. При этом кадмий обеспечивает хорошую защиту стали при воздействии конденсата в замкнутом пространстве [34,35].

Таблица 1.1

Скорость коррозии кадмиевых и цинковых покрытий

Атмосфера Скорость коррозии покрытия, мкм/год

Кадмиевого Цинкового

Промышленная 10,0 5,1

Сельская 2,3 1,8

Морская 1,3 2,5

Кадмиевые покрытия также нашли применение для покрытия электрических контактов, так как кадмий хорошо поддается пайке и обладает низким контактным сопротивлением, но основное его назначение - защита от коррозии стальных изделий в условиях морского климата [17,27].

1.2 Основные виды электролитов кадмирования

Существует большое количество различных электролитов кадмирования [17, 36-38]. Обычно их разделяют на две группы: простые и комплексные. К простым электролитам относят сернокислые, борфтористоводородные и др.; к комплексным — цианидные, аммонийные, пирофосфатные. Соответственно каждая группа электролитов обладает своими характерными особенностями, достоинствами и недостатками, что оказывает непосредственное влияние на качество получаемого кадмиевого покрытия и условия его получения.

В цианидных электролитах кадмий входит в состав комплексного аниона

л

Сё(СК)3-, Сё(СК)4 -, что обуславливает значительное увеличение катодной поляризации при кадмировании. Это обстоятельство положительно влияет на получение мелкокристаллической структуры покрытий и на повышение рассеивающей способности [39,40]. Следует отметить, что рассеивающая способность цианидных кадмиевых электролитов превосходит рассеивающую способность цианидных цинковых [41]. В таких электролитах можно кадмировать детали сложной геометрической формы, благодаря чему они получили более широкое распространение. Вместе с тем, цианидные электролиты кадмирования содержат в своем составе сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ), что ограничивает их применение. Также стоит отметить, что использование таких покрытий в изделиях, соприкасающихся с пищевыми продуктами недопустимо [42].

Аммонийные электролиты по рассеивающей способности уступают цианидным, тем не менее, их рекомендуют для покрытия

сложнопрофилированных изделий в тех случаях, когда нет возможности применения цианидных солей или недопустимо наводороживание [43].

Кислые электролиты обладают плохой рассеивающей способностью, поэтому их применяют для кадмирования изделий простой формы. Также кислые электролиты характеризуются крупнокристаллическими или порошкообразными осадками. В целях улучшения качества покрытия необходимо вводить в состав электролита специальные коллоидные или органические добавки [44].

1.2.1 Цианидные электролиты кадмирования

Электролитическое кадмирование из цианидных электролитов получило широкое промышленное применение в середине прошлого века.

Цианид кадмия получают при взаимодействии оксида кадмия или сульфата кадмия с цианидом натрия по реакции:

СёО + 2№СК + Н2О = Сё(СК)2+ 2№0Н либо

СёБ04 + 2№СК= Сё(СК)2 + №2804

Выпавший осадок Сё(СК)2 отделяется декантацией, а затем растворяется в избытке цианистого натрия:

Сё(СК)2 + 2№СК = ^[Сё (СОД] Побочный продукт реакции - сульфат натрия, не оказывает отрицательного влияния на процесс кадмирования. Для обеспечения устойчивости комплексной соли кадмия, улучшения структуры осадка и рассеивающей способности электролита необходим некоторый избыток цианистого натрия. Избыток цианистого натрия также способствует уменьшению анодной поляризации, увеличению электропроводности и повышению растворимости кадмиевых анодов. Однако слишком большой избыток цианидов влечет за собой падение катодного выхода по току и более интенсивное наводороживание металла. Оптимальным следует считать мольное соотношение КаС№Сё0= 2,5:3,0. Едкий натр вводится в электролит для

повышения электропроводности и рН. Поверхностно-активные вещества так же, как и соли никеля в незначительном количестве, необходимы для получения гладких, а иногда и блестящих покрытий.

В процессе электролиза, вследствие взаимодействия электролита с углекислым газом из воздуха, происходит накопление карбонатов. Накопление карбонатов свыше 60 г/л приводит к снижению выхода по току и уменьшению интервала плотности тока, в котором осаждаются качественные покрытия.

Процесс кадмирования в цианидном электролите, как указывалось выше, характеризуется наводороживанием металла основы и покрытия, что влечет за собой охрупчивание стальных деталей вплоть до их разрушения [43]. Установлено, что блестящие покрытия из-за своей структуры обладают низкой пористостью, поэтому при прогреве деталей до температуры 200 0С с целью обезводороживания водород не только не удаляется из металла-основы, но и диффундирует из покрытия в основу, усугубляя этим эффект наводороживания. Благодаря высокой устойчивости цианидного комплекса кадмия, его отрицательному заряду и, следовательно, высокому перенапряжению катодного процесса, цианидные электролиты позволяют осаждать компактные мелкокристаллические покрытия. Электролит характеризуется высокой РС, что позволяет покрывать изделия со сложной геометрической формой.

Наиболее распространенный цианидный электролит имеет следующий состав (г/л): оксид кадмия - 45, цианид калия - 120, сернокислый натрий - 50, сернокислый никель - 1,6, сульфированное касторовое (ализариновое) масло - 12 [42].

Технологические параметры: рН 10-12, температура 18-25 0С, катодная плотность тока 0,5-1,5 А/дм .

Электролит готовят путем растворения оксида кадмия в водном растворе цианида натрия с таким расчетом, чтобы было достаточно свободного цианида (оптимальное соотношение кадмия в комплексной цианидной соли кадмия и свободного цианида: 50-70 г свободного цианида натрия на 40 г кадмия), с добавлением необходимых добавок.

Допустимая катодная плотность тока тем выше, чем больше концентрация ионов кадмия в электролите. Исходя из формы и размеров покрываемого изделия, подбирают оптимальную концентрацию компонентов.

Поверхностно-активные вещества в незначительном количестве необходимы для получения гладких, а иногда и блестящих покрытий. В электролиты кад-мирования вводят блескообразователи как на органической, так и неорганической основе. Наибольшего внимания заслуживают органические блескообразователи — продукты конденсации высокомолекулярных азотсодержащих соединений. При увеличении плотности тока, как правило, качество покрытий ухудшается, образуются грубые губчатые покрытия с низкой адгезией. Во избежание этого некоторые авторы рекомендуют вводить в электролит небольшие количества неорганических солей - соли никеля, кобальта или меди [45].

В работе [46] была поставлена задача повысить РС цианидного электролита кадмирования. В результате был разработан электролит, позволяющий осаждать покрытия с РС 70% в широком диапазоне плотностей тока (3-10 А/дм ).

Состав электролита (г/л): тетрацианокадмоат калия - (115-135), гидрооксид калия - (15-20), сульфат натрия - (40-60), сульфат никеля - (15-35), гидрооксид кадмия (15-35), К,К'-бис(хлорэтил)полиэтиленполиамин - (6-8).

Авторами [50] была решена задача снижения наводороживания при циа-

л

нидном кадмировании на высоких плотностях тока (до 11 А/дм ). Состав электролита (г/л): оксид кадмия - 114, цианид натрия - 205, нитрат натрия - 151, поли-этиленгликоль - 300-500.

Полиэтиленгликоль способствует увеличению РС и повышает рабочую плотность тока. Увеличение массы добавки способствует изменению плотностей тока.

Стоит отметить, что получить разрешение на организацию нового гальванического производства с использованием цианидных электролитов в современных реалиях практически невозможно, а предприятия, на которых применяют цианид-ные технологии, вынуждены переходить на бесцианидные составы.

1.2.2 Аммонийные электролиты кадмирования

Широкое распространение получили хлоридно-аммонийные и сульфатно-аммонийные электролиты кадмирования, при этом хлоридно-аммонийные электролиты характеризуются низким наводороживанием покрываемых в нем изделий и их используют, как правило, для кадмирования высокопрочных и пружинных сталей. Сульфатно-аммонийные электролиты обладают высокой РС, в связи с чем такие электролиты применяют для кадмирования изделий сложной конфигурации.

В таких электролитах кадмий находится в виде комплексных соединений -

2+

кадмий присутствуют в виде аммиакатного комплексного катиона Cd(NHз)n . Растворимость таких соединений прямо влияет на качество покрытия и режим работы самого электролита. Например, сульфатным аммиакатным комплексам отдают предпочтение вследствие лучшего растворения в воде соли [Cd(NHз)n]SO4 или [Cd(NHз)n(H2O)m]SO4, по сравнению с хлорид-аммонийным электролитом, содержащим соли типа (Cd [Cd(NHз)n(H2O)m]Q2), что позволяет осаждать покрытия при более высоких плотностях тока [47,48].

Растворимость соли кадмия в растворе сульфата аммония зависит от температуры и рН. Так, при рН 6-8 растворимость соли [Cd(NHз)n]SO4 ниже в два раза, чем при рН 4-6.

Катодная поляризация мала в слабокислых растворах (рН=6-7), что влияет на качество покрытия - осадки имеют крупнокристаллическую структуру. Для улучшения качества покрытия рН поддерживают в пределах 3-6 и вводят в электролит поверхностно-активные вещества, такие как желатин, уротропин, мездровый клей, декстрин и др.

Электроосаждение кадмия из сульфатно-аммонийного электролита сопровождается значительной катодной поляризацией, при этом РС электролита меньше, чем цианидного, но значительно выше, чем у электролитов, содержащих гид-ратированные ионы кадмия.

В таблице 1.2 приведена устойчивость аммиакатных комплексов цинка и кадмия [49].

Таблица 1.2

Константа устойчивости аммиакатных комплексов цинка и кадмия.

Комплексный ион Кн

7п(КНз)22+ 1,5 10-5

7п(КНз)42+ 3,5-10-10

Сё(Жз)22+ 1,7 10-5

Сё№)42+ 7,5-10-8

Восстановление комплексных ионов кадмия протекает при более отрицательном потенциале, чем восстановление гидратированных ионов, однако при повышении плотности тока катодный потенциал изменяется не так резко, как в циа-нидных и пирофосфатных электролитах.

1.2.2.1 Хлоридно-аммонийные электролиты кадмирования

Состав (г/л) наиболее распространенного в промышленности хлоридно-аммонийного электролита (ГОСТ 9.305-84): хлорид кадмия - (40-50), хлорид аммония - (200-280), хлорид натрия - (30-40), тиомочевина - (7-10), клей мездровый - (1-2).

Технологические параметры: рН 4-6, температура 20-40 0С, катодная плот-

л

ность тока 0,8-1,2 А/дм .

Восстановление на границе катод-раствор происходит из комплексной соли [Сё(КНз)2(И20)т]С12.

Электролит позволяет осаждать светлые, компактные покрытия, характеризующиеся низким наводороживанием, но, при этом, обладает низкой РС и крайне узким диапазоном рабочих плотностей тока.

С целью увеличения допустимой катодной плотности тока был разработан электролит [51] следующего состава (г/л): CdCl2 - (50-100), NH4Q - (50-100), винная кислота - (200-300), глицерин - (1), желатин - (0,03-2). Температура 40-60 0С,

Л

катодная плотность тока 0,5-2 А/дм .

Электролит позволяет получать мелкозернистые, хорошо сцепленные с основой, полублестящие и беспористые покрытия. ВТ близок к 100 % и не зависит от плотности тока. РС электролита - 41,2 % при 25 0С; 45,3 % при 50 0С.

Коррозионная стойкость полученных покрытий:

Л

в 0,01н. растворе HCl - 0,0812 мг/см час,

Л

в 0,01н. растворе H2SO4 - 0,0640 мг/см час,

Л

в морской воде - 0,0062 мг/см час.

Было показано, что покрытия имеют хорошее сцепление со стальной основой.

Для увеличения интервала рабочих плотностей тока в электролит кадмиро-вания, содержащий оксид кадмия, хлорид аммония, тиомочевину и мездровый клей, авторами [52] были дополнительно введены уксуснокислый аммоний и фе-нольно-формальдегидная смола. Состав электролита (г/л): CdO - (30-80), NH4Cl -(200-300), клей столярный - (7-10), тиомочевина - (3-5), уксуснокислый аммоний - (30-60), фенольно-формальдегидная смола - (0,1-0,3).

П 9

Процесс ведут при 18-25 С, катодной плотности тока 1-3 А/дм , рН 4,5-13. Покрытия, осажденные из данного электролита, светлые, блестящие, мелкокристаллические.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Архипов Евгений Андреевич, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 9.305-84. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий.

2. Sriraman K.R., Brahimi S., Szpunar J. A., S. Yue S. Hydrogen embrittlement of Zn-, Zn-Ni-, and Cd-coated high strength steel //Journal of Applied Electrochemistry.

2013.Vol. 43. P. 441-451.

3. Beloglazov S.M., PolyudovaV.P. The relationship of hydrogen content of the surface layers of cadmium-plated U8A carbon steel to its ductility // Soviet Material Science. 1981. Vol. 17. № 1. P. 14-17.

4. Rodnikov S.N. Distinctive features of hydrogenation in the processes of electrolytic zinc plating of copper and cadmium plating of steel // Material Science. 1997. Vol. 33. № 4. P. 560-564.

5. Вячеславов П.М. Электролитическое осаждение сплавов. - Л.: Машиностроение, 1986. 112 с.

6. Таранцева К.Р., Николотов А.Д. Электроосаждение сплава олово-цинк из стабилизированного пирофосфатного электролита как альтернатива кадмиевому покрытию // Коррозия: материалы, защита. 2014. № 3. С. 37-30.

7. Целуйкин В.Н., Корешкова А.А. О коррозионных свойствах композиционных покрытий цинк-углеродные нанотрубки // Коррозия: материалы, защита.

2014. № 3. С. 31-34.

8. Каримова С.А., Павловская Т.Г. Разработка способов защиты от коррозии конструкций, работающих в условиях космоса // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. № 4. ст. 02.

9. Виноградов С.С., Никифоров А.А., Балахонов С.В. Замена кадмия. Этап 1. Повышение защитной способности цинковых покрытий: термоиммерсионные и модифицированное покрытия // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 4. С. 53-60.

10. Виноградов С.С., Губенкова О.А., Мамонтова Н.Н., Никифоров А.А., Балахонов С.В. Свойства модифицированного цинкового покрытия // Коррозия: материалы, защита. 2015. № 3. С. 24-30.

11. Булгакова Ю.В., Колесниченко Е.А. Замена кадмиевого покрытия цинковым покрытием с хроматированием // Журнал «Гальванотехника и обработка поверхности». 2014. № 3. С. 59-60.

12. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Глобус, 2002. 352 с.

13. Шлугер М.А., Ток Л.Д. Гальванические покрытия в машиностроении Справочник в 2-х томах - М.: Машиностроение, - Т.1. 1985. 240 с.

14. Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу: Справочное пособие. - Лен-издат: 1975. 264 с.

15. Каданер Л.И. Справочник по гальваностегии. - Киев: Наука, 1976. 253 с.

16. Никифоров А.А., Смирнов К.Н., Кравченко Д.В., Архипов Е.А., Закирова Л.И., Виноградов С.С. Применимость сульфатно-аммонийного электролита кад-мирования с добавкой ЦКН-04 для авиационной промышленности // Труды ВИ-АМ. 2016. № 12 (48). С. 93-102.

17. Ажогин Ф.Ф., Беленький М.А. Гальванотехника справочник, под редакцией Гринберга А.М., Иванова А.Ф., Кравченко. - М.: Металлургия, 1987. 737 с.

18. Григорян Н.С., Абрашов А.А., Мазурова Д.В., Ваграмян Т.А. Защитные металлические и конверсионные покрытия. Лабораторный практикум: учеб. Пособие. - 2-е изд. Перераб. и доп. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2017. 176 с.

19. Интенсификация электролитических процессов нанесения металлопокрытий. Материалы семинара. - М.: 1970. 62 с.

20. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. Учебник часть 1. - Химия, 2000. 592 с.

21. Щербов Д.П., Матвеец М.А. Аналитическая химия кадмия. - М.: изд. «Наука». 1973. 255 с.

22. Кафтанов С.В., Крешкова А.П., Семишина В.И. Курс общей и неорганической химии. - Изд. «Высшая школа», 1966. 664 с.

23. Михайленко Я.И. Курс общей и неорганической химии. -М.: изд. «Высшая школа», 1966. 664 с.

24. Угай Я.А. Неорганическая химия: учебник для хим. спец. вузов. - М.: изд. «Высшая школа», 1989. 462 с.

25. Багоцкий В.С. Основы электрохимии. - М.: Химия, 1988. 400 с.

26. Беленький М.А., Иванов А.Ф. Электроосаждение металлических покрытий. Справочник. - М.: Металлургия, 1985. 288 с.

27. ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.

28. Ямпольский А.М., Ильин В.А. Краткий справочник гальванотехника 3-е издание, переработанное и дополненное. - Л.: изд. «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1981. 269 с.

29. Вайнер Я.В., Дасоян М.А. Технология электрохимических покрытий. -Л.: Машиностроение, 1972. 464 с.

30. Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику. Пер. с англ. Изд США, 1985. 456 с.

31. Румянцева В.Е. Процессы коррозионной деструкции и защиты металлов: учебное пособие. - Иваново: ИВГПУ, 2016. 156 с.

32. Мудрук А.С., Гончаренко П.В. Коррозия и вопросы конструирования. -К.: Техника, 1984. 138 с.

33. Федотьев Н.И., Алабышев А.Ф., Ротинян А.Л., Вячеславов П.М. Прикладная электрохимия. - изд. «Химия» № 47, 1962. 640с.

34. Ажогин Ф.Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей. - М.: Металлургия, 1974. 245 с.

35. Герасименко А.А. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений. Справочник. - М.: Машиностроение, 1987. 688 с.

36. ГОСТ 9.301-86 ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические не-

органические. Общие требования.

37. Коротин А.И. Технология нанесения гальванических покрытий. Учебное пособие для СПТУ. - М.: Высшая школа, 1984. 200 с.

38. ГОСТ 9.303-84 ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору.

39. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. - М.: Высшая школа, 1984. 584 с.

40. Лукомский Ю.Я., Гамбург Ю.Д. Физико-химические основы электрохимии: Учебное пособие - 2-е изд., испр. - Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2013. 448 с.

41. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. Под ред. М.А. Шлугера. - М.: Машиностроение, Т.1., 1985. 240 с.

42. Мельников П.С. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении. -М.: Машиностроение, 1979. 384 с.

43. Ильин В.А. Цинкование, кадмирование, лужение и свинцевание. Библиотечка гальванотехника. - Л.: Машиностроение, 1977. 96 с.

44. Дымникова О.В. Влияние состава смесей поверхностно-активных веществ на токи и потенциалы осаждения металлов и сплавов: диссертация кандидата химических наук. - Ростов-на-Дону.: 2003. 226 с.

45. Чернявский В.Ф. Электрокристаллизация кадмия из кислых и слабокислых растворов в присутствии технических органических веществ: дис. ... канд. тех. наук: 02.00.05 - Д., 1984. 136с.

46. Электролит кадмирования: пат.8Ш19225. СССР. № 2619677; заявл. 24.05.1978; опубл. 07.04.1981.

47. Лайнер В.И., Головина Е.С. Сборник научных трудов по цветной металлургии и Московского института цветных металлов. Т. №1. 1958. 228 с.

48. Ваграмян А.Т., Соловьева З.А. Методы исследования электроосаждения металлов. Изд-во СССР, 1960. 448 с.

49. Кудрявцев Н.Т. Электролитические покрытия металлами. - М.: Химия, 1979. 350 с.

50. Cadmium plating compositions: pat. US3014852A заявл. 26.08.1957; опубл. 26.12.1961.

51. Электролит кадмирования: пат. SU464663A1. СССР; заявл. 24.03.1972; опубл. 25.03.1975.

52. Электролит кадмирования: пат. SU712465A1. СССР. SU772473667A; заявл. 24.03.1972; опубл. 01.04.1977.

53. Электролит кадмирования: пат. SU1211341A1. СССР; заявл. 01.10.1982; опубл. 15.02.1986.

54. Электролит кадмирования: пат. SU464663A1. СССР. SU823497586A; заявл. 24.03.1972; опубл. 25.03.1975.

55. Электролит для электролитического кадмирования: пат. SU394458A1. СССР. SU1487903A; заявл. 04.11.1970; опубл. 22.08.1973.

56. 53. Электролит кадмирования: пат. SU603708A1. СССР. SU762338114A; заявл. 22.01.1976; опубл. 25.04.1978.

57. Электролит кадмирования: пат. RU2153029C1. РФ^Ш9122633А; заявл. 01.11.1999; опубл. 20.07.2000.

58. Крюкова A.A., Лошкарев М.А. О природе тормозящего действия поверхностно-активных веществ на электродные процессы // Журнал физической химии. 1956. Т. 30. С. 2236-2243.

59. Лошкарев М.А., Севрюгина М.П. О новой группе ингибиторов катодного выделения металлов // ДАН СССР. 1956. Т.108.С.111-114.

60. Волков В.А. Коллоидная химия. Поверхностные явления и дисперсные системы: Учебник. - 2-ое изд. испр. - СПб.: изд. Лань, 2015. 672 с.

61. Дяткина С.Л., Ротт Г.М., Дамаскин Б.Б. Совместная адсорбция тиомо-чевины с бутиловым спиртом с бутиламином на поверхности ртутного электрода // Электрохимия. 1977. Т.13. № 7. С. 334.

62. Вишомирскис Р.М. Кинетика электроосаждения металлов из комплексных электролитов. - М.: Наука, 1969. 244 с.

63. Кудрявцев Н.Т., Селиванова Г.А. Защита металлов. 1972. Т.8. №5. С. 591593.

64. Ильин В.А. Цинкование и кадмирование. - Л.: Типография Госфиниздата СССР, 1963. 50 с.

65. Подлевских Н.П., Ковязина Л.Н., Овчинникова Т.М. Журнал прикладной химии. Т. 47 1974. С. 2236-2239.

66. Картер В.И. Металлические противокоррозионные покрытия. - Л.: Судостроение, 1980. 168 с.

67. Способ осаждения кадмия: пат. RU2308553C1. РФ. RU2006102199/02A; заявл. 26.01.2006; опубл. 20.10.2007.

68. Электролит для электроосаждения кадмия: пат. ЯШ338814С2. РФ. Яи2005135940/02Л; заявл. 18.11.2005; опубл. 20.11.2008.

69. Электролит для электроосаждения кадмия на сталь: пат. ЯШ398917С1. РФ. ЯШ008152863/02Л; заявл. 30.12.2008; опубл. 10.09.2010.

70. Электролит кадмирования: пат. SU501120A1. СССР. SU1974310A; заявл. 03.12.1973; опубл. 30.01.1976.

71. Электролит кадмирования: пат. 8Ш82759Л. СССР. 8Ш618739Л; заявл. 09.02.1971; опубл. 28.05.1975.

72. Сухотин А.М. Справочник по электрохимии. - Л.: Химия, 1981. 488 с.

73. Ефимов И.А. Исследование влияния поверхностно-активных веществ на электроосаждение цинка, кадмия и меди: дис. ... канд. тех. наук. - ВЗПИ, Москва, 1965. 54 с.

74. Кравченко Д.В. Разработка процесса электроосаждения кадмиевых покрытий из сульфатно-аммонийного электролита в присутствии ЦКН-04 и ЦКН-04С: дис. ... канд. тех. наук. - РХТУ им. Д.И. Менделеева - Москва, 2018. 115 с.

75. Лошкарев М.А., Севрюгина М.П. ДАН ССР.1956. Т. 108. № 111.

76. Фрумкин А.И., Багоцкий В.С., Иофа З.А., Кабанов Б.Н. Кинетика электродных процессов. - М.: Изд-во МГУ, 1952. 319 с.

77. Феттер К. Электрохимическая кинетика. - М.: Мир, 1967. 856 с.

78. Нестеренко А.Ф., Балахнов К.Г., Лошкарев М.А. К вопросу об исследовании совместной адсорбции веществ. Электрохимия. 1978. Т.14. № 12. С. 18521855.

79. Дяткина С.Л., Дамаскин Б.Б. О совместной адсорбции органических катионов и анионов. Электрохимия. 1976. Т.12. № 4. С. 564-567.

80. Попов С.Я. Исследование процесса катодного выделения металлов из аминокомплексных электролитов: диссертация ... доктора технических наук: 05.00.00 - Новочеркасск, 1963. 215 с.

81. Лошкарев Ю.М., Снеткова Л.П., Ковтун А.И. Материалы симпозиума «Двойной слой и адсорбция на твердых электродах», Тарту, 1968. С. 87.

82. Томилов А.П. Прикладная электрохимия - 3-е изд.: - 1984. 520 с.

83. Белоглазов С.М. Наводороживание стали в электрохимических процессах. - Л.: изд. Ленинградского университета, 1975. 412 с.

84. Nohse Walter THE HULL CELL // Robert Draper LTD Teddington, 1966. P.125.

85. ГОСТ 9.309-89. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия гальванические. Определение рассеивающей способности электролитов при получении покрытий.

86. Смирнов К.Н., Кравченко Д.В., Архипов Е.А. Кроющая способность электролитов кадмирования // Журнал «Гальванотехника и обработка поверхности». 2013. № 4. С. 30-32.

87. Смирнов К.Н., Кравченко Д.В., Архипов Е.А. К вопросу о кроющей способности электролитов // Журнал «Гальванотехника и обработка поверхности». 2015. № 3. С. 30-34.

88. Смирнов К.Н., Кравченко Д.В., Архипов Е.А. Безаммонийный электролит кадмирования // Журнал «Гальванотехника и обработка поверхности». 2015. № 4. С. 20-24.

89. Смирнов К.Н., Кравченко Д.В., Архипов Е.А. Добавки для сульфатно-

аммонийного электролита кадмирования. Практика применения // Журнал «Гальванотехника и обработка поверхности». 2016. № 2. С. 35-38.

90. ГОСТ 1497-73 Металлы. Методы испытаний на растяжение.

91. ISO 6892(1998.03) Metallic materials; Tensile testing (Материалы металлические. Испытание на растяжение)

92. Абрашов А.А., Григорян Н.С., Ваграмян Т.А., Смирнов К.Н. Методы контроля и испытания электрохимических и конверсионных покрытий. Учебное пособие. - М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева. 2016. 212 с.

93. Способ регенерации хроматных растворов пассивирования: пат. RU 2691791С1. РФ. №2018132118; заявл. 07.09.2018; опубл. 18.06.2019.

94. ОСТ 107.460092.001-86. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Типовые технологические процессы.

95. ОСТ 1 90192-90 Растворы электролитные. Метод анализа электролита хлоридно-аммонийного кадмирования.

96. Давидавичус Э., Малдутене А., Фомин Г.С. Блескообразующие, пассивирующие и другие добавки (композиции), применяемые в гальванотехнике: Производственные рекомендации Р 213-03-93. - М.: Издательство «Протектор». 148 с.

97. Влияние органических веществ на катодное выделение и анодную ионизацию металлов // Материалы республиканской конференции, Днепропетровск, 1970. 170 с.

98. Vargas R., Borras С., Mostany J., Scharifker B. Kinetics of surface reactions on rotating disk electrodes // Electrochimica Acta. 2012.Vol. 80. P. 326-333.

99. Ротинян А.Л., Тихонов К.И., Шошина И.А., Тимонов А.М. Теоретическая электрохимия: учебник для образоват. учреждений высш. Проф. Образования - 2-у изд., перераб. и доп. - М.: Студент. 2013. 496 с.

100. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. Введение в электрохимическую кинетику: Учеб. Пособие для студентов хим. Спец. Ун-тов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1983. 400 с.

101. Сборник практических материалов. Приложение к журналу «Гальванотехника и обработка поверхности». - М. Издательский центр РХТУ им. Д.И.

Менделеева, 2012. С. 378-383

102. Горкер Л.С. Электрохимические ячейки и их применение в практике осаждения гальванических покрытий // Мир гальваники. 2009. 1 (09) февраль. С. 16-19.

103. Кравченко Д.В., Архипов Е.А., Смирнов К.Н. Кроющая способность сульфатно-аммонийного электролита кадмирования с диспергатором НФ-М и добавкой ЦКН-04. // Тез. Докл. 12-й Международной Конф. «Покрытия и обработка поверхности. Последние достижения в технологиях и оборудовании». - МВЦ «Крокус Экспо», 2015. С. 55-56

104. Архипов Е.А., Алешина В.Х., Смирнов К.Н., Ваграмян Т.А. Электролиты кадмирования с улучшенной рассеивающей способностью для обработки углеродистых сталей // Черные металлы. 2020. № 10. 33-38.

105. Максимчук В.П., Половников С.П. Водородное растрескивание высокопрочных сталей после нанесения гальванохимических покрытий. - М.: Энерго-атомиздат, 2002. 320 с.

106. Кудрявцев В.Н. Механизмы наводороживания стали при электроосаждении кадмиевых и цинковых покрытий // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. -М.: 1988. Т.33. № 3. С. 289-296.

107. Кудрявцев В.Н. Наводороживание сталей при электроосаждении кадмия и цинка из цианистых электролитов // Итоги науки и техники. Серия «Электрохимия». 1972. Т.8. С. 156-217.

108. Архипов Е.А., Смирнов К.Н., Кравченко Д.В. Наводороживание в бесцианистых электролитах кадмирования // Гальванотехника и обработка поверхности. 2017. Т.ХХУ. № 4. С. 30-34.

109. Смирнов К.Н., Архипов Е.А., Ваграмян Т.А., Жирухин Д.А., Шувалов Д.А., Одинокова И.В. Влияние кадмирования стали 60С2А в бесцианидных электролитах на ее прочностные характеристики и некоторые свойства кадмиевых покрытий // Технология металлов. 2020. № 8. С. 8-12.

110. Иванов С. Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах. Справочник. - М.: Металлургия, 1986. 175 с.

111. Коррозионное растрескивание металлов // под общ. ред. В.В. Романова. - М.: Машгиз, 1960. 186 с.

112. Антропов Л.И. Ингибиторы коррозии металлов. - Техника, 1981. 264 с.

113. Розенфельд И.Л. Ингибиторы коррозии. - М.: «Химия», 1977. 356 с.

114. Саакян Л.С., Ефремов А.П., Соболева И.А. Повышение коррозионной стойкости нефтегазопромыслового оборудования. - М.: Недра, 1988. 209 с.

115. Бронштейн Л.А., Шехтер Ю.Н., Фурман А.Я., Ребров И.Ю. Эффективность смазочных материалов в условиях водородного и других видов коррозион-но-механического износа. - М.: 1989. 79 с.

116. Долинкин В.Н., Каношина И.Д., Каленкова А.Н., Семин Ю.И. Современное состояние и перспективы производства и потребления ингибиторов коррозии металлов нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности в СССР и за рубежом. - 1979. 81 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

ки

(II)

2 691 791( 3) С1

(51) МПК С23С 22/86 (2006.01) С25й 21/16 (2006.01) С25Р 7/02 (2006.01) С02Р103/16 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА МО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(12) описание изобретения к патенту

(52) СПК

С23С22/86 (2019.02); С25й 21/16(2019.02); С25Р 7/02 (2019.02)

(21 >(22) Заявка: 2018132118, 07.09.2018

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

07.09.2018

Дата регистрации:

18.06.2019

Приоритетны):

(22) Дата подачи заявки: 07.09.2018

(45) Опубликовано: 18.06.2019 Бюл. № 17

Адрес для переписки:

125047, Москва, Миусская площадь, 9, РХТУ им Менделеева, патентный отдел

(72) Автор(ы):

Колесников Владимир Александрович (1Ш), Губин Александр Федорович (1Ш), Кругликов Сергей Сергеевич (1Ш), Некрасова Наталия Евгеньевна (1Ш), Тележкина Алина Валерьевна ({Ш), Кузнецов Виталий Владимирович (1Ш), Филатова Елена Алексеевна (1Ш), Капустин Егор Сергеевич (Ки), Волков Михаил Александрович ((Ш), Архипов Евгений Андреевич (1Ш)

(73) Патснтообладатсль(и): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) (1Ш)

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1Ш 2481424 С2, 10.05.2013. 1Ш 2603522 С2, 27.11.2016. И и 2591025 С1, 10.07.2016. )РЗ 6376884 А, 07.04.1988

(54) Способ регенерации хроматных растворов пассивирования

(57) Реферат:

Изобретение относится к электрохимической регенерации хроматных растворов, применяемых для пассивирования кадмиевых покрытий. Способ включает обработку регенерируемого раствора в анодной камере с анодом из платинированного металла трехкамерного электролизера, состоящего из анодной камеры, отделенной от пес катиопообменной мембраной средней камеры и катодной камеры, которая отделена от средней камеры анионообменной мембраной. Электролиз проводят в два этапа, на первом этапе катод помещают в катодную камеру, содержащую раствор серной кислоты 10-50 г/л, пропуская через электролизер 25-80 Ач/л электричества при

катодной и анодной плотности тока МО А/дм2, далее на втором этапе катод помещают в среднюю камеру с раствором серной кислоты 1050 г/л и пропускают 0,8-4 Ач/л электричества при катодной и анодной плотности тока 0,05-0,5 А/

дм2. После в растворы из средней и катодной камер добавляют карбонат натрия до рН 9-10, затем отфильтровывают смесь гидроксидов и карбонатов кадмия и хрома и добавляют ее в раствор, прошедший обработку в анодной камере, а осадок металлического кадмия растворяют в электролите кадмирования. Изобретение обеспечивает регенерацию хроматных растворов пассивирования кадмия,