Електроосадження хромових покривів зі сульфатно-карбамідних електролітів на основі сполук Cr(III)

Abstract

Запропоновано електроліт на основі сульфату хрому (1 mol/l Cr(III)), що містить одночасно мурашину кислоту та карбамід (сечовину) і дає можливість осаджувати Cr-покриви завтовшки кілька десятків мікрометрів. Показано, що вихід за струмом, а також швидкість осадження зростають з підвищенням густини струму, pH і зниженням температури. Підібрано оптимальні умови електролізу, за яких вдається отримувати високоякісні блискучі хромові осади, при цьому швидкість осадження металу 0,5÷1,5 µm/min. Встановлено, що найоптимальніша концентрація і мурашиної кислоти, і карбаміду 0,5 mol/l. Показана необхідність використання певних поверхнево-активних речовин для запобігання утворення пітингу на поверхні осаду. Виявлено, що мікротвердість Cr-осадів сягає найвищих значень (950...980 kg/mm²) за густини струму 30...35 А⋅dm⁻² і знижується зі зростанням температури і pH. Електроліз виконували, застосовуючи титан-діоксидноманганові аноди, тому немає потреби розподіляти катодний та анодний простори.

Предложен электролит на основе сульфата хрома (1 mol/l Cr(III)), который содержит одновременно муравьиную кислоту и карбамид (мочевину) и позволяет осаждать Cr-покрытия с толщиной несколько десятков микрометров. Показано, что выход по току, а также скорость осаждения возрастают при увеличении плотности тока, pH и снижении температуры. Подобраны оптимальные условия электролиза, при которых удается получать высококачественные блестящие хромовые осадки, при этом скорость осаждения металла 0,5÷1,5 µm/min. Установлено, что наиболее оптимальная концентрация как муравьиной кислоты, так и карбамида 0,5 mol/l. Показана необходимость использования определённых поверхностно-активных веществ для предотвращения образования питтинга на поверхности осадка. Обнаружено, что микротвердость Cr-осадков достигает наибольших значений (950...980 kg/mm²) при плотности тока 30...35 A⋅dm⁻². Выявлено, что микротвердость осадков снижается при возрастании температуры и pH. Электролиз проводили, используя титан-диоксидномарганцевые аноды; следовательно, нет необходимости разделять катодное и анодное пространства.

The electrolyte on the base of chromium sulfate (1 mol/l Cr(III)) containing both formic acid and carbamide (urea) for electrodeposition of Cr-coatings with thickness of several tens micrometers was proposed. The current efficiency as well as deposition rate were shown to increase with the increasing current density, pH and decreasing temperature. The optimal electrolysis conditions were selected which allow the obtaining of high-quality bright chromium deposits, the metal deposition rate being 0.5÷1.5 µm/min. The more favorable concentration of both formic acid and carbamide is close to 0.5 mol/L. It is necessary to use some wetting agent to prevent pitting formation on the deposit surface. The microhardness of Cr-deposits reaches the largest value (950...980 kg/mm²) at current density of 30...35 A⋅dm⁻². The microhardness of deposits decreases with the increase of the bath temperature and pH value. The electrolysis is carried out with the titanium-manganese dioxide anodes; hence, no separation of the cathode and anode spaces is required.