Кобальт – металл серебристо-белого цвета, отличается высокой коррозионной стойкостью и хорошим сопротивлением к истиранию. На воздухе оксиды кобальта образуются при температуре свыше 300ºС.
Кобальт является тугоплавким металлом, стойким в воде, на влажном воздухе, в щелочах и органических кислотах, а также в концентрированной азотной кислоте. В разбавленных серной и соляной кислотах он медленно окисляется с выделением водорода.
Уникальные физико-химические свойства кобальта сохраняются при использовании его в качестве гальванического покрытия, что находит широкое применение в различных отраслях промышленности: машиностроении – для производства деталей с высокой твердостью и коррозионной стойкостью; в космической и компьютерной технике – для придания поверхностям деталей магнитных свойств.
Детали из кобальтовых сплавов.
Покрытия кобальтом можно осуществлять гальваническим и химическим способом.
Гальванический метод нанесения покрытия кобальтом.
В настоящее время разработано большое число электролитов для получения покрытий кобальтом. Наиболее широкое применение получили сернокислые, хлоридные и пирофосфатные электролиты.
Сульфатный электролит для покрытия кобальтом содержит, г/л:
Сернокислый кобальт 300 – 500
Борную кислоту 40 – 45
Хлористый натрий 15 – 20
Температура электролита 35 – 45ºС, плотность тока 4 – 6 А/дм2, аноды из кобальта.
Применение в качестве буфера органических веществ (муравьиной кислоты с формиатом натрия) позволяет повысить рабочую температуру, а, следовательно, и плотность тока, что позволяет значительно увеличить скорость осаждения покрытия.
Состав электролита для ускоренного получения покрытия кобальтом содержит, г/л:
Сернокислый кобальт 280 – 320
Муравьиную кислоту 64 – 66
Муравьинокислый натрий 39 – 42
Сернокислый натрий 70 – 75
Сернокислый аммоний 3 – 4
Температура электролита 90 – 95ºС, pH = 2,0 – 2,5, аноды – свинцовые.
Скорость осаждения 25 – 30 мкм/час. Микротвердость покрытия составляет 600 – 750 кгс/мм2.
Детали с кобальтовым покрытием.
Блестящее покрытие кобальтом можно получить при добавлении в сульфатаммониевокобальтовые электролиты в качестве блескообразователей свинцовых золей, гидрохинона, гидросульфита натрия, формальдегида с сульфатом кадмия.
Ионы никеля, меди, железа и марганца не мешают электролизу, а наличие кадмия более 1 мг/л, мышьяка более 3 мг/л, сурьмы более 10 мг/л и ртути более 1 мг/л плохо отражается на работоспособности электролита. Эти примеси необходимо удалять с помощью H2S при pH = 4 путем кристаллизации и осаждения.
Возможность получения зеркального покрытия кобальтом позволило использовать его при изготовлении рефлекторов и зеркал.
В промышленности широко применяются покрытия из сплавов кобальта. Так как характеристики покрытия меняются: при включении в состав сплава никеля покрытие приобретает магнитные свойства (см. «Осаждение сплавов никель-кобальт» – его используют при изготовлении запоминающих устройств на магнитных дисках, а также для гальванопластического наращивания сложных форм (см. «Что такое гальванопластика? Часть 1, Часть 2»).
Сплав кобальт-вольфрам применяют в качестве жаростойких, коррозионно-стойких и магнитно-жестких покрытий.
Для получения покрытия кобальта с 50% вольфрама, применяют электролит с содержанием, г/л:
CoSO4 15
Na2WO4 100
Аммоний лимоннокислый 35 – 50
Температура 20 – 60ºС, плотность тока 0,5 – 1,0 А/дм2,
аноды раздельные из вольфрама и кобальта.
С увеличением плотности тока выход по току падает в результате возрастания скорости выделения водорода на катоде. Внешний вид покрытия в первую очередь зависит от температуры электролита: при 20°С осадки получаются серые, матовые, с повышением температуры до 40 – 60°С – плотные и блестящие.
Гальванические покрытия сплавом кобальт-медь используют для восстановления изношенных деталей, обеспечения пайки, для электрических слаботочных контактов.
По вопросам разработки технологии покрытия кобальтом – обращайтесь к нам!
Нижн. Новгород Время