123417 (Никелирование), страница 2

Состав борфтористоводородных электролитов.

Электролит содержит 300-400 г/л борфтористого никеля и по 10-15 г/л хлористого никеля и борной кислоты. Величина рН 3-3,5. Рабочая температура 45-55° С, плотность тока D_к до 20 а/дм², выход по току 95-98 %.

Осажденный никель получается светлым, эластичным, обладает микротвердостью 300-350 кГ/мм².

Состав кремнефтористоводородные электролиты

Кремнефтористоводородные никель NiSiF₆ …………………400-700

Никель хлористый NiCl₂ ∙ 6H₂O ……………………………… 25-50

Кислота борная H₃BO₃ ………………………………………...30-40

Рабочая температура, °С ……………………..……………….20-50

Величина рН ……………………………………………………0,5-1

Плотность тока D_k, А/дм²…………………………………….до 15

Состав сульфаминового электролита

Большой практический интерес представляют также сульфаминовые электролиты, составляемые на основе сульфаминовой кислоты SОзОНNН₂, электролит следующего состава: 280-300 г/л сульфаминовокислого никеля; 25-30 г/л борной кислоты; 12-15 г/л хлористого натрия; 2-3 мл/л моющего средства «Прогресс»; 1,5-2 г/л паратолуолсульфамида. Величина рН 3- 4,5. Рабочая температура 40-45° С, плотностью тока D_k до 5 а/дм², выход по току 98-99%. При указанных низких плотностях тока получаются весьма пластичные покрытия без внутренних напряжений, особо пригодные для целей гальванопластики.

2. Электрохимическое обезжиривание. Назначение операции. Механизм процесса электрохимического обезжиривания. Сравнительная характеристика растворов для электрохимического обезжиривания цветных металлов

Электрохимическое обезжиривание проводят обычно после химического обезжиривания. В отличие от химического обезжиривания в крепких растворах щелочей скорость электрообезжирования почти не зависит от температуры и концентрации электролита, а определяется плотностью тока при катодном процессе. Сущность электрохимического обезжиривания состоит в том, что на электродах выделяются пузырьки газа (водород при катодном и кислород при анодном обезжиривании), которые значительно облегчают отрыв капелек масла от поверхности деталей. При этом они в течение первых же секунд разрывают и удаляют пленку жировых загрязнений, а роль щелочного раствора является вспомогательной и заключается в обволакивания частиц масел с образованием эмульсии, а также в омылении органических и животных жиров. Наиболее экономичным составом электролита является следующий: 20-30 г/л каустической соды, 30-40 г/л кальцинированной соды; 5- 10 г/л тринатрийфосфата или жидкого стекла. Рабочая температура 60-70° С, плотность тока 5-10 а/дм²; продолжительность процесса 5-6 мин, из них 4-5 мин па катоде и 1 -2 мин на аноде. Эмульгаторы при электрохимическом обезжиривании вводят в раствор в меньших количествах, чем при химическом обезжиривании, так как чрезмерное количество пены задерживает выделяющиеся газы.

Повышение температуры, как и при химическом обезжиривании, ускоряет процесс очистки и повышает электропроводность раствора. Скорость электрохимического обезжиривания деталей значительно возрастает с увеличением плотности тока, которая обычно находится в пределах 2-10 А/дм², а для проволоки и ленты до 50 A/дм².

В зависимости от металла деталей и способа их обработки различают катодное и анодное обезжиривание или последовательное комбинирование того и другого. Обезжиривание на катоде применяют наиболее часто, так как количество выделяющегося на катоде водорода в два раза больше, чем количество выделяющегося на аноде кислорода, поэтому обезжиривание на катоде происходит с большей скоростью. В качестве анода при катодном обезжиривании используют никелированную или нержавеющую сталь. Электрохимическое обезжиривание деталей из меди, цинка, алюминия и их сплавов осуществляется только на катоде. Недостатком процесса катодного обезжиривания является наводороживание стальных деталей вследствие диффузии выделяющегося водорода в поверхностный слой металла. Это вредно сказывается на механических свойствах закаленных и высокопрочных сталей, которые приобретают хрупкость. Поэтому стальные пружины, тонкие упругие пластины и тонкостенные детали (до 1 мм) обезжиривают только на аноде. Для ослабления наводороживания применяют комбинированную обработку - сначала обезжиривание на катоде, затем на аноде. Однако при этом упругие свойства металла не всегда восстанавливаются.

При анодном обезжиривании в качестве катода применяют сталь. При перемене полярности электродов продолжительность обработки деталей на аноде обычно в несколько раз больше, чем на катоде.

При электрохимическом обезжиривании поверхность деталей очищается быстрее, чем при химическом. Однако эффективность электрохимического обезжиривания деталей сложной формы ниже, чем при химическом способе. Поэтому если поверхность деталей значительно загрязнена маслами и жирами, то применяют предварительное химическое, а затем электрохимическое обезжиривание. Продолжительность обработки зависит от степени загрязнения и применяемой плотности тока. Не допускается длительное ведение процесса, так как это приводит к насыщению деталей водородом и потемнению поверхности.

В качестве электродов завешивают листы никелированного железа. В случае необходимости, например при обезжиривании деталей с местной изоляцией парафиновыми сплавами. электролитом можно пользоваться без подогрева.

Для получения хороших результатов необходимо соблюдение следующих правил.

1. Не допускать длительной передержки процесса, так как это приходит к насыщению деталей водородом и потемнению поверхности.

2. Тонкостенные стальные каленые детали, например пружины всех видов, следует обезжиривать лишь на аноде для устранения насыщения водородом.

3. Детали из меди и ее сплавов обезжиривать только на катоде, так как при анодном процессе детали оксидируются и чернеют.

4. Перед обезжириванием с подвесок должны быть стравлены такие покрытия, как цинк, олово, свинец и хром, загрязняющие электролит при их растворении.

5. С поверхности электролита должна систематически удаляться пена жиров и масел.

3. Какова продолжительность электролитического осаждения слоя меди толщиной 25 мкм из медно-цианистых ванн при плотности катодного тока i_к = 3,0 А/дм² и выхода по току Вт = 75%?

По закону Фарадея

m = g∙I∙t∙Вт

m = V∙ρ = l∙s∙ρ → l∙s∙ρ = g∙I∙t∙Вт

t = (l∙s∙ρ)/(g∙I∙t∙Вт) I/S = D

t = (l∙ρ)/(g∙D∙Вт)

ρ(Cu) = 8,9г/см³ g _Cu = 1,185г/А∙ч

l = 25 мкм = 2,5∙10 см ^-3 D = 0,03A/см²

t = 2,5∙10^-3∙8,9/(1,185∙0,03∙0,075) = 0,83час = 50мин

Список литературы

1. Справочное руководство по гальванотехнике. Перев. с нем. Изд-во «Металлургия», 1972, с. 424.

2. Черкез М. Б., Богорад Л. Я. Хромирование. Изд. 4-е, перераб. и доп. Л., «Машиностроение» (Ленингр. Отд. - ние), 1978.

3. Краткий справочник гальванотехника. Ямпольский А.М., Ильин В. А., «Машиностроение», 1972 г. 224 стр. Табл. 103. Илл. 44. Библ. 32 назв.

4. Грилихес С. Я., Тихонов К. И. Электролитические и химические покрытие. Теория и практика. – Л.: Химия, 1990 – 288 с.: ил.

5. Коротин А. И. Технология нанесения гальванических покрытий: Учеб. пособие. – М.: Высш. Шк., 1984. – 200 с., ил.

6. Флёров В. Н. Сборник задач по прикладной электрохимии. Учеб. пособие для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Высш. школа», 1976.