Гальванические покрытия Справочник Ю.Д.Гамбург 2006-600 (1074331), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Во время перерывов электролиза аноды из станнатных растворов желательно извлекать. 3.б.7. Добавки к растворам оловянированин Добавки коллоидного характера (мездровый клей, желатин) в настояшее время заменяют препаратом ОС-20 и синтанолом ДС-10, которые представляют собой полиэтиленгликолевые эфиры. В целом необходимо введение в растворы для осаждения олова подобных высокомолекулярных веществ, образующих коллоидные растворы, а также формальдегида. Кроме того, необходимо введение блескообразователей, имеющих потенциал ионизации 7,25 или 8,9 — 10,5 эВ.
3.б.8. УУаление некачественных накрытий Некачественные покрытия оловом удаляют путем их анодного растворения в растворе 120 г/л поваренной соли при 30 — 40 'С и напряжении около 6 В со стальным катодом. 3.б.9. Снлавы олово — свинец и олово — висмут Наилучшим в настоящее время типом растворов для получении покрытий сплавом 8п — РЬ являются фторборатные (борфтористоводородные). Для получения осадка, содержащего около 60% олова (покрытие под пайку), можно рекомендовать раствор, содержащий 35 — 40 г/л фторбората олова и 20 г/л фторбората свинца, а также 90— 100 г/л свободной борфтористоводородной кислоты НВГ4, 25 — 30 г/л борной кислоты Н,ВО, и 0,8 — 1 г/л пептона или клея. Такой раствор стабилен и удобен в эксплуатации.
Содержание пепгона можно анализировать колориметрически. Иногда к раствору добавляют до 1 г/л гидрохинона. Электролиз ведут со свинцовыми анодами. При увеличении содержания свинца в растворе сплав также сильно обогащается свинцом и может быть использован для покрытия вкладышей подшипников. Сплавы олово — висмут, содержащие небольшие количества висмута (препятствующие росту нитевидных кристаллов при эксплуатации изделий с покрытием), получают из сульфатного раствора 35 — 45 г/л сульфата олова, 1 г/л сульфата или нитрата висмута, 120 г/л серной кислоты, а также 5 мл/л формалина, 5 г/л мездрового клея и органический блескообразователь.
Можно пользоваться и щелочным раствором, содержащим 200 г/л станната калия, 1 г/л висмугата калия и 20 г/л гидроксида калия. В этом случае работают со стальными анодами. 3.б.10. Снлавы олово — никель Сплавы олово — никель обладают высокими декоративными качествами, долго сохраняют паяемость и являются коррозионно-защитными. Их получают из различных растворов, среди которых можно выделить хлорид-фторидный состава (в г/л): хлорид никеля (шестиводный)— 250, дихлорид олова — 50, фторид аммония — 60, 8-хинолинсульфокислота — 1,5, рН вЂ” 4,5. Электролит работает при температуре 50— 55 'С и плотности тока 1 — 3 А/дм' с никелевыми анодами. (5~ ОМВ 3.
т=.=...,.. г.. 3.7. Никель и некоторые сплавы на его основе 3.7.1. Свойства и области применения покрытий никелем и его сплавами Никелирование представляет собой один из наиболее важных и широко применяемых процессов электроосаждения металлов. большая часть из всего производимого никеля используется именно в виде покрытий. Никель — относительно недорогой металл, обладающий при этом множеством полезных свойств, основные из которых перечислены ниже. Благодаря склонности к пассивированию никель оказывается химически стойким во многих средах, в частности в воде, щелочах, в органических и минеральных кислотах.
По отношению к железу никелевые покрытия являются катодными. Досеовястеа 1. Достаточно высокая износостойкость, которая может быть еще дополнительно повышена с помощью введения мелкодисперсных наполнителей в сам никель (композиционные покрытия, КЭП), легирования покрытий и нанесения поверх никеля тонкого слоя еще более твердого металла или сплава. Наполнители могут быть как твердыми, так и смазывающими. 2. Довольно высокая твердость, которая может быть еще повышена легированием или осаждением КЭП.
3. Сравнительно высокая пластичность, особенно при осаждении из сульфаматных растворов, в связи с чем никель хорошо полируется и может выдерживать запрессовку. В полированном виде обладает высокой отражательной способностью. Может быть получен с блестящей поверхностью непосредственно при осаждении (без механической полировки). 4. Высокие декоративные характеристики поверхности как блестящей, так и матовой, «полуматовой», сатинированной и т.д. Возможность нанесения в качестве декоративного финишного покрытия. 5.
Очень высокие антидиффузионные (барьерные) свойства, в связи с чем никель широко используется как барьерный слой, препятствующий диффузии металлов (главным образом из основы в финишное, например золотое, покрытие). 6. Довольно высокая электропроводность, а также низкое контактное сопротивление. Поэтому используется для придания поверхностной электрической проводимости. С успехом может использоваться для электрических контактов в случае невысоких токовых нагрузок, в том числе прн нагреве до 200 'С. 7.
Сравнительно высокая собственная коррозионная стойкость в обычных средах, при повышенной влажности, в растворах щелочей и органических кислот. Коррозионно-защитная способность (в отношении нижележащих металлических слоев, например меди и ее сплавов), особенно при низкой пористости. 8. Легко поддается лужению обычными припоями; в припое почти не растворяется, обеспечивает высокую прочность пайки, причем шов может быть вакуумно-плотным. Выдерживает точечную сварку. 9.
Черные никелевые покрытия обладают светопоглощающими свойствами и хорошо отдают тепло. 10. Существуют электролиты, покрытия из которых при достаточной толщине сглаживают (выравнивают) поверхность в результате постепенного заращивания царапин н тому подобных микродефектов. 11. Легко получается в виде очень толстых малонапряженных слоев, в связи с чем применяется в гальванопластике. Недостатки 1. После нанесения покрытия на сталь могут ухудшиться механические свойства основы (особенно в случае блестящих покрытий), в частности из-за проникновения водорода. 2. Покрытия плохо выдерживают клепку и развальцовку.
3. Никель нестоек в атмосфере аммиака, серосодержащих соединений, хлора (особенно влажного). Покрытие защищает сталь от коррозии только механически: в порах покрытия сталь корродирует. 4. Обладает магнитной восприимчивостью, поэтому не может применяться в случае требования немагнитности. 5. Не всегда удается обеспечить хорошее сцепление никелевого слоя с основой (покрытие легко отслаивается), а также с последующим покрытием (покрытие пассивируется). б. Процессы никелирования весьма чувствительны к наличию загрязнений в растворах. Указанные достоинства и недостатки осадков никеля определяют чрезвычайно обширную сферу их использования в качестве: а) функциональных, защитных и декоративных покрытий как в машиностроении, так и в электронике, приборостроении и в бытовой технике; С13б ГЛ4ЯА 3.
Технология нанесения покрытий металлами и сплавами б) для гальванопластического изготовления форм, копий и конструкционных элементов и т д. „ в) в химической промышленности — в качестве толстых покрытий для деталей, работающих в щелочных и некоторых других средах; г) в качестве барьерных слоев, препятствующих взаимной диффузии компонентов основы и вышележащего покрытия; д) как износостойкое покрытие. Все области применения никелевых покрытий трудно перечислить. Совместное осаждение с никелем небольших количеств некоторых металлов позволяет устранить некоторые нз приведенных недостатков. 3.7.2. Особенности Отличительной чертой процессов осаждения никеля является их высокая чувствительность к кислотности (рН) раствора.
При высокой кислотности (рН < 3,5) интенсифицируется параллельный процесс выделения водорода, в результате чего снижается ВТсо а покрытия (и основа) наводороживаются. Напротив, при рН > 5,6 в прикатодном слое, особенно в случае повышенной плотности тока, выпадают основные соли никеля, которые сильно ухудшают свойства покрытий.
Это связано с тем, что в результате выделения водорода происходит локальное повышение рН в прикатодном слое. Именно по этой причине электролиты ннкелирования обязательно содержат буферирующие добавки, т.е, добавки таких веществ, которые не позволяют сильно измениться рН. В большинстве растворов это борная кислота, но пригодны также буферные системы на основе уксусной, малоновой и других органических кислот.
приведенный в табл. 3.9 ацетатный раствор ()ча 8) предложен Т. Е. Цупак. Для облегчения отделения пузырьков водорода в растворы добавляют поверхностно-активные вещества (смачиватели). 3.7.3. Составы электролитов Электролиты никелирования особенно многообразны. За длительную историю этого процесса были предложены многие десятки существенно различных растворов. Наиболее характерные для настоящего времени (в г/л) представлены в табл. 3.9.
Таблица 3. 9 Примечания. 1. Под сульфатом никеля понимается семиводная соль Х1з047Н,О, под хлоридом никеля — шестиводная соль МС!,6Н,О, под ацетатом и сульфаматом никеля — четырехводные соли, под сульфатами магния и натрия — соответственно семиводная и десятиводная соли. 2. В электролиты № 1, 3, 4, 5, 6 могут вводиться смачиватели и блескообразующие добавки (0,1 — 1 г/л лаурилсульфата натрия, 0,5— 2 г/л сахарина, 0,1 г/л фталимида, О,1 — 0,4 г/л бутиндиола и др). 3. Электролит № 8 позволяет повышать плотность тока при его разбавлении. 4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
