Гальванические покрытия Справочник Ю.Д.Гамбург 2006-600 (1074331), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Имеются данные о возможности замены борной кислоты на малоновую (20 г/л). 5. Для получения композиционных покрытий в растворы никелирования вводят дисперсную фазу с частицами размером порядка 1 мкм (например, аэросил). Возможно и заращивание значительно более крупных частиц, в частности алмаза. Как видно из табл. 3.9, плотность тока для разных растворов, температур и условий перемешивания меняется в очень широких пределах. Отмечено положительное влияние нестационарных режимов осаждения. Никель часто осаждают в несколько слоев, первый из которых матовый или полуматовый, но без серосодержаших веществ.
Второй (тонкий) слой наносят из раствора с серосодержащей добавкой, а внешний блестящий слой — из раствора с блескообразователем, причем сера в этом слое содержится в малой концентрации. Такие покрытия по сравнению с однослойными отличаются несколько более высоким блеском и коррозионной стойкостью. Осадки черного никеля получают из раствора на основе сульфата никеля и сульфата цинка (соответственно 50 и 25 г/л семиводных солей), который дополнительно содержит 45 г/л сульфата аммония и 15 г/л роданида калия. Осаждение проводится при очень низкой плотности тока (0,1 — 0,2 А/дм'), причем за 30 — 40 минут осаждается ' покрытие толщиной около 1 мкм.
3.7.4. Приготовление электролитов Для того чтобы раствор никелирования работал длительное время без неполадок, очень важно сразу правильно его приготовить, Для этого в теплой или даже горячей (до 60 'С) воде, взятой в обьеме 0,6 — 0,7 от общего предполагаемого обьема электролита, растворяют при интенсивном перемешивании сначала борную кислоту, затем соли никеля и другие вещества (кроме добавок).
Отдельно в горячей воде растворяют только фториды, если они входят в состав раствора. Добавки растворяют в отдельных порциях теплой воды. В частности, сахарин растворяют из расчета 100 г/л, т.е. примерно в одной сотой общего объема раствора, добавляя при растворении одномолярный раствор ХаОН для нейтрализации, и нейтральный раствор вливают в ванну при перемешивании. Фталимид и сульфамиды размешивают в горячей воде и вводят в электролит в виде суспензий. Сульфокислоты растворяют в небольшом количестве холодной воды (они хорошо растворимы) и „прежде чем добавить в рабочий раствор, нейтрализуют щелочью (если используются готовые натриевые соли сульфоки слог, то нейтрализации не требуется). Смачиватель (обычно зля- "...р,. ° ° ° ~зф лаурилсульфат натрия), а также бугиндиол и сульфосалициловую кислоту также растворяют отдельно. Непосредственно в рабочий раствор можно вводить антипиттинговые добавки, формалин, хлорамин, а также выпускаемые промышленностью готовые растворы добавок блескообразователей.
Все эти операции проводятся при интенсивном перемешивании. После внесения в раствор всех компонентов его объем доводят до необходимой величины, и раствор подвергают очистке. Для этого в раствор понемногу вносят при перемешивании свежеосажденный основной карбонат никеля (до рН около 5,0) и ! г/л пероксида водорода, продолжая перемешивать около получаса. Карбонат никеля получают для этой цели действием на раствор сульфата никеля раствора Ха,СОг Далее к раствору добавляют активированный уголь из расчета 2 — 3 г/л и вновь перемешивают раствор около двух часов, после чего дают отстояться и фильтруют. В этом заключается так называемая химическая очистка.
После ее завершения выполняется еше и «селективная очистка», при которой раствор подкисляют до рН 3,5 и при перемешивании и температуре 60 'С прорабатывают при катодной плотности тока 0,2 — 0,3 А/дмз в течение 8 — 10 часов или более. При этом крайне желательно использовать возможно большую площадь поверхности катодов. Данную процедуру желательно периодически повторять, как и фильтрацию (желательна непрерывная фильтрация). Последней операцией является доведение рН до нужной величины.
Подкисление электролита никелирования следует производить разбавленной 1:4 серной или сульфаминовой кислотой (в зависимости от типа раствора), а подщелачивание — свежеосажденным карбонатом никеля (в случае растворов, содержащих хлориды, допускается подщелачивание 3%-м раствором МаОН). 3.7.5. Аноды Никелирование обычно выполняется с растворимыми никелевыми анодами. В принципе в качестве анодов пригодны любые пластины, листы или стержни из достаточно чистого никеля. Однако никелевые аноды имеют склонность к пассивированию (особенно при высоких рН), а также к шламообразованию. Поэтому самые общие рекомендации заключаются в использовании невысоких анодных плотностей тока, введении в состав электролитов активирующих веществ (обычно ионов хлорида, иногда — фторида), а также помещении анодов в чехлы из специальных тканей.
Иногда никель, предназначенный для применения в качестве анодов, подвергают предварительной термообработке с целью рекристаллизации материала (при этом кристаллиты приобретают размер до 50 мкм). Для снижения образования шлама и устранения склонности к пассивированию выпускают специальные аноды, содержащие небольшие количества серы (до 0,01%) . Хорошо работают также литые никелевые аноды, содержащие небольшие количества оксида никеля, углерода и кремния.
В процессе растворения на их поверхности образуется пленка, которая не мешает растворению, но препятствует выпадению часпш шлама. Удобны специальные аноды, имеющие овальное или ромбовидное сечение: в процессе растворения их поверхность не уменьшается. 3.7.б. Удаление нежелательных примесей К нежелательным примесям в растворах никелирования относятся ионы ряда металлов, особенно цинка, меди, железа, свинца и хрома. При этом медь и цинк удается удалить в процессе проработки электролита током, а железо — при химической очистке.
Более сложно избавиться от примеси ионов хрома. Прежде всего необходимо ионы Сг(ЪЧ) перевести в Сг(Ш) путем добавления бисульфита натрия (3 г на 1 г Сг(Л) по данным анализа). Трехзарядные ионы хрома удаляются в виде осадка гидроксида при подщелачивании раствора до рН выше 5,5. Примеси различных органических веществ удаляют путем добавления перекиси водорода или марганцевокислого калия. 3.7. 7. Корректирование электролитов Корректировать электролит следует периодически, причем прежде всего необходимо следить за кислотностью, поддерживая ее уровень, как это указано выше, путем добавления разбавленной кислоты. Корректирование по добавкам следует производить по мере пропускания определенногоколичестваэлектричества, котороедляразныхдобавок различно.
Кроме того, блескообразователи вводят просто по мере ухудшения блеска, а антипиттинговые добавки — при появлении питтинга. Некоторые добавки требуют периодического проведения химического или спектрофотометрического анализа (обычно после пропускания 10 — 20 ампер-часов палитр раствора).
Бутиндиол добавляют из расчета 30 г на 1000 А-ч, сахарин — 1О г на 1000 А-ч, фталимид — 5 г на 1000 А-ч. 3.7.в. Осаждение сплавов на основе никели Сплавы никель — кобальт представляют интерес как магнитотвердые (имеют высокую коэрцитивную силу). Для их получения применяют растворы, содержащие по 150 г/л сульфатов никеля и кобальта (либо по 200 г/л сульфаматов), а также 30 г/л борной кислоты и 15 г/л хло- з.в. х Д рида магния или калия, а также 0,1 — 1 г/л лаурилсульфата натрия. Сульфатный раствор лучше работает при 40 — 60 'С и рН 4 — 5, сульфаматный — при 20 — 25 'С и рН 2 — 4. Плотность тока 1 — 2,5 А/дм'.
Состав сплава можно регулировать, изменяя соотношение концентраций солей кобальта и никеля. Сплавы никель — цинк (точнее, цинк — никель, так как они содержат 75-85% цинка) получают из хлораммонийных растворов состава (в г/л): хлорида никеля (шестиводного) — 80 — 100, хлорида цинка — 150 — 200, хлорида аммония — 120 — 150, уксусной кислоты — 25-30, сульфосалициловой кислоты — 2 при 20 — 40 'С и плотности тока 1 — 5 А/дм'. Возможно добавление полиэтиленгликоля.
Вместо уксусной и сульфосалициловой кислот можно применить борную кислоту или глицин, а вместо хлорида цинка — оксид цинка (20 г/л). Сплавы никель — иалладий можно получать из раствора смешанного анионного состава, который готовят добавлением сульфаминовой кислоты к раствору хлоридов никеля, палладия и аммония с последующим доведением рН раствором аммиака до 8,3 — 8,5. Раствор для осаждения сплава никель — ремнй содержит 50 г/л сульфата никеля (семиводного), 2 г/л перрената калия, 15 г/л винной кислоты, 20 г/л виннокислого натрия, а также 150 мл/л 25%-го раствора аммиака (рН 10).
Сплавы никеля с фосфором, содержащие 10 — 15% Р обладают очень высокой твердостью. Для их получения в любой раствор никелирования добавляют по 20 — 40 г/л ортофосфата и гипофосфита натрия. Процесс ведется при температуре 90 'С и выше при рН 2,0 — 2,5. 3. 7,9. Удаление некачественных покрытий Снятие никелевых покрытий производят анодным растворением при 8 — 10 А/дм' в растворе 600 мл/л серной кислоты, к которому добавляют 30 г/л глицина, 30 г/л сульфата магния и 25 г/л трибутиламина. Процесс ведется при комнатной температуре, со свинцовым катодом. Осадок толщиной 20 мкм при этом растворяется примерно за 10 минут.
3.8. Хром 3.8.1. Свойства хромовых покрытий и области их применения Хотя в электрохимическом отношении хром активен и имеет весьма отрицательный потенциал, он в большинстве случаев полностью пассивируется и становится коррозионностойким, защищая основу катодно. При этом многие его другие положительные качества делают (142 Г~~~г т* хром незаменимым в качестве металла для финишной отделки. Многообразие этих качеств делает номенклатуру хромовых покрытий очень широкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
