169520 (625344), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Для исключения появления случайных примесей все химикаты и расходные материалы на складах хранения и на гальваническом участке должны быть маркированы и проверены на соответствие маркировки; подсобные емкости и приспособления для приготовления и корректировки электролитов никелирования необходимо содержать в чистоте и не применять для других процессов. Особое внимание необходимо уделять анодному процессу, поскольку при превышении допустимой анодной плотности тока аноды будут пассивироваться, перестанут растворяться и на них возможно выделение газообразного хлора. Последний, растворяясь в электролите, реагирует с водой с образованием ClO^- и ClO₃^- анионов. Эти анионы активно окисляют органические добавки и препятствуют их блескообразующему и выравнивающему действию. Для избежания этого рекомендуется поддерживать соотношение катодной и анодной поверхностей как 1:2 (чтобы анодная плотность тока не превышала 2-2,5 А/дм²). При этом надо учитывать, что при использовании листовых анодов при расчете их рабочей площади учитывается вся поверхность, обращенная к подвескам с покрываемыми изделиями и лишь 20-40% поверхности, обращенной к стенкам ванны (в зависимости от расстояния до стенок ванны).

При рассмотрении влияния случайных примесей необходимо особо отметить ионы аммония (NH₄⁺) и нитраты (NO₃^-). Растворы аммиака или азотной кислоты могут быть ошибочно применены при корректировке рН электролита в щелочную или кислую области, соответственно. При этом наличие в электролите никелирования ионов аммония приводит к резкому повышению внутренних напряжений и охрупчиванию покрытия; присутствие же нитратов существенно снижает скорость осаждения никеля, причем при концентрации NO₃^- иона 1 г/л и более никель вовсе перестает выделяться на катоде. Избавиться же от этих примесей в электролите невозможно при помощи каких-либо доступных в условиях производства способов. Таким образом загрязнение ими электролита приводит к необходимости его полной замены.

Одним из важнейших параметров электролита никелирования является рН, соответственно вопрос о приемлемых веществах для регулирования кислотности имеет очень большое значение.

Чаще всего электролиты никелирования в процессе эксплуатации защелачиваются. Причиной этого является разряд на катоде ионов водорода (2H⁺+2e→H₂), нарушение вследствие этого баланса H⁺/OH^- в прикатодном слое в сторону увеличения концентраций OH^-. Накопление ионов OH^- приводит к повышению рН до такого значения, когда в прикатодном слое образуются гидроксиды никеля, которые приводят к ряду негативных явлений, в общем случае проявляющихся в ухудшении качества и свойств никелевых покрытий.

Для снижения рН электролита никелирования можно применять серную или соляную кислоты, при этом решение о применении той или другой кислоты принимается на основании данных химического анализа на хлориды, т.е., если хлоридов недостаток, используется соляная кислота, а при их избытке – серная.

При использовании серной кислоты ее необходимо разбавлять до концентрации 20-30%, особенно, если в электролите имеются блескообразующие добавки. Эта необходимость обусловлена двумя причинами: 1) резким нагревом раствора при контакте концентрированной серной кислоты с электролитом, приводящим иногда к вскипанию и выбросу кислого расмтвора из ванны; 2) способностью концентрированной серной кислоты к локальному осмолению органических добавок, приводящему к снижению их эффективности и появлению в электролите нежелательных побочных продуктов.

При использовании соляной кислоты ее также желательно разбавлять водой 1:1 для снижения летучести паров HCl.

Для повышения значения рН в крайнем случае можно использовать 5-10% раствор едкого натра, однако увеличение концентрации ионов натрия приводит к снижению буферной емкости электролита и более быстрому его защелачиванию, особенно в прикатодном слое, что может привести к охрупчиванию никелевого покрытия и к подгарам на выступающих частях деталей. Поэтому, для повышения рН рекомендуется применять основной карбонат никеля в виде водной суспензии. Он нейтрализует ионы водорода по следующей схеме: (NiOH)₂CO₃+4H⁺→2Ni²⁺+3H₂O+CO₂. При взаимодействии образуются ионы никеля и вода, углекислый газ улетучивается, а в электролит не поступает никаких посторонних ионов.

Таким образом при эксплуатации электролитов никелирования необходимо обеспечивать строгий контроль и поддержание оптимальных условий и режимов электролиза, концентрации основных компонентов, а также следить за накоплением вредных примесей.

Большинству предприятий недоступно дорогостоящее оборудование для количественного определения микроколичеств посторонних веществ (ионы металлов) и органических добавок. Наиболее простой выход из положения заключается в регулярном тестировании электролита при помощи гальванической ячейки с угловым катодом. Такая ячейка с углом катода 51° по отношению к аноду носит название «ячейки Хулла»*. На катодной пластине при средней плотности тока 2,5 А/дм² реализуются плотности тока от 0,1 А/дм² на дальнем от анода краю и до 7,5 А/дм² на ближнем, что охватывает весь диапазон возможных рабочих плотностей тока. По внешнему виду покрытия, т.е. характеру и расположению дефектов на катодной пластине, можно с достаточной долей вероятности судить о причинах брака. В некоторых, наиболее простых случаях причину брака можно установить по внешнему виду покрытия на деталях, полученного непосредственно в электролите никелирования.

Для удобства работы технологов приводим так называемую «карту неполадок», в которой указываются характерные дефекты и их возможные причины.

Таблица. Карта возможных дефектов покрытия и их причин

Дефект	Возможная причина дефекта
1. Слабый блеск покрытия	Недостаток блескообразователя. Занижен рН электролита. Низкая плотность тока. Электролит перегрет
2. Хрупкий осадок	Завышен рН. Высокая плотность тока. Избыток блескообразователя. Наличие органических загрязнений. Загрязнения железом. Недостаток H3ВО3
3. Питтинг	Загрязнение электролита железом, органическими веществами. Завышена плотность тока. Занижен рН. Низкая температура элекролита. Слабое перемешивание. Недостаток смачивателя или H3BO3
4. Шероховатое покрытие с набросами	Наличие механических примесей. Загрязнение железом. Завышены рН или плотность тока. Шламование анодов
5. Вуаль на покрытии, матовые пятна, подгар на участках деталей с высокой плотностью тока.	Завышена концентрация блескообразователя. Загрязнение электролита нефтепродуктами
6. Отслаивание покрытия от основы (плохое сцепление)	Плохая подготовка деталей перед покрытием. Загрязнение электролита нефтепродуктами, свинцом
7. Покрытие с продольными трещинами, полосчатое. Питтинг	Загрязнение электролита железом >150 мг/л
8. Покрытие темно-серое с пузырями	Загрязнение электролита медью, кадмием >20 мг/л
9. Темные пятна или полосы, трещины	Загрязнение электролита цинком >10 мг/л.
10. Покрытие шелушится, местами отсутствует	Загрязнение электролита алюминием >200 мг/л, хромом >40 мг/л
11. Низкая скорость осаждения, отсутствие покрытия на отдельных участках покрываемых деталей.	Загрязнение электролита нитратами. Плохой контакт деталей с подвесками. Низкие рН электролита, плотность тока или температура. Плохая предварительная подготовка. Взаимное экранирование деталей на подвеске
12. Низкая рассеивающая способность электролита	Низкая электропроводность, очень высокая концентрация солей. Загрязнение веществами органической и неорганической природы. Плохой контакт деталей с подвесками. Малая площадь анодов
13. Аноды покрыты коричневой или черной пленкой.	Мала площадь анодов, высокая анодная плотность тока. Мало хлоридов в электролите

ЛИТЕРАТУРА

1. Гальванотехника благородных и редких металлов/П.М. Вячеславов, С.Я. Грилихес, Г.К. Буркат, Е.Г. Круглова. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1970.

2. Грилихес С.Я. Обезжиривание, травление и полирование металлов. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983.

3. Грилихес С.Я. Оксидные и фосфатные покрытия металлов. Л.: Машиностроение, Ленинград, отд-ние, 1978.

4. Грилихес С.Я. Электрохимическое полирование. Л.: Машиностроение. Ленинград, отд-ние, 1976.

5. Дасоян М.А., Пальмская И.Я. Оборудование цехов электрохимических покрытий. Л.: Машиностроение, Ленинград, отдние, 1979.

6. Ильин В.А. Цинкование, кадмирование, оловянирование и свинцевание. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983.

7. Лобанов С.А. Практические советы гальванику. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983.

8. Ямпольский А.М. Гальванические покрытия. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978.

9. Ямпольский А.М., Ильин В.А. Краткий справочник гальванотехника. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981.

10. Ямпольский А. М. Электролитическое осаждение благородных и редких металлов. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1977.

11. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. В 2-х т./Под ред. М.А. Шлугера. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.(1)

12. Емелин М.И., Герасименко А.А. Защита машин от коррозии в условиях эксплуатации. М.: Машиностроение, 1980.

13. Инженерная гальванотехника в приборостроении. /Под ред. А.М. Гинберга. М.: Машиностроение, 1977. 512 с.

14. Котик Ф.И. Ускоренный контроль электролитов, растворов и расплавов. М.: Машиностроение, 1978.

15. Макарова Н.А., Лебедева М.А., Набокова В.Н. Металлопокрытия в автомобилестроении. М.: Машиностроение, 1977.

16. Михайлов А.А. Обработка деталей с гальваническими покрытиями. М.: Машиностроение, 1981.

17. Рябой А.Я., Брондз Л.Д. Повышение ресурса авиационных деталей из высокопрочных сталей. М.: Машиностроение, 1977.

18. Садаков Г.А. Гальванопластика. М.: Машиностроение, 1987. 283,[2] с.

19. Садаков Г.А., Семенчук О.В., Филимонов Ю.В. Технология гальванопластики: Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1979.

20. Серебряный Л.А. Безопасность труда при нанесении гальванических покрытий. М.: Машиностроение, 1980.

21. Шлугер М.А. Ускорение и усовершенствование хромирования деталей машин. М.: Машгиз, 1963.

22. Шмелева Н.М. Контролер работ по металлопокрытиям. М.: Машиностроение, 1980.

23. Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений/Пер. с польск. М.: Металлургия, 1974.

24. Вирбилис С. Гальванотехника для мастеров: Справочник. М.: Металлургия, 1990. 208 с.

25. Герасименко А.А., Микитюк В.И. Определение параметров электрохимических процессов осаждения покрытий. М.: Металлургия,

26. 1980.

27. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. М.: Металлургия, 1976.

28. Крузенштерн А. Гальванотехника драгоценных металлов. М.: Металлургия, 1974.

29. Лайнер В.И. Защитные покрытия металлов. М.: Металлургия, 1974.

30. Розенфельд И.Л., Жигалова К.А. Ускоренные методы коррозионных испытаний металлов. M.: Металлургия, 1966.

31. Смирнов Д.Н., Бенкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. М.: Металлургия, 1980.

32. Справочное руководство по гальванотехнике/Пер. с нем. М.: Металлургия, 1969.

33. Справочное руководство по гальванотехнике: Пер. с нем./Под ред. В.И. Лайнера. М.: Металлургия, 1972.

34. Томашов Н.Д., Чернова Г.П. Коррозия и коррозионностойкие сплавы. М.: Металлургия, 1973.

35. Шлугер М.А., Ажогин Ф.Ф., Ефимов Е.А. Коррозия и защита металлов. М.: Металлургия, 1981.

36. Электроосаждение металлических покрытий: Справочник /Беленький М.А., Иванов А.Ф. М.: Металлургия, 1985. 288 с.

Характеристики

Список файлов курсовой работы