Изобретение относится к гальваностегии, в частности к осаждению черных никелевых покрытий на поверхность металлических изделий, и может быть использовано в различных видах гальванического производства для получения декоративных покрытий.
Известен электролит для нанесения никелевых покрытий на алюминий и его сплавы, содержащий сульфат никеля, сульфат натрия, борную кислоту, персульфат калия и фторорганическое соединение 1,1,5 тригидротетрафтор-пропанол (SU 1513039, 1989 г.).
Недостатком этого электролита является необходимость использования внешнего источника тока и невозможность наносить покрытия на сталь, медь и др. металлы.
Известен раствор для нанесения черных никелевых покрытий, содержащий никель-аммоний сернокислые, аммоний роданистый, цинк хлористый, свинец уксуснокислый и органические добавки в виде смеси дрожжей прессованных, молочной кислоты и поверхностно-активного вещества «Прогресс» (SU 1544842, 1990 г.). Эта композиция позволяет осуществить нанесение покрытий без использования внешнего источника тока и обладает низкой токсичностью.
Недостатком данного электролита является то, что область его применения ограничивается сталью, цинком и медью и не обеспечивает нанесение покрытия на алюминий и его сплавы, титан и его сплавы, а также сплавы типа ЦАМ.
Наиболее близким раствором к предложенному является раствор для нанесения черных никелевых покрытий на различные металлические поверхности (RU 2039129. 07.09.1995 г.) содержащий никель сернокислый, аммоний роданистый, цинк хлористый. алюминий хлористый, аммоний фтористый, натрий кремнекислый и поверхностно-активную фторсодержащую добавку.
К недостаткам данного раствора относится то, что получаемые покрытия обладают низкой рассеивающей способностью, характеризуются дендритной структурой и не могут быть нанесены на широкий класс материалов, а процесс нанесения покрытий трудоемок и длителен.
Задачей изобретения является создание раствора для нанесения черных никелевых декоративных покрытий, не требующего использования внешнего источника тока, обладающего повышенной рассеивающей способностью, и получения никелевого бездендритного покрытия при сохранении или улучшении технологических и качественных характеристик.
Поставленная задача решается тем, что раствор для нанесения черных никелевых покрытий на металлическую поверхность, содержащий никель сернокислый, аммоний роданистый, цинк хлористый, алюминий хлористый, аммоний фтористый, натрий кремнекислый и поверхностно-активную добавку, в качестве поверхностно-активной добавки содержит четвертично-аммонийную соль хлорид N-оксиэтил, NN-диметил пропанамид перфтор-энантовой или пеларгоновой кислоты формулы
где RF=С6F13- или C8F17-, при следующем соотношении компонентов, г/л:
Указанный технический результат достигается использованием раствора, содержащего г/л: никель сернокислый 60-70, аммоний роданистый 15-20, аммоний фтористый 8-12, цинк хлористый 15-20, алюминий хлористый 6-10, натрий кремнекислый 0,5-1, четвертичная аммонийная соль хлорид - N-оксиэтил-NN-диметилпропанамид-перфтор-пеларгоновой или энантовой кислоты 0,05-0,2.
Дополнительно введенная четвертичная аммонийная соль, отвечающая формуле
где RF=С6F13- или C8F17-, в количестве 0,05-0,2 взамен калиевой соли сульфокислоты улучшает поверхностную энергию раствора.
Так поверхностное натяжение раствора с добавкой 0,2 г/л для соли сульфокислоты составляет G=33 m Н/м, а для четвертичной аммонийной соли в той же концентрации G=18,6 m H/м.
Это приводит к тому, что смачивающая способность раствора при применении четвертичной аммонийной соли существенно выше, чем у раствора по прототипу, и раствор может заполнять не только щелевые зазоры, но и микротрещины и дислокации на поверхности обрабатываемого металла.
Кроме того, если рассеивающая способность раствора без фторорганической добавки составляет 21%, в присутствии добавки по прототипу 25%, то в присутствии заявляемой добавки эта величина составляет 31%.
Для приготовления раствора вначале при комнатной температуре растворяют аммоний роданистый, цинк хлористый, аммоний фтористый и алюминий хлористый (NH4CNS, ZnCl2, NH4F, AlCl3). Затем при температуре 40-60°С растворяют никель сернокислый, натрий кремнекислый и добавляют фторорганическую добавку (NiSO4, Na2SiO6, фтор-ПАВ).
Затем полученные растворы смешивают, причем сначала смешивают растворы роданистого аммония, хлористого цинка и фтористого аммония, после чего данную смесь смешивают с раствором сернокислого никеля. Затем в образовавшийся раствор солей последовательно вводят при перемешивании раствор хлористого алюминия. кремнекислого натрия и четвертичную соль. Раствор имеет рН=6-7, при температуре 18-30°С.
Нанесение покрытия осуществляют следующим образом. Предварительно обезжиренные и активированные изделия промывают водой (изделия из стали 12Х18Н10Т активируют в концентрированной соляной кислоте в течение 3-10 мин) и устанавливают в ванну, заполненную раствором. Устанавливают также алюминиевую пластину, которая должна быть в электрическом контакте с обрабатываемыми изделиями.
При обработке оцинкованных изделий из сплавов типа ЦАМ и алюминия дополнительную пластину в ванну не устанавливают. Изделие из алюминия и его сплавов выдерживают в ванне 10-20 мин, изделия из других металлов - 30-60 мин, и после промывки холодной и горячей водой сушат сжатым воздухом.
В таблице 1 указаны составы применявшегося раствора, а в таблице №2 - свойства полученных покрытий на изделиях из различных материалов.
Предлагаемый раствор позволяет покрывать изделия широкого круга металлов при сокращении времени обработки изделий до 30-60 мин с хорошим надежным качеством покрытия.
Рассеивающая способность электролита определялась на ячейке Херинга и Блюма.
Прочность связи покрытия с основным металлом определялась по ГОСТ 9.302-79 методом нагрева до 250°С в течение 1 часа.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
РАСТВОР ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЧЕРНЫХ НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛИЧЕСКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ | 1991 |
|
RU2039129C1 |
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ | 2005 |
|
RU2299267C1 |
Электролит для нанесения черных никелевых покрытий | 1987 |
|
SU1544842A1 |
СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ | 2003 |
|
RU2262368C1 |
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО НИКЕЛИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ | 1992 |
|
RU2061104C1 |
АНТИФРИКЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ | 1995 |
|
RU2069673C1 |
СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО НИКЕЛИРОВАНИЯ И РАСТВОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2013 |
|
RU2544319C1 |
ЭЛЕКТРОЛИТ И СПОСОБ ДЕКОРАТИВНОГО НИКЕЛИРОВАНИЯ | 1995 |
|
RU2095491C1 |
Способ нанесения электропроводного защитного покрытия на алюминиевые сплавы | 2023 |
|
RU2817277C1 |
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РЖАВЧИНЫ | 2005 |
|
RU2294981C1 |
Изобретение относится к гальваностегии, в частности к осаждению черных никелевых покрытий на поверхность металлических изделий, и может быть использовано в различных видах гальванического производства для получения декоративных покрытий. Раствор содержит, г/л: никель сернокислый 60-70, аммоний роданистый 15-20, цинк хлористый 15-20, алюминий хлористый 6-10, аммоний фтористый 8-12, натрий кремнекислый 0,5-1,0, поверхностно-активную добавку 0,05-0,2 - четвертично-аммонийную соль хлорид N-оксиэтил, NN-диметилпропанамид перфтор-энантовой или пеларгоновой кислоты формулы
где RF=С6F13- или C8F17-. Технический результат: повышенная рассеивающая способность раствора, получение бездендритных никелевых покрытий при сохранении или улучшении их технологических и качественных характеристик. 2 табл.
Раствор для нанесения черных никелевых покрытий на металлическую поверхность, содержащий никель сернокислый, аммоний роданистый, цинк хлористый, алюминий хлористый, аммоний фтористый, натрий кремнекислый и поверхностно-активную добавку, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активной добавки он содержит четвертично-аммонийную соль хлорид N-оксиэтил, NN-диметилпропанамид перфтор-энантовой или пеларгоновой кислоты формулы
где RF=С6F13- или C8F17-, при следующем соотношении компонентов, г/л:
РАСТВОР ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЧЕРНЫХ НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛИЧЕСКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ | 1991 |
|
RU2039129C1 |
Электролит для нанесения черных никелевых покрытий | 1987 |
|
SU1544842A1 |
Преобразователь линейных перемещений в частотный сигнал | 1984 |
|
SU1180676A1 |
Авторы
Даты
2007-05-20—Публикация
2005-12-09—Подача