НИКЕЛИРОВАННЫЙ И/ИЛИ ХРОМИРОВАННЫЙ ЭЛЕМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2017 года по МПК C25D5/14 

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится к изделию, имеющему слой гальванического покрытия на его поверхности, и способу его производства, в частности, к никелированному и/или хромированному элементу или способу его производства.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Требования по охране окружающей среды становятся на европейском рынке все строже и строже, а запросы на коррозионную устойчивость для гальванического покрытия на основных заводах по производству двигателей - все выше и выше. На данный момент гальваническое покрытие из трехвалентного хрома не может удовлетворять требованиям по коррозии для некоторых специальных сред, а именно, не может подвергаться ускоренному медью испытанию разбрызгиванием соли уксусной кислоты в течение 80 часов и российскому испытанию по устойчивости к грязи в течение 336 часов.

Антикоррозионная характеристика изделия может быть улучшена в промышленности гальванических покрытий путем нанесения двух или трех слоев никеля и затем нанесения хрома. Широко применяемый способ двухслойного никелирования включает нанесение полублестящего никеля, блестящего никеля и беспористого хрома. Широко применяемый способ трехслойного никелирования включает нанесение полублестящего никеля, блестящего никеля, микропористого никеля и беспористого хрома или нанесение полублестящего никеля, блестящего никеля, никеля с микротрещинами и беспористого хрома. Однако поскольку напряжение самого слоя хрома велико, в промышленности трудно получить слой хромировки без каких-либо трещин или пор, включая слои хромировки из шестивалентного хрома и трехвалентного хрома. Когда слой хромировки, подверженный воздействию воздуха, пассивируется, его потенциал становится более положительным, чем у никеля. И при встрече с коррозионной средой слой хромировки будет образовывать коррозионный элемент со слоем никеля. Следовательно, декоративный слой никелировки будет беспорядочно в значительной степени корродировать в экстремальных условиях, и слой хрома может отпадать вследствие обширной коррозии слоя никеля. Для дальнейшего улучшения антикоррозионной характеристики слоя никеля микропористый никель и никель с микротрещинами наносят на слой покрытия блестящим никелем. Специальный высоконапряженный слой никеля наносят на слой блестящего никеля с использованием никеля с микротрещинами, и после нанесения хрома вследствие напряжения будет образовываться большое количество микротрещин. Слой микропористого никеля отклоняет ток коррозии в многослойном никеле для предотвращения образования очагов коррозии в глубине и избегания видимой коррозии. Поскольку слой никеля с микротрещинами используется отдельно, на поверхности изделия образуется помутнение, его блеск недостаточен, и покрытие трехвалентным хромом не задействуется. Кроме того, микропористый никель или никель с микротрещинами используется отдельно, что приводит к ограниченному улучшению в антикоррозионной характеристике. Помимо этого, в части предшествующего уровня техники описывается, что качество для облагороженного потенциала достигается путем изменения процесса для микропористого никеля для удовлетворения требования к антикоррозионным характеристикам трехвалентного хрома. Однако микропористый никель с облагороженным потенциалом не может хорошо сочетаться с шестивалентным хромом для удовлетворения антикоррозионных требований.

В предшествующем уровне техники, например, в публикации патентной заявки Китая №101988211, описан способ многослойного никелирования для металлической поверхности, имеющий хорошее антикоррозионное качество. Способ нанесения включает (А) металлизацию поверхности пластикового изделия, (В) нанесение блестящей меди, (С) нанесение полублестящего никеля, (D) нанесение высокосернистого никеля, (Е) нанесение блестящего никеля, (F) нанесение микропористого никеля, (G) промывание водой, (Н) нанесение блестящего хрома, (I) промывание водой и (J) сушку. Даже при том, что антикоррозионные характеристики пластикового изделия незначительно улучшаются при использовании четырех слоев раствора для гальванического осаждения никель-никеля для нанесения на поверхность пластика, антикоррозионные характеристики упомянутого способа все еще не могут удовлетворять требованиям для коррозионной среды, содержащей антиобледенительную соль (CaCl₂). На слое гальванического покрытия высоко сернистым никелем может частично образовываться помутнение. Помимо этого, обработка поверхности пластика в этом способе не является удовлетворительной, что приводит к недостаточной способности глубокого нанесения слоя покрытия и вызывает легкое отслоение слоя покрытия. Пластик, подверженный обработке гальваническим покрытием, имеет короткий срок службы в качестве элемента для транспорта, например, решеток, декоративных полос и рукояток дверей. Введение в процесс для никеля с микротрещинами сделано в публикации патентной заявки Китая №101705508 А, которая описывает раствор гальванического покрытия для нанесения никеля с микротрещинами и его применение. Основные компоненты раствора для гальванического нанесения никеля с микротрещинами включают 180-260 г/л хлорида никеля, 20~60 мл/л уксусной кислоты, 80~120 мл/л ELPELYT MR и 1~5 мл/л 62А. Описание вариантов осуществления патентного документа ограничено осаждением шестивалентного хрома, а осаждение трехвалентного хрома там не упомянуто.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для решения вышеупомянутых задач данное изобретение обеспечивает никелированный и/или хромированный элемент, значительно улучшающий коррозионную стойкость и устойчивость всего элемента путем нанесения слоя микропористого никеля и слоя никеля с низким потенциалом на поверхность элемента. В то же время никелированный и/или хромированный элемент имеет хороший блеск и однородность. Нанесенные слои сочетаются благоприятным образом, так, что элемент не только гарантирует характеристику блеска внешнего вида слоя микропористого никеля, но также имеет двойную коррозионную стойкость функционального слоя, содержащего микропористый никель. Поэтому элемент имеет высокую коррозионную стойкость и структурную устойчивость.

Никелированный элемент по настоящему изобретению включает:

субстрат;

слой покрытия предварительной обработки, нанесенный на весь субстрат, на котором образуется слой омеднения; и

функциональный слой, образованный на слое омеднения, при этом функциональный слой имеет слой никеля с низким потенциалом и слой микропористого никеля, образованный на слое никеля с низким потенциалом.

В предпочтительном варианте осуществления разность потенциалов между слоем микропористого никеля и слоем никеля с низким потенциалом находится в диапазоне 10-120 мВ.

В предпочтительном варианте осуществления слой никеля с низким потенциалом включает одно из следующего: слой высокосернистого никеля и слой никеля с микротрещинами или слой комплексного покрытия из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами.

В предпочтительном варианте осуществления разность потенциалов между слоем микропористого никеля и слоем никеля с низким потенциалом находится в диапазоне 20-100 мВ.

В предпочтительном варианте осуществления, если в слое никеля с низким потенциалом применяется слой комплексного покрытия из слоя никеля с микротрещинами со слоем высокосернистого никеля, разность потенциалов между слоем никеля с микротрещинами и слоем высокосернистого никеля составляет 10-80 мВ. Когда коррозия достигает слоя никеля с низким потенциалом, поскольку потенциал слоя никеля с микротрещинами выше, чем у слоя высокосернистого никеля, последний корродирует в первую очередь как слой анодного покрытия, и коррозия слоя никеля с микротрещинами задерживается, тем самым далее увеличивая коррозионную стойкость.

Покрытый слоями никеля и хрома элемент по настоящему изобретению включает:

субстрат;

слой покрытия предварительной обработки, нанесенный на весь субстрат, на котором образуется слой омеднения; и

функциональный слой, образованный на слое омеднения, при этом функциональный слой имеет слой никеля с низким потенциалом и слой микропористого никеля, образованный на слое никеля с низким потенциалом; и

декоративный слой, образованный на слое микропористого никеля, при этом декоративный слой представляет собой слой покрытия трехвалентным хромом или слой покрытия шестивалентным хромом.

В предпочтительном варианте осуществления декоративный слой представляет собой слой покрытия трехвалентным хромом, а слой покрытия трехвалентным хромом представляет собой слой покрытия черным трехвалентным хромом или слой покрытия белым трехвалентным хромом или другими типами трехвалентного хрома.

Покрытый слоями никеля и хрома элемент по настоящему изобретению включает:

субстрат;

слой покрытия предварительной обработки, нанесенный на весь субстрат, на котором образуется слой омеднения; и

базовый слой, образованный на слое омеднения; и

функциональный слой, образованный на базовом слое, при этом функциональный слой имеет слой никеля с низким потенциалом и слой микропористого никеля, образованный на слое никеля с низким потенциалом; и

декоративный слой, образованный на слое микропористого никеля, при этом декоративный слой представляет собой слой покрытия трехвалентным хромом или слой покрытия шестивалентным хромом.

В предпочтительном варианте осуществления базовый слой включает один или несколько из следующего: слой полу блестящего никеля, слой высокосернистого никеля, слой блестящего никеля и слой сатинового никеля.

В предпочтительном варианте осуществления базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля со слоем блестящего никеля или слоем сатинового никеля, при этом слой полублестящего никеля образуется на слое омеднения, а слой блестящего никеля или слой сатинового никеля образуется на слое полублестящего никеля.

В предпочтительном варианте осуществления базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя высокосернистого никеля со слоем блестящего никеля, при этом слой полублестящего никеля образуется на слое омеднения, слой высоко сернистого никеля образуется на слое полублестящего никеля, а слой блестящего никеля образуется на слое высокосернистого никеля.

В предпочтительном варианте осуществления базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя высокосернистого никеля со слоем сатинового никеля, при этом слой полублестящего никеля образуется на слое омеднения, слой высокосернистого никеля образуется на слое полублестящего никеля, а слой сатинового никеля образуется на слое высоко сернистого никеля.

В предпочтительном варианте осуществления базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя блестящего никеля со слоем сатинового никеля, при этом слой полублестящего никеля образуется на слое омеднения, слой блестящего никеля образуется на слое полублестящего никеля, а слой сатинового никеля образуется на слое блестящего никеля.

В предпочтительном варианте осуществления разность потенциалов между любым из слоя блестящего никеля, и слоя сатинового никеля, и слоя никеля с низким потенциалом находится в диапазоне 0-100 мВ.

В предпочтительном варианте осуществления и разность потенциалов между слоем полублестящего никеля и слоем блестящего никеля, и разность потенциалов между слоем полублестящего никеля и слоем сатинового никеля находятся в диапазоне 100-200 мВ.

Способ производства покрытого слоями никеля и хрома элемента по настоящему изобретению включает:

предварительную обработку поверхности субстрата;

нанесение слоя покрытия предварительной обработки на весь субстрат и образование слоя омеднения на слое покрытия предварительной обработки; и

образование базового слоя на слое омеднения; и

образование функционального слоя на базовом слое; и

образование декоративного слоя на функциональном слое;

где базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля со слоем блестящего никеля или комплекс из слоя полублестящего никеля со слоем сатинового никеля, при этом слой полублестящего никеля образуется на слое омеднения, а слой блестящего никеля или слой сатинового никеля образуется на слое полублестящего никеля;

функциональный слой представляет собой комплекс из слоя никеля с низким потенциалом со слоем микропористого никеля, при этом слой никеля с низким потенциалом образуется на слое блестящего никеля или слое сатинового никеля, слой микропористого никеля образуется на слое никеля с низким потенциалом, а разность потенциалов между слоем микропористого никеля и слоем никеля с низким потенциалом составляет 10-120 мВ; и

декоративный слой образуется на слое микропористого никеля.

Разность потенциалов контролируют, чтобы она находилась в таком диапазоне, чтобы не было тенденции к образованию пузырьков в процессе нанесения. Между тем, слой покрытия имеет надежную и прочную структуру и не будет легко отпадать. Здесь слой никеля с низким потенциалом взаимодействует со слоем омеднения для непосредственного нанесения слоя с низким потенциалом на слой омеднения без какого-либо иного слоя покрытия, добавленного между ними.

Во всех решениях данного изобретения толщина слоя микропористого никеля составляет не менее чем 1,5 мкм, толщина слоя никеля с микротрещинами составляет не менее чем 1,0 мкм, толщина слоя высокосернистого никеля составляет не менее чем 1,0 мкм, толщина слоя покрытия полублестящим 9 никелем составляет не менее чем 8 мкм, и толщина слоя покрытия блестящим никелем составляет не менее чем 5 мкм. Если слой покрытия трехвалентным хромом используется как декоративный слой, на нем может быть образована пассивирующая пленка.

В первом аспекте настоящего изобретения обеспечивается никелированный элемент, включающий субстрат, слой покрытия предварительной обработки (который может включать один из слоя химической никелировки и базового слоя никеля или композит из слоя химической никелировки с базовым слоем никеля в зависимости от материала субстрата), образованный на всем субстрате; слой омеднения, образованный на слое покрытия предварительной обработки; функциональный слой, образованный на слое омеднения, в котором функциональный слой имеет слой никеля с низким потенциалом и слой микропористого никеля, образованный на слое никеля с низким потенциалом, и слой никеля с низким потенциалом функционального слоя образуется на слое омеднения; базовый слой может быть далее образован между слоем омеднения и функциональным слоем, в котором базовый слой образуется на слое омеднения, и функциональный слой образуется на базовом слое; слой микропористого никеля функционального слоя образуется на слое никеля с низким потенциалом; и разность потенциалов между слоем микропористого никеля и слоем никеля с низким потенциалом находится в диапазоне 10-120 мВ.

Функциональный слой может покрываться декоративным слоем в зависимости от требований к внешнему виду и других требований к изделию, в котором декоративный слой является слоем хромировки, представляющим собой слой покрытия белым трехвалентным хромом или слой покрытия черным трехвалентным хромом, или любую из других форм слоев покрытия трехвалентным или шестивалентным хромом. Декоративный слой образуется на слое покрытия микропористым никелем функционального слоя и может иметь любую из микропористой конфигурации и конфигурации с микротрещинами.

Во втором аспекте настоящего изобретения способ производства никелированного элемента по настоящему изобретению включает предварительную обработку поверхности субстрата (в котором предварительную обработку проводят выборочно в соответствии с материалом субстрата, включая предварительную обработку для металлических субстратов и таковую для неметаллических субстратов, включая ABS); нанесение слоя покрытия предварительной обработки на весь субстрат и образование слоя омеднения на слое покрытия предварительной обработки; образование слоя никеля с низким потенциалом функционального слоя на слое омеднения; образование слоя микропористого никеля функционального слоя на слое никеля с низким потенциалом и образование декоративного слоя на функциональном слое.

Согласно одному улучшению к способу производства никелированного элемента по настоящему изобретению слой никеля с низким потенциалом включает один из слоя высокосернистого никеля, слоя никеля с микротрещинами и композита из слоя высокосернистого никеля и слоя никеля с микротрещинами.

Химическое осаждение никеля относится к осаждению тонкой пленки электропроводного слоя на металлический палладий поверхности субстрата с каталитической активностью для содействия последующему гальваническому осаждению различных металлов.

Если на субстрате присутствуют и слой химической никелировки, и базовый слой никеля, то тонкая пленка электропроводного слоя образована на поверхности субстрата по окислительно-восстановительной реакции в процессе химического осаждения никеля. А при нанесении базового никеля слой никеля наносят на химический никель с помощью электрохимии для дальнейшего улучшения электропроводности слоя покрытия.

Слой омеднения предназначен для улучшения блеска и гладкости поверхности субстрата с помощью характеристики сульфата меди и для дальнейшего улучшения общей жесткости слоя покрытия. Слой омеднения имеет лучшую способность к растяжению, чем слои покрытия никелем и другими металлами. Следовательно, жесткость и гладкость всего слоя покрытия могут быть улучшены после нанесения слоя сульфата меди.

Слой покрытия полублестящим никелем предназначен для нанесения слоя полублестящего никеля на поверхность субстрата. Слой покрытия полублестящим никелем имеет столбчатую структуру для улучшения коррозионной стойкости слоя покрытия.

Слой покрытия блестящим никелем предназначен для нанесения слоя блестящего никеля на поверхность субстрата. Слой покрытия блестящим никелем имеет слоистую структуру для улучшения блеска слоя покрытия.

Слой покрытия никелем с микротрещинами относится к ровному слою покрытия, имеющему бесчисленные трещины, образованные на поверхности субстрата, которые могут отклонять ток коррозии и снижать плотность тока коррозии. Слой покрытия микропористым никелем относится к ровному слою покрытия, имеющему бесчисленные неэлектропроводные частицы, образованные на поверхности субстрата, которые могут далее отклонять ток коррозии, снижать плотность тока коррозии и окончательно улучшать коррозионную стойкость слоя покрытия.

На этапах химического осаждения никеля и нанесения базового никеля предварительно нанесенный слой никелировки имеет вспомогательную функцию, в которой борная кислота является не только стабилизатором, но также чернящей добавкой жидкости для гальванического покрытия, что может улучшить возможности покрытия и глубокого нанесения жидкости для гальванического покрытия и улучшить плотность слоя покрытия.

Антикоррозионный эффект может быть достигнут в изобретении, если слой покрытия с низким потенциалом задействует один слой никеля с микротрещинами или композитный никелевый слой из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами. Слой никеля с микротрещинами или слой микропористого никеля функционального слоя, или сочетание слоя никеля с микротрещинами со слоем микропористого никеля могут иметь антикоррозионный эффект и защищать субстрат в том, что металлом слоя покрытия/металлом субстрата на изделии легко образуется коррозионный элемент. Если потенциалы катода и анода определены, скорость коррозии контролируется соотношением подверженной воздействию площади металла слоя покрытия (катода) к таковой металла субстрата (анода). Если существует только один очаг коррозии, то соотношение катод/анод наибольшее, и ток коррозии концентрируется в этом очаге. Скорость коррозии становится высокой, и внутрь может развиваться точечная коррозия. Если на поверхности слоя металлического покрытия существует множество потенциальных очагов коррозии, то соотношение катод/анод низко, и ток коррозии распределяется однородно. Ток на начальных очагах коррозии очевидно снижается, и скорость коррозии значительно уменьшается. При этом разделение среди микропор или трещин образует прерывистый катод из слоя покрытия, и слой покрытия после разделения переходит от большой площади к малой, что далее ограничивает соотношение катод/анод. С течением времени, когда вследствие факторов обстоятельств на поверхности слоя покрытия образуются большие трещины, будет образован потенциальный коррозионный элемент из микротрещин и микропористой структуры для защиты очагов коррозии. В связи с этим плотность тока коррозии может быть снижена двумя способами, и коррозионная стойкость значительно улучшается.

Антикоррозионный принцип никеля с низким потенциалом описан далее.

На первом этапе, когда коррозионная среда удаляется с поверхности элемента, коррозия будет переводиться на распространение в никелевом слое в микропорах, поскольку на декоративном слое (например, слое хрома) имеется высоко антикоррозионный пассивирующий слой, и на поверхности слоя хрома существуют микропоры. Коррозия будет разделяться на множество областей вследствие прерывистости микропор, тогда как общее количество коррозии остается неизменным. Поэтому коррозия имеет место без влияния на внешний вид.

На втором этапе, когда коррозия достигает слоя никеля с низким потенциалом, никель с низким потенциалом корродирует первым как слой анодного покрытия (иными словами, слой никеля с низким потенциалом является предпочтительно жертвенным слоем), и коррозия в микропористом никеле прекращается, поскольку потенциал микропористого никеля выше, чем у никеля с низким потенциалом. К коррозии ведет большое количество прерывистых микротрещин, распространяющихся в вертикальном и поперечном направлениях трещин одновременно. Корродированная площадь слоя никеля станет значительно увеличенной и прерывистой. Эти микропоры сильно отклоняют ток коррозии, когда ток коррозии является установленным, что далее снижает скорость коррозии в отдельной точке и задерживает скорость коррозии. Тем временем слой хрома и присоединенный слой микропористого никеля на внешней поверхности защищены, что далее улучшает коррозионную стойкость поверхности изделия.

На третьем этапе, когда коррозия далее распространяется глубже в слой никеля с низким потенциалом, никель с низким потенциалом используется как слой анодного покрытия, поскольку потенциал слоя покрытия (например, слоя омеднения) под слоем никеля с низким потенциалом выше, чем у никеля с низким потенциалом. На этом коррозия в глубину прекращается, и коррозия происходит в поперечном направлении в никеле с низким потенциалом, что далее задерживает время коррозии для субстрата и значительно снижает скорость коррозии.

Данное изобретение имеет следующие преимущества по сравнению с предшествующим уровнем техники.

Во-первых, в данном изобретении после подвергания субстрата предварительной обработке установлена хорошая подготовка для последующего нанесения слоя никеля с низким потенциалом и слоя микропористого никеля, что обеспечивает стабильный процесс и разумное взаимодействие.

Во-вторых, слой микропористого никеля и слой никеля с низким потенциалом, полученные нанесением на поверхность субстрата по настоящему изобретению, имеют такие преимущества как высокая коррозионная стойкость, высокая твердость, высокая устойчивость к истиранию, высокая связующая сила между слоями покрытия и высокий блеск. Слой микропористого никеля, имеющий высокий потенциал, и слой никеля с низким потенциалом, имеющий несколько слоев никеля, имеющих низкий потенциал, используются как функциональный слой, а слой никеля с низким потенциалом является жертвенным слоем. Слой микропористого никеля, имеющий микропористую структуру, может отклонять микроток электрохимической коррозии, задерживать течение коррозии и обеспечивать поддержку для слоя никеля с низким потенциалом как жертвенного слоя путем окисления микропористой структуры с образованием оксида после серьезной коррозии слоя никеля с низким потенциалом, что снижает скорость разрушения слоя покрытия элемента. Слой никеля с низким потенциалом, используемый как жертвенный слой, имеет настолько более низкий потенциал, что он будет корродировать первым, когда слой покрытия на поверхности элемента подвергается электрохимической коррозии, а при наличии слоя микропористого никеля или слоя никеля с микротрещинами микропоры или микротрещины также могут отклонять микроток коррозии. Если снаружи слоя никеля с низким потенциалом далее обеспечивается внешний слой, например, декоративный слой или защитный слой, то микропоры или микротрещины могут обеспечить поддержку для внешнего слоя, тем самым улучшая прочность в отношении структуры материала. Помимо этого, настоящее изобретение применяет пористую структуру микропористого никеля и никеля с микротрещинами, что может улучшить поддерживающие свойства структуры материала и уменьшить массу слоев покрытия, а также денежные затраты. При этом микропористая структура может образовывать тонкую пленку оксида большой площади при протекании окисления и коррозии, что сильно задерживает течение коррозии.

В-третьих, в настоящем изобретении применяется жидкость для гальванического осаждения, имеющая небольшое воздействие на окружающую среду, что обеспечивает более экологически безвредный способ нанесения. Помимо этого, слои покрытия соединяются прочно и распределяются равномерно, и имеют более долгий срок службы. В связи с этим конечное изделие может удовлетворять требованиям пользователя в отношении внешнего вида и характеристик. Таким образом, способ по настоящему изобретению имеет высокую конкурентоспособность на рынке.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Данное изобретение будет более понятным из подробного описания, приведенного ниже только для иллюстрации и поэтому не являющегося ограничивающим данное изобретение, и в котором:

фиг. 1 представляет собой схематический вид структуры никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля со слоем блестящего никеля;

фиг. 2 представляет собой схематический вид структуры никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля со слоем сатинового никеля;

фиг. 3 представляет собой схематический вид структуры никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя высокосернистого никеля со слоем блестящего никеля;

фиг. 4 представляет собой схематический вид структуры никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя высокосернистого никеля со слоем сатинового никеля;

фиг. 5 представляет собой схематический вид структуры никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя блестящего никеля со слоем сатинового никеля;

фиг. 6 представляет собой схематический вид разности потенциалов никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором слой никеля с низким потенциалом представляет собой слой высокосернистого никеля или слой никеля с микротрещинами, а базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля со слоем блестящего никеля;

фиг. 7 представляет собой схематический вид разности потенциалов никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором слой никеля с низким потенциалом представляет собой слой высоко сернистого никеля или слой никеля с микротрещинами, а базовый слой представляет собой комплекс из слоя полу блестящего никеля со слоем сатинового никеля;

фиг. 8 представляет собой схематический вид разности потенциалов никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором слой никеля с низким потенциалом представляет собой слой высокосернистого никеля или слой никеля с микротрещинами, а базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя высоко сернистого никеля со слоем блестящего никеля;

фиг. 9 представляет собой схематический вид разности потенциалов никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором слой никеля с низким потенциалом представляет собой слой высокосернистого никеля или слой никеля с микротрещинами, а базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя высокосернистого никеля со слоем сатинового никеля;

фиг. 10 представляет собой схематический вид разности потенциалов никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором слой никеля с низким потенциалом представляет собой слой высокосернистого никеля или слой никеля с микротрещинами, а базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя блестящего никеля со слоем сатинового никеля;

фиг. 11 представляет собой схематический вид разности потенциалов никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором слой никеля с низким потенциалом представляет собой комплексный слой из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, а базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля со слоем блестящего никеля;

фиг. 12 представляет собой схематический вид разности потенциалов никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором слой никеля с низким потенциалом представляет собой комплексный слой из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, а базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля со слоем сатинового никеля;

фиг. 13 представляет собой схематический вид разности потенциалов никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором слой никеля с низким потенциалом представляет собой комплексный слой из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, а базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя высокосернистого никеля со слоем блестящего никеля;

фиг. 14 представляет собой схематический вид разности потенциалов никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором слой никеля с низким потенциалом представляет собой комплексный слой из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, а базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя высокосернистого никеля со слоем сатинового никеля;

фиг. 15 представляет собой схематический вид разности потенциалов никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, в котором слой никеля с низким потенциалом представляет собой комплексный слой из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, а базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя блестящего никеля со слоем сатинового никеля;

фиг. 16 представляет собой изображение металлографического микроскопа никелированного элемента из предшествующего уровня техники, подверженного CASS в течение 72 ч, в котором (а) показывает изображение металлографического микроскопа спереди образца, подверженного испытанию, и (b) показывает боковое (в разрезе) изображение металлографического микроскопа образца, подверженного испытанию;

фиг. 17 представляет собой изображение металлографического микроскопа никелированного элемента по настоящему изобретению, подверженного CASS в течение 72 ч, в котором (а) показывает изображение металлографического микроскопа спереди образца, подверженного испытанию, и (b) показывает боковое изображение металлографического микроскопа образца, подверженного испытанию;

фиг. 18 представляет собой изображение никелированного элемента из предшествующего уровня техники, подверженного испытанию брызгами хлорида кальция в течение 168 ч и 336 ч; и

фиг. 19 представляет собой изображение никелированного элемента по настоящему изобретению, подверженного испытанию брызгами хлорида кальция в течение 168 ч и 336 ч.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления данного изобретения будут описаны подробно ниже со ссылками на рисунки. Следует отметить, что эти варианты осуществления являются только иллюстрациями изобретения и не ограничивают объем изобретения. Такие используемые в данном документе слова, как "спереди", "сзади", "слева", "справа", "на" и "под", относятся к направлениям в фигурах, а слова "в" и "вне" относятся к ориентациям или направлениям к или от геометрического центра конкретного элемента соответственно.

Конфигурация слоя покрытия никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению будет описана ниже. В данном изобретении субстрат может включать металлы, неметаллы, включая ABS, и другие элементы, пригодные для гальванического покрытия. Продольная ось координат пропущена в фиг. 6-15. Более высокое или более низкое положение каждого слоя элемента показывает более высокий или более низкий потенциал упомянутого слоя.

Структурный вариант осуществления 1

Как показано на фиг. 1, многослойный супер антикоррозионный покрытый слоями никеля и хрома элемент согласно данному варианту осуществления включает субстрат 1 (материал ABS); слой 2 покрытия предварительной обработки, имеющий слой 809 химической никелировки, базовый никелевый слой 808 и слой 3 омеднения, в котором слой 809 химической никелировки нанесен на весь субстрат 1, базовый никелевый слой 808 нанесен на слой 809 химической никелировки, и слой 3 омеднения образуется на базовом никелевом слое 808; и базовый слой 6, образованный на слое 3 омеднения, в котором базовый слой 6 имеет слой 62 полублестящего никеля и слой 63 блестящего никеля, слой 62 полублестящего никеля образуется на слое 3 омеднения, и слой 63 блестящего никеля образуется на слое 62 полублестящего никеля; и функциональный слой 4, образованный на слое 63 блестящего никеля базового слоя 6, в котором функциональный слой 4 имеет слой 141 никеля с низким потенциалом и слой 142 микропористого никеля, слой 141 никеля с низким потенциалом представляет собой слой высокосернистого никеля и слой никеля с микротрещинами (при этом слой высоко сернистого никеля образуется на слое 3 омеднения, и слой никеля с микротрещинами образуется на слое высокосернистого никеля; или слой никеля с микротрещинами образуется на слое 3 омеднения, и слой высокосернистого никеля образуется на слое никеля с микротрещинами), и слой 142 микропористого никеля образуется на слое никеля 141 с низким потенциалом; и декоративный слой 802, образованный на слое 142 микропористого никеля, в котором декоративный слой представляет собой слой покрытия белым трехвалентным хромом.

Из диаграмм потенциала слоев покрытия фигур 6 и 11 можно видеть, что слой никеля с низким потенциалом является жертвенным слоем, будучи подверженным коррозии вне зависимости от того, является ли слой никеля с низким потенциалом единым слоем или композитным слоем в данном варианте осуществления. Если слой никеля с низким потенциалом представляет собой композитный слой из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, потенциалы слоя высокосернистого никеля и слоя никеля с микротрещинами будут регулироваться в соответствии с реальными производственными процессами, в которых слой высокосернистого никеля имеет более высокий потенциал или слой никеля с микротрещинами имеет более высокий потенциал. Слой блестящего никеля будет корродировать первым в свете приоритета электрической коррозии для снижения повреждения структуры поверхностного слоя, когда слой никеля с низким потенциалом полностью прокорродирует.

Структурный вариант осуществления 2

Как показано на фиг. 2, многослойный супер антикоррозионный покрытый никелем-хромом элемент согласно данному варианту осуществления включает субстрат 1 (материал ABS); слой 2 покрытия предварительной обработки, имеющий слой 809 химической никелировки, базовый никелевый слой 808 и слой 3 омеднения, в котором слой 809 химической никелировки нанесен на весь субстрат 1, базовый никелевый слой 808 нанесен на слой 809 химической никелировки, и слой 3 омеднения образуется на базовом никелевом слое 808; и базовый слой 6, образованный на слое 3 омеднения, в котором базовый слой 6 имеет слой 62 полублестящего никеля и слой 64 сатинового никеля, слой 62 полублестящего никеля образуется на слое 3 омеднения, и слой 64 сатинового никеля образуется на слое 62 полублестящего никеля; и функциональный слой 4, образованный на слое 64 сатинового никеля базового слоя 6, в котором функциональный слой 4 имеет слой 141 никеля с низким потенциалом и слой 142 микропористого никеля, слой 141 никеля с низким потенциалом представляет собой слой высокосернистого никеля и слой никеля с микротрещинами (при этом слой высокосернистого никеля образуется на слое 3 омеднения, и слой никеля с микротрещинами образуется на слое высокосернистого никеля; или слой никеля с микротрещинами образуется на слое 3 омеднения, и слой высокосернистого никеля образуется на слое никеля с микротрещинами), и слой 142 микропористого никеля образуется на слое 141 никеля с низким потенциалом; и декоративный слой 802, образованный на слое 142 микропористого никеля, в котором декоративный слой представляет собой слой покрытия белым трехвалентным хромом.

Из диаграмм потенциала слоев покрытия фигур 7 и 12 можно видеть, что слой никеля с низким потенциалом является расходуемым слоем, будучи подверженным коррозии вне зависимости от того, является ли слой никеля с низким потенциалом единым слоем или композитным слоем в данном варианте осуществления. Если слой никеля с низким потенциалом представляет собой композитный слой из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, потенциалы слоя высокосернистого никеля и слоя никеля с микротрещинами будут регулироваться в соответствии с реальными производственными процессами, в которых слой высокосернистого никеля имеет более высокий потенциал или слой никеля с микротрещинами имеет более высокий потенциал. Слой сатинового никеля будет корродировать первым в свете приоритета электрической коррозии для снижения повреждения структуры поверхностного слоя, когда слой никеля с низким потенциалом полностью прокорродирует.

Структурный вариант осуществления 3

Как показано на фиг. 3, многослойный супер антикоррозионный покрытый слоями никеля и хрома элемент согласно данному варианту осуществления включает субстрат 1 (материал ABS); слой 2 покрытия предварительной обработки, имеющий слой 809 химической никелировки, базовый никелевый слой 808 и слой 3 омеднения, в котором слой 809 химической никелировки нанесен на весь субстрат 1, базовый никелевый слой 808 нанесен на слой 809 химической никелировки, и слой 3 омеднения образуется на базовом никелевом слое 808; и базовый слой 6, образованный на слое 3 омеднения, в котором базовый слой 6 имеет слой 62 полублестящего никеля, слой 61 высокосернистого никеля и слой 63 блестящего никеля, слой 62 полублестящего никеля образуется на слое 3 омеднения, слой 61 высокосернистого никеля образуется на слое 62 полублестящего никеля, и слой 63 блестящего никеля образуется на слое 61 высокосернистого никеля; и функциональный слой 4, образованный на слое 63 блестящего никеля базового слоя 6, в котором функциональный слой 4 имеет слой 141 никеля с низким потенциалом и слой 142 микропористого никеля, слой 141 никеля с низким потенциалом представляет собой слой высокосернистого никеля и слой никеля с микротрещинами (при этом слой высокосернистого никеля образуется на слое 3 омеднения, и слой никеля с микротрещинами образуется на слое высокосернистого никеля; или слой никеля с микротрещинами образуется на слое 3 омеднения, и слой высокосернистого никеля образуется на слое никеля с микротрещинами), и слой 142 микропористого никеля образуется на слое 141 никеля с низким потенциалом; и декоративный слой 802, образованный на слое 142 микропористого никеля, в котором декоративный слой представляет собой слой покрытия белым трехвалентным хромом.

Из диаграмм потенциала слоев покрытия фигур 8 и 13 можно видеть, что слой никеля с низким потенциалом является жертвенным слоем, будучи подверженным коррозии вне зависимости от того, является ли слой никеля с низким потенциалом единым слоем или композитным слоем в данном варианте осуществления. Если слой никеля с низким потенциалом представляет собой композитный слой из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, потенциалы слоя высокосернистого никеля и слоя никеля с микротрещинами будут регулироваться в соответствии с реальными производственными процессами, в которых слой высокосернистого никеля имеет более высокий потенциал или слой никеля с микротрещинами имеет более высокий потенциал. Слой блестящего никеля будет корродировать первым в свете приоритета электрической коррозии для снижения повреждения структуры поверхностного слоя, когда слой никеля с низким потенциалом полностью прокорродирует.

Структурный вариант осуществления 4

Как показано на фиг. 4, многослойный супер антикоррозионный покрытый слоями никеля и хрома элемент согласно данному варианту осуществления включает субстрат 1 (материал ABS); слой 2 покрытия предварительной обработки, имеющий слой 809 химической никелировки, базовый никелевый слой 808 и слой 3 омеднения, в котором слой 809 химической никелировки нанесен на весь субстрат 1, базовый никелевый слой 808 нанесен на слой 809 химической никелировки, и слой 3 омеднения образуется на базовом никелевом слое 808; и базовый слой 6, образованный на слое 3 омеднения, в котором базовый слой 6 имеет слой 62 полублестящего никеля, слой 61 высокосернистого никеля и слой 64 сатинового никеля, слой 62 полублестящего никеля образуется на слое 3 омеднения, слой 61 высокосернистого никеля образуется на слое 62 полублестящего никеля, и слой 64 сатинового никеля образуется на слое 61 высокосернистого никеля; и функциональный слой 4, образованный на слое 64 сатинового никеля базового слоя 6, в котором функциональный слой 4 имеет слой 141 никеля с низким потенциалом и слой 142 микропористого никеля, слой 141 никеля с низким потенциалом представляет собой слой высокосернистого никеля и слой никеля с микротрещинами (при этом слой высокосернистого никеля образуется на слое 3 омеднения, и слой никеля с микротрещинами образуется на слое высокосернистого никеля; или слой никеля с микротрещинами образуется на слое 3 омеднения, и слой высокосернистого никеля образуется на слое никеля с микротрещинами), и слой 142 микропористого никеля образуется на слое 141 никеля с низким потенциалом; и декоративный слой 802, образованный на слое 142 микропористого никеля, в котором декоративный слой представляет собой слой покрытия белым трехвалентным хромом.

Из диаграмм потенциала слоев покрытия фигур 9 и 14 можно видеть, что слой никеля с низким потенциалом является жертвенным слоем, будучи подверженным коррозии вне зависимости от того, является ли слой никеля с низким потенциалом единым слоем или композитным слоем в данном варианте осуществления. Если слой никеля с низким потенциалом представляет собой композитный слой из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, потенциалы слоя высокосернистого никеля и слоя никеля с микротрещинами будут регулироваться в соответствии с реальными производственными процессами, в которых слой высокосернистого никеля имеет более высокий потенциал или слой никеля с микротрещинами имеет более высокий потенциал. Слой сатинового никеля будет корродировать первым в свете приоритета электрической коррозии для снижения повреждения структуры поверхностного слоя, когда слой никеля с низким потенциалом полностью прокорродирует.

Структурный вариант осуществления 5

Как показано на фиг. 5, многослойный супер антикоррозионный покрытый слоями никеля и хрома элемент согласно данному варианту осуществления включает субстрат 1 (материал ABS); слой 2 покрытия предварительной обработки, имеющий слой 809 химической никелировки, базовый никелевый слой 808 и слой 3 омеднения, в котором слой 809 химической никелировки нанесен на весь субстрат 1, базовый никелевый слой 808 нанесен на слой 809 химической никелировки, и слой 3 омеднения образуется на базовом никелевом слое 808; и базовый слой 6, образованный на слое 3 омеднения, в котором базовый слой 6 имеет слой 62 полублестящего никеля, слой 63 блестящего никеля и слой 64 сатинового никеля, слой 62 полублестящего никеля образуется на слое 3 омеднения, слой 63 блестящего никеля образуется на слое 62 полублестящего никеля, и слой 64 сатинового никеля образуется на слое 63 блестящего никеля; и функциональный слой 4, образованный на слое 64 сатинового никеля базового слоя 6, в котором функциональный слой 4 имеет слой 141 никеля с низким потенциалом и слой 142 микропористого никеля, слой 141 никеля с низким потенциалом представляет собой слой высокосернистого никеля и слой никеля с микротрещинами (при этом слой высокосернистого никеля образуется на слое 3 омеднения, и слой никеля с микротрещинами образуется на слое высокосернистого никеля; или слой никеля с микротрещинами образуется на слое 3 омеднения, и слой высокосернистого никеля образуется на слое никеля с микротрещинами), и слой 142 микропористого никеля образуется на слое 141 никеля с низким потенциалом; и декоративный слой 802, образованный на слое 142 микропористого никеля, в котором декоративный слой представляет собой слой покрытия белым трехвалентным хромом.

Из диаграмм потенциала слоев покрытия фигур 10 и 15 можно видеть, что слой никеля с низким потенциалом является жертвенным слоем, будучи подверженным коррозии вне зависимости от того, является ли слой никеля с низким потенциалом единым слоем или композитным слоем в данном варианте осуществления. Если слой никеля с низким потенциалом представляет собой композитный слой из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, потенциалы слоя высокосернистого никеля и слоя никеля с микротрещинами будут регулироваться в соответствии с реальными производственными процессами, в которых слой высокосернистого никеля имеет более высокий потенциал или слой никеля с микротрещинами имеет более высокий потенциал. Слой сатинового никеля или слой блестящего никеля будет корродировать первым в свете приоритета электрической коррозии для снижения повреждения структуры поверхностного слоя, когда слой никеля с низким потенциалом полностью прокорродирует.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 6-10 и структурными вариантами осуществления 1-5 состоит в том, что слой 141 хрома с низким потенциалом представляет собой слой никеля с микротрещинами.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 11-15 и структурными вариантами осуществления 1-5 состоит в том, что слой 141 хрома с низким потенциалом представляет собой слой высокосернистого никеля.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 16-30 и структурными вариантами осуществления 1-15 состоит в том, что декоративный слой 802 представляет собой слой покрытия шестивалентным хромом.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 31-45 и структурными вариантами осуществления 1-15 состоит в том, что декоративный слой 802 представляет собой слой покрытия черным трехвалентным хромом.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 46-90 и структурными вариантами осуществления 1-45 состоит в том, что слой 2 покрытия предварительной обработки имеет базовый никелевый слой 808 и слой 3 омеднения, базовый никелевый слой 808 нанесен на весь субстрат 1, а слой 3 омеднения образуется на базовом никелевом слое 808.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 91-135 и структурными вариантами осуществления 1-45 состоит в том, что слой 2 покрытия предварительной обработки имеет слой 809 химической никелировки и слой 3 омеднения, слой 809 химической никелировки нанесен на весь субстрат 1, а слой 3 омеднения образуется на слое 809 химической никелировки.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 136-180 и структурными вариантами осуществления 1-45 состоит в том, что не существует слоя 2 покрытия предварительной обработки, а слой 3 омеднения образуется на субстрате 1 непосредственно.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 181-360 и структурными вариантами осуществления 1-180 состоит в том, что субстрат 1 представляет собой материал полипропилен.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 361-540 и структурными вариантами осуществления 1-180 состоит в том, что субстрат 1 представляет собой материал нейлон.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 541-720 и структурными вариантами осуществления 1-180 состоит в том, что субстрат 1 представляет собой материал поликарбонат.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 721-900 и структурными вариантами осуществления 1-180 состоит в том, что субстрат 1 представляет собой материал полиэтилентерефталат.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 901-1080 и структурными вариантами осуществления 1-180 состоит в том, что субстрат 1 представляет собой материал бакелит.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 1081-1260 и структурными вариантами осуществления 1-180 состоит в том, что субстрат представляет собой материал чугун, включая, но без ограничения, серый чугун, белый чугун, высокопрочный чугун, чугун с червеобразным графитом, ковкий чугун и легированный чугун.

Единственное различие между структурными вариантами осуществления 1261-1440 и структурными вариантами осуществления 1-180 состоит в том, что субстрат 1 представляет собой материал сталь, включая все типы обычных сталей и нержавеющих сталей, материал алюминиевый сплав и материал магниевый сплав.

Субстрат 1, примененный в данном изобретении, может быть другими материалами, на поверхность которых могут осаждаться слои меди, никеля и хрома.

Растворитель, используемый для решения вариантов осуществления настоящего изобретения, является водой, включая, но без ограничения, дистиллированную воду, деионизированную воду и воду с низкой жесткостью, если это не показано отдельно. Концентрация растворителя будет измеряться на основе единичного объема или массы раствора.

Субстраты для элементов следующих вариантов осуществления предпочтительно используют ABS материалы для иллюстрирования способов подготовки никелированного и/или хромированного элемента по настоящему изобретению.

Варианты осуществления подготовки 1-5

Никелированный элемент готовят в соответствии со следующим вариантом осуществления изобретения. Поверхность субстрата предварительно обрабатывают следующими последовательными этапами, включая обезжиривание поверхности, гидрофильную обработку поверхности, огрубляющую обработку поверхности, нейтрализующую обработку поверхности, обработку перед погружением и обработку по активации поверхности и обработку по диспергированию поверхности. Предварительно обработанный слой покрытия (включающий химически осажденный никель и базовый никель, и то, резервировать ли слой покрытия предварительной обработки, так же, как и композицию слоя покрытия предварительной обработки, должно быть гибко определено в соответствии с материалом субстрата и требованиями к процессу и изделию) наносят на весь субстрат, слой химической никелировки и базовый слой никеля последовательно образуют наружу на поверхности субстрата, и на слое покрытия предварительной обработки образуют слой омеднения (из базового слоя никеля). Слой полублестящего никеля образуют на слое омеднения. Слой блестящего никеля образуют на слое блестящего никеля. Слой с низким потенциалом функционального слоя образуют на слое омеднения, в котором слой никеля с более низким потенциалом представляет собой слой высокосернистого никеля. Слой микропористого никеля функционального слоя образуют на слое высокосернистого никеля. Декоративный слой образуют на слое микропористого никеля.

Разность потенциалов между слоем микропористого никеля и слоем никеля с низким потенциалом может быть любой из 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 и 100 мВ или любым другим значением в диапазоне 20-100 мВ. В качестве разности потенциалов между слоем микропористого никеля и слоем никеля с низким потенциалом в каждом из соответствующих вариантов осуществления 1-5 могут быть выбраны различные значения из 20-100 мВ, например, 20, 40, 60, 80 и 100 мВ. Разность потенциалов между слоем микропористого никеля и слоем никеля с низким потенциалом может также быть такой же, как любая другая, во всех вариантах осуществления.

Разность потенциалов между слоем блестящего никеля и слоем никеля с низким потенциалом может быть любой из 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 и 100 мВ или любым другим значением в диапазоне 20-100 мВ. В качестве разности потенциалов между слоем блестящего никеля и слоем никеля с низким потенциалом в каждом из соответствующих вариантов осуществления 1-5 могут быть выбраны различные значения из 0-100 мВ, например, 0, 30, 60, 80 и 100 мВ. Разность потенциалов между слоем блестящего никеля и слоем никеля с низким потенциалом может также быть такой же, как любая другая, во всех вариантах осуществления.

Разность потенциалов между слоем полублестящего никеля и слоем блестящего никеля может быть любой из 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 и 200 мВ или любым другим значением в диапазоне 100-200 мВ. В качестве разности потенциалов между слоем полублестящего никеля и слоем блестящего никеля в каждом из соответствующих вариантов осуществления 1-5 могут быть выбраны различные значения из 100-200 мВ, например, 100, 120, 150, 180 и 200 мВ. Разность потенциалов между слоем полублестящего никеля и слоем блестящего никеля может также быть такой же, как любая другая, во всех вариантах осуществления.

Способ гальванического осаждения никеля на упомянутый покрытый слоями никеля и хрома элемент включает следующие этапы:

(1) Обезжиривание поверхности - очистка в смешанном растворе гидроксида натрия NaOH, карбоната натрия Na₂CO₃, силиката натрия Na₂SiO₃. Концентрация каждого компонента смешанного раствора в каждом варианте осуществления отображена в Таблице 1.

(2) Процесс гидрофильной обработки поверхности - осуществляют в серной кислоте H₂SO₄ и средстве обработки поверхности. На этом этапе концентрация средства обработки поверхности и серной кислоты H₂SO₄ в каждом варианте осуществления отображена в Таблице 2.

(3) Огрубляющая обработка поверхности - осуществляют в смешанном растворе триоксида хрома CrO₃ и серной кислоты H₂SO₄. На этом этапе концентрация триоксида хрома CrO₃ и серной кислоты H₂SO₄ в каждом варианте осуществления отображена в Таблице 3.

(4) Нейтрализующая обработка поверхности - для этой обработки элемент, подверженный огрубляющей обработке поверхности, опускают в раствор соляной кислоты. На этом этапе концентрация раствора соляной кислоты в каждом варианте осуществления отображена в Таблице 4.

(5) Обработка поверхности перед погружением - для этой обработки элемент, подверженный нейтрализующей обработке поверхности, опускают в раствор соляной кислоты. На этом этапе концентрация раствора соляной кислоты в каждом варианте осуществления отображена в Таблице 5.

(6) Обработка по активации поверхности - осуществляют с помощью коллоидного раствора палладия. Концентрация хлорида палладия PdCl₂ и дихлорида олова SnCl₂ в коллоидном растворе палладия в каждом варианте осуществления отображены в Таблице 6.

(7) Обработка по диспергированию поверхности - осуществляют в растворе серной кислоты H₂SO₄. На этом этапе концентрация раствора серной кислоты в каждом варианте осуществления отображена в Таблице 7.

Вышеизложенные процессы предварительной обработки для субстрата из материала ABS должны быть также применимы для процессов предварительной обработки субстратов из других неметаллических материалов. При использовании субстрата из металлов последующий процесс нанесения можно проводить сразу после процесса обезжиривания в обработке обезжиривания поверхности. При этом конкретные процессы также применимы к соответствующим процессам в фундаментальных процессах предварительной обработки для субстрата из неметаллических материалов.

(8) Химическое осаждение никеля - осуществляют в смешанном растворе сульфата никеля Ni₂SO₄-6H₂O, гипофосфита натрия NaH₂PO₃-H₂O с цитратом натрия C₆H₅NaO₇. На этом этапе концентрация различных компонентов в смешанном растворе в каждом варианте осуществления отображена в Таблице 8.

(9) Нанесение базового никеля - осуществляют в смешанном растворе водного сульфата никеля Ni₂SO₄-6H₂O, водного хлорида никеля NiCl₂-6H₂O с борной кислотой H₃BO₃. На этом этапе концентрация различных компонентов в смешанном растворе в каждом варианте осуществления отображена в Таблице 9.

(10) Нанесение слоя меди - осуществляют в смешанном растворе сульфата меди CuSO₄ с серной кислотой H₂SO₄. На этом этапе концентрация сульфата меди CuSO₄ и серной кислоты H₂SO₄ в смешанном растворе в каждом варианте осуществления отображена в Таблице 10.

(11) Нанесение слоя полублестящего никеля - осуществляют в смешанном растворе водного сульфата никеля Ni₂SO₄-6H₂O, хлорида никеля NiCl₂-6H₂O с борной кислотой H₃BO₃. На этом этапе концентрация различных компонентов в смешанном растворе в каждом варианте осуществления отображена в Таблице 11, а другие параметры процесса нанесения полублестящего никеля приведены в Таблице 12.

(12) Нанесение слоя блестящего никеля - осуществляют в смешанном растворе водного сульфата никеля Ni₂SO₄-6H₂O, водного хлорида никеля NiCl₂-6H₂O с борной кислотой H₃BO₃. На этом этапе концентрация различных компонентов в смешанном растворе в каждом варианте осуществления отображена в Таблице 13, а другие параметры процесса нанесения полублестящего никеля приведены в Таблице 14.

(13) Нанесение слоя высокосернистого никеля (слоя никеля с низким потенциалом) и слоя микропористого никеля - в процессах нанесения микропористого никеля и высокосернистого никеля жидкость для гальванического осаждения та же, что и смешанный раствор водного сульфата никеля Ni₂SO₄-6H₂O, водного хлорида никеля NiCl₂-6H₂O с борной кислотой Н₃ВО₃. Концентрации различных компонентов в смешанном растворе в каждом варианте осуществления для нанесения высоко сернистого и микропористого никеля приведены в Таблице 15 и 17 соответственно, в которых блескообразующее средство для слоя никеля представляет собой Enthone 63, первичное блескообразующее средство для слоя никеля представляет собой Enthone 610CFC, и переносчик частиц для слоя никеля представляет собой Enthone Enhancer; а другие параметры процессов для нанесения высокосернистого и микропористого никеля показаны в Таблице 16 и 18 соответственно.

(14) Нанесение декоративного слоя - осуществляют в смешанном растворе, содержащем хлорид хрома и формиат калия. На этом этапе концентрация различных компонентов в смешанном растворе в каждом варианте осуществления отображена в Таблице 19.

Единственное различие между вариантами осуществления подготовки 6-10 и вариантами осуществления подготовки 1-5 состоит в том, что слой никеля с низким потенциалом представляет собой слой с микротрещинами, а жидкость для гальванического осаждения, как показано в Таблице 20, применяют для нанесения слоя никеля с микротрещинами. Другие параметры для процесса нанесения никеля с микротрещинами показаны в Таблице 21.

Единственное различие между вариантами осуществления подготовки 11-15 и вариантами осуществления подготовки 1-5 состоит в том, что слой никеля с низким потенциалом содержит комплекс из слоя высокосернистого никеля (жидкость для гальванического осаждения для каждого погружения показана в Таблице 15 в соответствующей последовательности) и слоя никеля с микротрещинами (жидкость для гальванического осаждения для каждого погружения показана в Таблице 20 в соответствующей последовательности). При этом разность потенциалов между слоем никеля с микротрещинами и слоем высокосернистого никеля может быть любой из 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 и 80 мВ или любым другим значением в диапазоне 10-80 мВ. В качестве разности потенциалов между слоем никеля с микротрещинами и слоем высокосернистого никеля в каждом из соответствующих вариантов осуществления 11-15 могут быть выбраны различные значения из 10-80 мВ, например, 10, 20, 40, 60 и 80 мВ. Разность потенциалов между слоем никеля с микротрещинами и слоем высокосернистого никеля может также быть такой же, как любая другая, во всех вариантах осуществления.

Единственное различие между вариантами осуществления подготовки 16-30 и вариантами осуществления подготовки 1-15 состоит в том, что слой блестящего никеля заменяют на слой сатинового никеля и для нанесения слоя сатинового никеля применяют жидкость для гальванического осаждения, как показано в Таблице 22 (для обозначения вариантов осуществления использован случайный номер).

Единственное различие между вариантами осуществления подготовки 31-60 и вариантами осуществления подготовки 1-30 состоит в том, что слой из белого трехвалентного хрома в декоративном слое заменяют на слой из черного трехвалентного хрома и для нанесения слоя из черного трехвалентного хрома соответственно применяют жидкость для гальванического осаждения, как показано в Таблице 23 (для обозначения вариантов осуществления использован случайный номер).

Единственное различие между вариантами осуществления подготовки 61-90 и вариантами осуществления подготовки 1-30 состоит в том, что слой из белого трехвалентного хрома в декоративном слое заменяют на слой из шестивалентного хрома и для нанесения слоя из шестивалентного хрома соответственно применяют жидкость для гальванического осаждения, как показано в Таблице 24 (для обозначения вариантов осуществления использован случайный номер).

В описанных выше вариантах осуществления подготовки PN-1A и PN-2A оба являются продуктами, доступными на рынке от Atotech (Китай) Chemicals Ltd.

В связи со всеми вышеизложенными вариантами осуществления можно видеть, что все варианты осуществления могут стабильно подвергаться испытанию CASS в течение более чем 96-120 ч (что соответствует 40-48 ч в предшествующем уровне техники) и испытанию брызгами хлорида кальция в течение более чем 336 ч (изделие, полученное согласно предшествующему уровню техники, нестабильно и не может быть оценено на предмет наличия таких характеристик).

Субстрат, применяемый в настоящем изобретении, может быть изготовлен из материалов, включающих С, полипропилен, ПВХ, ПЭТ, бакелит и металлические материалы. Если субстрат изготовлен из материалов, отличных от ABS, то слой покрытия предварительной обработки может существовать или не существовать в зависимости от характеристик фактических материалов и требований по обработке.

Фиг. 17 показывает состояние коррозии никелированного элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, подверженного испытанию CASS в течение 72 ч. Фиг. 16 показывает состояние коррозии никелированного элемента согласно предшествующему уровню техники, подвергаемого испытанию CASS в течение 72 ч. (при тех же экспериментальных условиях). Сравнивая фиг. 17 с фиг. 16, можно непосредственно видеть, что образец согласно предшествующему уровню техники имеет отслоившиеся слои покрытия значительной протяженности и коррозионные впадины 21, образованные после коррозии, а качество слоя покрытия изделия серьезно ухудшено. На фиг. 3 можно видеть, что никелированный образец согласно настоящему изобретению имеет определенное число поверхностных микропор 31 на его поверхности, и в разрезе имеются лишь небольшие коррозионные поры 32. Ни поверхностные микропоры, ни коррозионные поры, образованные в жертвенном слое, не могут разрушить слой покрытия элемента. При этом не будет оказано влияние ни на применимость, ни на внешний вид изделия.

Фиг. 18 и фиг. 19 соответственно показывают состояние коррозии поверхности образца никелированного элемента согласно предшествующему уровню техники и образца поверхности никелированного элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, подвергаемого испытанию брызгами хлорида кальция в течение 336 ч, 336 ч и 168 ч, в которых круглые части относятся к областям, подвергаемым испытаниям. Из фигур можно установить, что поверхности никелированного элемента согласно предшествующему уровню техники подвержены коррозии в различных степенях, а образцы согласно настоящему изобретению корродировали незначительно и без изменения цвета.

Таким образом, никелированный элемент, полученный согласно настоящему изобретению, имеет лучшую устойчивость и коррозионную стойкость для слоя покрытия, а никелированный элемент более долговечен и имеет более эстетичный внешний вид.

Любые аспекты, не описанные исчерпывающим образом в вариантах осуществления настоящего изобретения, также находятся в рамках настоящего изобретения.

Технические решения, описанные настоящим изобретением, не ограничены теми, что описаны в вариантах осуществления, и должны охватывать технические решения, полученные сочетанием вышеизложенных элементов любым образом. Конкретные варианты осуществления, описанные в данном документе, являются только иллюстрацией сущности изобретения. Специалистам в данной области очевидно, что различные модификации и усовершенствования данных вариантов осуществления могут быть выполнены без отступления от сущности или объема, определенных прилагаемой формулой изобретения.

Список позиционных обозначений

1 Субстрат

2 Слой покрытия предварительной обработки

21 Коррозионная впадина

3 Слой омеднения

31 Поверхностная микропора

32 Коррозионная пора

4 Функциональный слой

141 Слой никеля с низким потенциалом

142 Слой микропористого никеля

801 Коррозионная среда

802 Декоративный слой

805 Коррозионная поверхность

808 Базовый никелевый слой

809 Слой химической никелировки

810 ABS субстрат

6 Базовый слой

61 Слой высокосернистого никеля

62 Слой полублестящего никеля

63 Слой блестящего никеля

64 Слой сатинового никеля.

Изобретение относится к области гальванотехники. Элемент с многослойным покрытием включает субстрат, слой покрытия предварительной обработки, имеющий слой химического никелирования и никелевый слой и нанесенный на весь субстрат, на котором образуется слой омеднения и функциональный слой, образованный на слое омеднения, при этом функциональный слой имеет слой никеля с низким потенциалом, включающий одно из следующего: слой высокосернистого никеля и слой никеля с микротрещинами или слой комплексного покрытия из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, и слой микропористого никеля, образованный на слое никеля с низким потенциалом. Технический результат: значительное повышение коррозионной стойкости и устойчивости всего элемента, обеспечение хорошего равномерного блеска и связующего эффекта слоев покрытия. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 24 табл., 19 ил.

1. Элемент с многослойным покрытием, включающий:

субстрат;

слой покрытия предварительной обработки, имеющий слой химического никелирования и никелевый слой и нанесенный на весь субстрат, на котором образуется слой омеднения; и

функциональный слой, образованный на слое омеднения, при этом функциональный слой имеет слой никеля с низким потенциалом, включающий одно из следующего: слой высокосернистого никеля и слой никеля с микротрещинами или слой комплексного покрытия из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, и слой микропористого никеля, образованный на слое никеля с низким потенциалом.

2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что разность потенциалов между слоем микропористого никеля и слоем никеля с низким потенциалом находится в диапазоне 10-120 мВ.

3. Элемент по п. 2, отличающийся тем, что разность потенциалов между слоем микропористого никеля и слоем никеля с низким потенциалом находится в диапазоне 20-100 мВ.

4. Элемент по п. 2, отличающийся тем, что если в слое никеля с низким потенциалом применяется слой комплексного покрытия из слоя никеля с микротрещинами со слоем высокосернистого никеля, то разность потенциалов между слоем никеля с микротрещинами и слоем высокосернистого никеля составляет 10-80 мВ.

5. Элемент с многослойным покрытием, включающий:

субстрат;

слой покрытия предварительной обработки, имеющий слой химического никелирования и никелевый слой и нанесенный на весь субстрат, на котором образуется слой омеднения; и

функциональный слой, образованный на слое омеднения, при этом функциональный слой имеет слой никеля с низким потенциалом, включающий одно из следующего: слой высокосернистого никеля и слой никеля с микротрещинами или слой комплексного покрытия из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, и слой микропористого никеля, образованный на слое никеля с низким потенциалом; и

декоративный слой, образованный на слое микропористого никеля, при этом декоративный слой представляет собой слой покрытия трехвалентным хромом или слой покрытия шестивалентным хромом.

6. Элемент по п. 5, отличающийся тем, что декоративный слой представляет собой слой покрытия трехвалентным хромом, а слой покрытия трехвалентным хромом представляет собой слой покрытия черным трехвалентным хромом или слой покрытия белым трехвалентным хромом.

7. Элемент с многослойным покрытием, включающий:

субстрат;

слой покрытия предварительной обработки, имеющий слой химического никелирования и никелевый слой и нанесенный на весь субстрат, на котором образуется слой омеднения; и

базовый слой, образованный на слое омеднения и включающий один или несколько из следующего: слой полублестящего никеля, слой высокосернистого никеля, слой блестящего никеля и слой сатинового никеля; и

функциональный слой, образованный на базовом слое, при этом функциональный слой имеет слой никеля с низким потенциалом, включающий одно из следующего: слой высокосернистого никеля и слой никеля с микротрещинами или слой комплексного покрытия из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, и слой микропористого никеля, образованный на слое никеля с низким потенциалом; и декоративный слой, образованный на слое микропористого никеля, при этом декоративный слой представляет собой слой покрытия трехвалентным хромом или слой покрытия шестивалентным хромом.

8. Элемент по п. 7, отличающийся тем, что базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля со слоем блестящего никеля или слоем сатинового никеля, при этом слой полублестящего никеля образуется на слое омеднения, а слой блестящего никеля или слой сатинового никеля образуется на слое полублестящего никеля.

9. Элемент по п. 7, отличающийся тем, что базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя высокосернистого никеля со слоем блестящего никеля, при этом слой полублестящего никеля образуется на слое омеднения, слой высокосернистого никеля образуется на слое пол у блестящего никеля, а слой блестящего никеля образуется на слое высокосернистого никеля.

10. Элемент по п. 7, отличающийся тем, что базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя высокосернистого никеля со слоем сатинового никеля, при этом слой полублестящего никеля образуется на слое омеднения, слой высокосернистого никеля образуется на слое полублестящего никеля, а слой сатинового никеля образуется на слое высокосернистого никеля.

11. Элемент по п. 7, отличающийся тем, что базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля, слоя блестящего никеля со слоем сатинового никеля, при этом слой полублестящего никеля образуется на слое омеднения, слой блестящего никеля образуется на слое полублестящего никеля,

а слой сатинового никеля образуется на слое блестящего никеля.

12. Элемент по п. 8, отличающийся тем, что разность потенциалов между любым из слоя блестящего никеля, и слоя сатинового никеля, и слоя никеля с низким потенциалом находится в диапазоне 0-100 мВ.

13. Элемент по п. 8, отличающийся тем, что и разность потенциалов между слоем полублестящего никеля и слоем блестящего никеля, и разность потенциалов между слоем полублестящего никеля и слоем сатинового никеля находятся в диапазоне 100-200 мВ.

14. Способ нанесения многослойного покрытия на элемент, включающий:

предварительную обработку поверхности субстрата;

нанесение слоя покрытия предварительной обработки, имеющего слой химического никелирования и никелевый слой, на весь субстрат и образование слоя омеднения на слое покрытия предварительной обработки; и

образование базового слоя на слое омеднения; и

образование функционального слоя на базовом слое; и

образование декоративного слоя, представляющего собой слой покрытия трехвалентным хромом или слой покрытия шестивалентным хромом, на функциональном слое;

причем базовый слой представляет собой комплекс из слоя полублестящего никеля со слоем блестящего никеля или комплекс из слоя полублестящего никеля со слоем сатинового никеля, при этом слой полублестящего никеля образуется на слое омеднения, а слой блестящего никеля или слой сатинового никеля образуется на слое полублестящего никеля;

функциональный слой представляет собой комплекс из слоя никеля с низким

потенциалом, включающего одно из следующего: слой высокосернистого никеля и слой никеля с микротрещинами или слой комплексного покрытия из слоя высокосернистого никеля со слоем никеля с микротрещинами, со слоем микропористого никеля, при этом слой никеля с низким потенциалом образуется на слое блестящего никеля или слое сатинового никеля, слой микропористого никеля образуется на слое никеля с низким потенциалом, и разность потенциалов между слоем микропористого никеля и слоем никеля с низким потенциалом составляет 10-120 мВ.