Способ подготовки поверхности вольфрама и его сплавов перед гальваническим меднением или никелированием Советский патент 1986 года по МПК C25D5/38 

I

Изобретение относится к гальвантехнике, в частности к подготовке поверхности вольфрама к нанесению гальванических покрытий, и может быть применено в машиностроительно и авиационной отраслях промьшшен- ности.

Цель изобретения - повышение прочности сцепления покрытий.

Пример 1 (известный способ) . Проводят следующие операции: обдувку корундом, обезжиривание, химическое травление, электрохимическое травление, химическую активацию, предварительное никелирование в хлористом электролите, меднение или никелирование.

Пример 2 (известный способ) . Проводят обдувку корундом, обезжиривание, химическое травлени электрохимическое травление, химическую активацию, предварительное хромирование в стандартном электролите, меднение или никелирование.

Пример 3. Проводят обдувку корундом, обезжиривание, химичекое травление в растворе едкого кали (300-350 г/л) при 60-70 С в течение 3-4 мин, электрохимическое травление в растворе едкого кали (300-350 г/л) при DO, 6-7 А/дм в течение 10 мин, химическую активацию в растворе концентрированной азотной кислоты и концентрированной фтористо-водородной кислоты взятых в соотношении 3:1,при IS-ZS fi течение 5-10 с, нанесение кадмия из электролита состава, г/л:

Сернокислый

кадмий60-65

Трилон Б90-95

Едкий натр 20-25

Сернокислый

аммоний140-150

при

D 1-2 А/дм

в течение

18-25 С

3-5 мин;

Предварительное никелирование в электролите состава, г/л: Хлористый

никель 150-200 Соляная

кислота50-100

18-25 С

при

плотности тока

в течение

5-10 А/дм 8-10 мин.

35

45

50

8-10 мл/л 18-25°С 1-2 А/дм

2227132

Затем проводят меднение из электролита состава, г/л:

Сернокисла)г

медь200-250

5 Серная

кислота50-70

Этиловьй

спирт

при 10 плотности тока

при перемешивании2-3 А/дм

до требуемой

толщины.

tfi Никелирование из электролита состава, г/л:

Сернокислы

никель210-230

Хлористьй 20 никель10-12

Сернокислый

натрий80-90

Сернокислый

магний80-90

25 при55-70 Ci

РН3,4-3,6

плотности тока 3-5 А/дм

до требуемой

толщины.

3(} Сравнительный анализ эффективности способа осуществляют путем сопоставления результатов количественной оценки прочности сцепления покрытий никелем и медью с основой из вольфрама. Для покрытий используют термостатированную ячейку из винипласта емкостью 5000 мл. Образцами служат пластины из вольфрама, изготовляемые путем спекания прес- Q сованных пороЬйсов, размером кЗ мкг. Покрытие толщиной 250 мкм осаждают на образец в виде полоски пшриной 20 мм, причем участок образца с одного торца длиной 20 мм готовят только путем предварительного обезжиривания и химического травления для получения легко отрывающейся от соответствующей основы полоски покрытия. Оценку прочности сцепления производят по методу отрыва на разрывной машине РМ-65 при скорости активного захвата 0,1 мм/мин (по среднему значению трех измерений).

Металлографические исследования проводят на ;поперечных шлифах об- 5S разцов с покрытием с помощью микроскопа МИМ-8.

Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Результаты металлографических исследований показывают, что при осуществлении предлагаемого способа кадмий располагается на границе раздела основа-покрытие в виде тонкого несплошиого слоя толщиной не более 0,5 мкм.

f Величина адгезии в оптимальных

условиях (примеры 3 и 4) приближается к значениям прочности на разрыв соответствующих покрытий (для меди 25-30 кгс/мм, для никеля 45- 60 кгс/мм).

Испытания на прочность сцепления проводят по методу нагрев-резкое охлаждение.

Покрытие медью и никелем толщиной 250 мкм наносят на образцы из вольфрама, подготовленные по известному и предлагаемому способам.

Режим испытаний: нагрев в муфельной печи до 800+10 С, вьщержка 15 мин; охлаждение на воздухе или в воде.

Оценку производят путем сравнения состояния покрытия после испытания по трем образцам.

Резул1этаты испытаний представлены в табл. 2.

Медное 250 мкм

Никелевое, 250 мкм

10

5

222713

Из табл. 2 видно, что покрытия на образцах из вольфрама, подготовленные по предлагаемому способу, характеризуются прочностью сцепле- 5 НИН толстослойных покрытий, достаточной для обеспечения надежной их эксплуатации в жестких условиях. Положительный эффект, достигаемый за счет предварительного кадми- рования поверхности вольфрама, обусловлен тем, что кадмий, блокируя активные участки поверхности вольфрама, резко повышает перенапряжение водорода и подавляет его выделение в процессе предварительного никелирования. Это обеспечивает благоприятные условия для осаждения на катодной поверхности равномерного и качественного подслоя никеля, выполняющего роль активной связки между покрытием и основой.

Предлагаемый способ прост при осуществлении в любом гальваническом производстве машиностроительных 25 предприятий, позволит резко сократить затраты на предел покрытий деталей из вольфрама и его сплавов и обеспечить надежную прочность их сцепления с основой в любых условиях эксплуатации, в том числе при воздействии переменных механических и тепловых нагрузок.

20

30

Таблица

Кадмиро- Кадмиро-Кадмиро- Кадмиро-

вание, 3; вание, 5, вание, 7; вание , 10,

никелиро- никелиро-никелиро- никелирование В вание, 8,вание, 8 вание, 8

15

15

10

20

20

Вздутие по всей поверхности на всех образцах

Отслоений нет

Вздутие и отслоение по краям на всех образцах

То же

Редактор В.Петраш

Составитель В.Белоглазов Техред Н.Бонкало

Заказ 1672/26

Тираж 615Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таблица 2

Отслоений нет

На одном образце незначительное отслоение по кромке

Корректор Л.Патай