Установка для химического никелирования Советский патент 1989 года по МПК C23C18/32 

1ХЬ-515148284

напряжения 6 (стабилизированный ис- не более 5% и с регулируемым напряже- точник постоянного тока с пульсацией Ш1ем до 3,0 З). 1 з.п,ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при нанесении металлопокрытий методом химического никелирования. Целью изобретения является повышение производительности и качества покрытия, а также экономия компонентов раствора. Указанная цель достигается тем, что в установке для химического никелирования, содержащей металлическую ванну-анод 1 с системой регулируемого нагрева 2, систему автономного охлаждения 4, катод выполнен в виде группы стержней 3, изогнутых в соответствии с конфигурацией дна ванны, расположенных концентрически по отношению к стенке ванны, электрически изолированных от стенки, с расстоянием между ними, обеспечивающим равномерное распределение анодного потенциала на внутренней поверхности ванны, соединенных между собой общей контактной шиной 5, установленной над раствором, причем площадь поверхности катода составляет не более 5% от площади внутренней поверхности ванны. Конструкция катода позволяет применить в системе анодной защиты обыкновенный источник выпрямляемого напряжения 6 (стабилизированный источник постоянного тока с пульсацией не более 5% и с регулируемым напряжением до 3,0 В). 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при нанесении металлопокрытий мето- дом химического никелирования.

Целью изобретения является повышение производительности и качества покрытия, а также экономия компонентов раствора.

На чертеже изображена установка, общий вид.

Установка содержит ванну-анод 1 с системой 2 регулируемого нагрева, катод, выполненный в виде группы стержней 3, систему охлажде шя дна ванны 4, катодную контактную шину 5, источник 6 выпрямленного напряжения,

Установка работает следующим образом.

Специально подготовленный рабочий раствор подают в рабочую ванну 1 из Escno могательной запасной ванны с помощью фильтра-насоса (не показаны) до запол .нения ванны 1 необхо/щмым количеством раствора и подключают к схеме анодной защиты, состоящей из источника 6 выпрямленного напряжения, корпусд ра- бочей ванны 1 в качестве анода, катодной контактной шины 5 и стержней 3, Включают нагревательное устройство 2 и систему ,е1-шя дна ванны 4 и по завершении нагрева раствора хи- мического никелирования до 82-96 С в рабочую ванну 1 помещают обрабатываемые детали для нанесения покрытия.

Покрытые детали извлекают и в ванну помещают новые детали, .

По окончании работы раствор охлаждают, перекачивают с одновременным фильтрованием в запасную ванну (не показана), проводят корректирование раствора.

Ниже paccMOTpeHiii некоторые особенности элементов конструкции установки.

Катодные стержни 3, выполненшле из нержавеющей стали 12Х18Н10Т диаметром 2-3 мм, на фторопластовых изоляторах устанавливаются на минимальном (7-15 мм) расстоянии от внутренней поверхности ванны, заходя и над дном

15

0

20

25

30 ,5 0

,с

0

5

ванны. Расстояние между стержнями обычно составляет 150-200 мм. Увеличение этого расстояния приводит к неравномерному распределению анодного потенциала, ухудшению анодной защиты в зонах, равноудаленных от соседних стержней, возможности выделения на них покрытия и наоборот. Близко расположенные друг к другу стержни экранируют обратные к аноду 1 поверхности стержней, создавая на них зоны нулевого потенциала, также удобные для химического выделения на них осадка, что крайне нежелательно.

Конструкция катода позволяет локализовать поле анодной защиты в узкой зоне, прилегающей к стенке и дну ванны, обеспечить равномерное распределение анодного потенциала на внутренней поверхности ванны и тем самым сделать анодную защиту эффективной, при этом оставляя практически весь объем ванны (более 90%) пригодным для загрузки покрываемых изделий без нарушения поля анодной защиты и вне этого поля.

Конструкция катода позволяет также использовать в качестве системы анодной защиты не только сложное по- тенциостатическое устройство, но и обычный стабилизированный (пульсация не более 5%) источник постоянного тог ка с регулируемым напряжением .до 3,0 В, Напряжение для анодной защиты внутренней поверхности ванны устанавливают таким, чтобы катодная плотность тока, не превьш1ала 0,015 А/дм , но не менее 0,6 В, Заметное превышение катодной плотности тока, например, за счет относительно большой поверхности катода приводит к электрохимическому выделению на катоде никеля из раствора, появлению удобных для химического выделения осадка центров кристаллизации и последующему разложению раствора, что необходимо учитывать. При поверхности катода, составлягацей менее 0,5% от внутренней поверхности ванны, и при плотностях тока, не превышающих 0,1D15 А/дм , катодные электрохимичес5.

кие реакции не оказывают отрицательного воздействия на химическую стабильность раствора и не приводят к ощутимому истощению раствора по никелю - потери в этом случае не превышают 0,5%.

Стержни катода, фторопластовые изоляторы так же, как и внутренние поверхности ванны (включая сварные швы) должны быть гладкими, не иметь царапин, рисок, заусенцев и тому подобных дефектов, способствующих самопроизвольному разложению раство- ра.

Ванна 1 из титана или нержавеющей стали 12Х18Н10Т с регулируемым обогревом круглая в сечении с конически охлаждаемым водой дном, чтобы случайные механические загрязнения, упавшие мелкие детали и т.п. не вызвали самопроизвольного разложения раствора и не мешали процессу нанесения покрытия на изделия.

Благодаря практически полному использованию объема ванны раствор эксплуатируется с максимальной загрузкой изделий, что обеспечивает высокую .производительность установки.

Покрываемые изделия, загрузочные приспособления должны быть чистыми, без сорз, а раствор следует регулярно тщательно отфильтровывать от механических загрязнений во избежание его преждевременного выхода из строя

Если в процессе эксплуатации раствора появляется тенденция к его самопроизвольному разложению, что обычно имеет место при случайном попадании в раствор пыли или других механичес- .ких загрязнений (индикатором этого явления может служить резкое увеличег кие силы тока анодной защиты), то в этом случае процесс нанесения покрытия прекращают, детали извлекают, в раствор сверху вводят медный трубчатый змеевик (чистый), соединенный гибкими шлангами с проточной холодной водой для быстрого .охлаждения раствора до 40-45°С или ниже, Далее раствор перекачивают с одновременным фильтрованием в запасную ванну, в .которой проводят корректирование раствора по составу и если требуется, раствор дополнительно фильт-- руют. Внутреннюю поверхность ванны, стержни катода, фторопластовые изо- ляторы тщательно обрабатывают азот-

14828

ной кислотой до полного растворения возможных набросов металла покрытия и затем промывают дистиллированной водой, после чего установка и раствор пригодны к дальнейшей работе.

Так же поступают при всех перерывах в работе, при корректировании раствора,

(О При соблюдении известных требова- нзлй к ведению процесса химическо- го никелирования и очередности выполнения технологических операций установка с данной конструкцией катода

15 позволяет эксплуатировать раствор с корректированием компонентам без его замены в течение 250-400 рабочих часов до накопления в нем фосфитов выше допустимых норм.

0

5

Качество получаемых покрытий сплавом никель - фосфор соответствует тре- .бованиям ГОСТ 9,301-86.

Известно, что при разовом использо-; вании раствора химического никелиро0

5

вания полезно расходуется только около 10% реактивов (по никелю), Осталь кое количество без утилизации выбрасывается через очистные сооружения.

Установка для химического никелирования с данной анодной защитой позволяет получить высокое качество покрытий и полезно использовать 90- 97% реактивов (по никелю) при полной эксплуатационной загрузке раствора. Формула изобретения 1, Установка для химического нике- лирования, содержащая металлическую ванну-анод с системой регулируемого д нагрева, катод, систему автономного охлаждения дна ванны, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности и качества покрыг тия, а также экономии компонентов с раствора, катод выполнен в виде группы стержней, изогнутых в соответс.т- вии с конфигурацией дна ванны, расположенных концентрически по отношению к стенке ванны, электрически изо0 лированных от стенки, соединенных между собой общей контактной шиной,

установленной над зеркалом ванны, 2,Установка по п, 1, о т л и - чающаяся тем, что площадь поверхности катода составляет не более 5% от площади внутренней поверхности ванны,