Электролит блестящего никелирования деталей из стали и ее сплавов Советский патент 1993 года по МПК C25D3/12 C25D3/18 

Изобретение относится к электрохимической обработке металлов, в частности к нанесению непосредственно на сталь и ее сплавы защитно-декоративного слоя с повышенной чистотой поверхности, и может быть использовано в радиоэлектронике, машиностроении, а также в производстве изделий широкого потребления.

Известен электролит, содержащий сернокислый никель, борную кислоту, хлористый натрий или хлористый калий, фтористый натрий или фтористый калий 2,6 и 2,7 дисульфонафталиновую кислоту и формалин.

Однако использование этого электролита требует предварительного меднения деталей, а покрытие обладает хоупкостью и незначительным блеском из-за отсутствия дополнительных блес- кообраэующих добавок.

Наиболее близким как по составу компонентов, так и по назначению к изобретению является электролит следующего состава:

Никель сернокислый

Натрий фтористый

Натрий хлористый

Борная кислота

Нафталин 1,5 дисульфокислоты

Формалин

Сахарин

Сульфанол

Однако этот электролит несмотря на наличие дополнительных блескооб- раэующих добавок, которые хотя и по- выипют Слеск никелевого покрытия, но не выше 6-7 класса чистоты поверхности. Кроме того, при его использовании детали, подлежащие покрытию, предварительно подвергаются шлифовке.

250-300 г/л

5-6 г/л 10-15 г/л 25-30 г/л

1,5-2,0 г/л

1-2 мл/г 0,3-0,5 г/л 0,01-0,15мл/г

fe

СО

ю ю ел ю

со

цианистому и сернокислому медьению и лицовке.

Целью изобретения является повышение класса чистоты поверхности.

Это достигается тем, что в электролит для никелирования деталий из стали и ее сплавов, содержащий никель сернокислый, натрий фтористый, натрий хлористый, борную кислоту и нафталин 1,5 дисульфокислоты динатриееая соль, введена блескообразующая выравнивающая добавка БВД, содержащая сулытюпо- нлт, натрий хлористый и воду при следующем соотношении компонентов, г/л: Никель сернокислый 250-300 Натрий фтористый Борная кислота 20-30 Натрий хлористый 10-15. Нафталин 1,5-л.исуль-

фокислоты динатрие- вая соль1,5-2,0

Добавка БВД 0,015-0,03 в следующем составе, %: Сульфопонат 5-55 Натрий хлористый 20-30 ВодаОстальное

Сопоставительный анализ с прото- гипим, а гакже сравнение компонентов предлагаемого электролита с компонсчтаии, применяемыми в электролитах при -1к л роут ии, позволяют сделать аы- ,, что предлагаемый состав электрс- та отличается от прототипа сведени- „;г- ;,оОапки &ВД, но. применяемой ранее г эл .ктропитах длп никелирования и .;( есг.ечиаающий при электролизе вырав- нииа,,ие (с: ла,низание) микрогсометри- -ft-ской поверхности деталей, что новы , ider класс чистоты поверхности.

/для экспериментальной проверки предлагаемого состава были подготовлены три смеси компонентов, поиведен- в таблице.

Приготоаление электролита для каждого из трех примеров проводили в следующей последовательности.

Никель сернокислый и натрий хло- растворяли в воде, нагретой до ПО-50°С.

Натрий фтористь:й растворяли в воде, нагретой до 80-100°С, затем в полученный раствор вводили тонкой струей борную кислоту при постоянном перемешивании.

После отстаивания приготовленные растворы декантировали в рабочую ванну и доводили величину кислотности Рн до нормальной величины Рн, ив

,.

0

5

случае ее отсгюнения от нормы R сторону понижения добавляли в электролит З о раствор едкого натра, л в случае повышения Рн добавляли 5 раствор серной кислоты.

Приготовленный таким способом электролит подвергали химической и селективной очистке от примесей железа, меди, цинка и органики.

Удаление железа производили под- кислением электролита серной кислотой до Р„ 3,5-5 с последующим подогревом до температуры 60-70°С и окислением зэкисного железа до окисного добавлением 2 мл перекиси водорода при интенсивном перемешивании очищенным воздухом в течение 2,5 часов. Затем электролит подщелачичали едким натром до Рн 6,0 для осаждения в виде гидрата окиси железа. После осаждения железа электролит отфильтровывали и подкисляли до нормы.

Удаление меди производили проработкой предварительно подкисленного до Рц 2,5-3,0 при плотности тока 0,1-0,2 А/дм2.

Органические примеси удаляли путем фильтрации электролита через ак- тивироаанный уголь с последующей прс- работкой при плотности тока 0,1- 0,2 А/дм-п и перемешивании сжатым воздухом до получения качественного осадка.

Удаление цинка производили введением в эпектролит измельченного мела до Рн 6,5 три тщательном перемешивании и после отстаивания декантировали в рабочую ванну, а осадок удаляли и доводили кислотность до нормы.

После очистки электролита в него всодили нафталин 1,5 дисульфокислоты динатриеоал соль, предварительно раст- поренного с воде, нагретой до температуры 0-50°С, а затем добавляли блескообразующую добавку БВД.

Добавку БВД готовили путем перемешивания сульгюпоната и натрия хлористого в холодной воде при следующем соотношении,

Сульбопонат 5-55 Натрий хлористый 20-30 ВодаОстальное

Внешний вид БВД-прозрачная жидкость от темножелтого до соетлокорич- невого цвета, не огнеопасна и мало- токсична .

Из таблицы видно, что при уменьшении концентрации добавки БВД уменьша51

ется класс чистоты поверхности, т.к. не обеспечивается достаточная степен ее выравнивания, а при увеличении концентрации добавки происходит рас- травливание поверхности.

Детали, подлежащие никелированию предварительно установленные на приспособление, подвергали обезжириванию, травлению, снятию шлама после травления, осветлению и активации.

Процесс никелирования проводили при температуре, кислотности и плотности тока, представленных в таблице там же представлены скорость осаждения никеля и класс чистоты поверхности покрытия. В качестве катодов использовали стальные образцы (детали) а в качестве анодов - никелевые пластины. При увеличении плотности более 3 Л/дм2 наблюдались подгары, а при уменьшении плотности тока не менее 1,5 Л/дм2 уменьшалась толщина покрытия в единицу времени.

Как показал сопоставительный анализ использование предложенного электролита по сравнению с прототипом позволяет

повысить класс чистоты поверхност обрабатываемых деталей на (шероховатость у прототипа не превышает 6-7 класса чистоты обработки, а у изобретения соответствует 8-9 клас- су),

сократить технологическое время полного цикла процесса никелирования

52б

примерно на за смет исключения операции полировки, меднения и глян- цовки (у прототипа время полного цикла 2,5 ч, у изобретения - 1.5 ч), а следовательно, обеспечить экономию материалов, применяемых при этих операциях .

10 Формула изобретения

1. Электролит блестящего никелирования деталей из стали и е сплавов, со/ жащий сернокислый никель, фтористый натрий, хлористый натрий, борную кислоту, нафталин 1,5 дисульфо- кислоты динатриевую соль, отличающийся тем, что, с целью повышения класса чистоты поверхности, он дополнительно содержит добавку Б8Д при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сернокислый натрий 250-300 Отористый натрий Ь-Ь Хлористый натрий 10-15 Борная кислота 20-30 Нафталин 1,5 ди- сульфокислоты ди- натриевая соль 1,5-20 Добавка БВД 0,015-0,03 2. Электролит по п.1, отличающийся тем, что добавка БВ/1 имеет следующий состав, мас.: Сульфопонат 5-55 Хлористый натрий 20- 3( ВодаОстальное

5

0

5

0

5

Сущность изобретения: электролит содержит, г/л: сернокислый никель 250-300, фтористцй натрий k-б, хлористый натрий 10-15, борную кислоту 20-30, нафталин 1,5 дисульфокислоты динатриевая соль 1,5-2,0, добавка БВД 0,015-0,03. Добавка БВД имеет состав, мас.$: сульфопонат А5-55, хлористый натрий 20-30, вода остальное. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

остав электролита,г/л: 1. Никель сернокислый Натрий фтористый Натрий хлористый Борная кислота

5Нафталин 1,5 дисуль- фокислоты динатрие- вая соль

1,75 0,020

Остальное

2 1,5-2 0,030 Ос- Осталь- таль- ное

ное

1822452

Показатель, компонент

Предлагаемый электролит

Т

Плотность тока ДК, А/дм2

Кислотность электроли

Скорость образования покрытия, мкм/мин

Класс чистоты обработки поверхности (шероховатость)

8 Продолжение таблицы

аемый электролит

ПИ

45

3,0 5,7

1-2 мл/л 0,01-0,15 0,3-0,5 г/л 35-45

0,5-1,5 5,5-6

0,1 0,22-0, 8 6-6,5