Раствор химического никелирования титана Советский патент 1981 года по МПК C23C3/02 

(54) РАСТВОР ХИМИЧЕСКОЮ НИКЕЛИРОВАНИЯ

ТИТАНА

I

Изобретение откосится к нанесению металлических покрытий химическим восстановлением из растворов, в частно-: сти к составам для химического никеШрования, и может быть использовано для . повышения коррозионной стоимости изделий из титана в агрессивных средах. .

Известно, что титан в некоторых средах, например в горячих концентрированных растворах хлоридов подвергается коррозии. Для его защиты, в частности от щелевой коррозии, предложены способы, при которых в коррозионной активной зоне создается повышенная концентрация ионов никеля, например, путем предварительного нанесения химических никелевых покрытий.

Известны растворы для химического никелирования, содержащие наряду с обязательными компонентами: солью никеля, восстановителем и комплексеобразователем, добавки твердых частиц, напргмер, окись алюминия, окись титаиа и другие, что увеличивает твердость и абразивную износостойкость покрытия за счет образования композиционного покрытия с включением твердых частиц fll , 23и131

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный раствор химического осаждения сплава никепь-т№ тан-фосфор, содержащий соль никеля, гипр фрсфит щелочного металла, преимущест- , вейно гипофос4л1Т капвя, буферное соедиtoнение, преимущественно молочную кислоту, соединение титана и другие добавки 4.

Однако применение данного раствора

15 для химического никелирования титана не обеспечивает сохранение:устойчивого пассивного состояния после растворения полученного покрытия в агрессивной среде; не экономично с точки зрения большого

20 расхода дефицитных солей титана и других малодоступных веществ, как например, молочная кислота; раствор имеет сложный . . состав и трудно поддается корректировке. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости изделий из титана при работе в агрессивной среде, где ни титан ни никель не стойки. Указанная ; цель достигается тем, что раствор, содержащий соль никеля, гипофосфит щелочного металла, буферное соединение и соединение гитана, в.качестве гипофосфита шелочного металла, буферного соединения ,и соединения титана содермсит соответственно гипофосфит натрия, уксуснокислый натрий и тктаноэфир общей фор мулы Ti(OR)4 , где R или при следующем соотношении компонентов, г/л: Соль никеля15-2 5 Гипофосфит натрия5-15 Уксуснокислый натрий5-15 Титаноэфир T-f (ОР)4 (в пересчете на T-f) 0,О6-0,3 Введение небольших добавок частиц гидролиза Ti {OR)4 (предположительно зо ля гидроокиси в состав раствора дл химического никелирования обеспечивает высокую коррозионную стойкость титана при работе в сгшьно агрессивной среде. Назначение остальных компонентов раствора общепринятое. Раствор приготавливают следующим об разом. Расчетное количество каждой из солей кроме добавки титаноэфира растворяют в отдельных емкостях в теплой дистиллированной воде (50-60 С). После отстаивания и фильтрования все растворы, кроме гипофосфита натрия, сливают вместе. Объ Ni.Qj. М олочнокислый 4NaH POj5 титан Молочная кисло40-5O СНзСООЫа 5 та 25T-i ( . KHjPO. . 15(B пересчете на Ti )О,О

Ткомочевина раствора доводят до требуемого, перемешивают, определяют и корректируют рН. Раствор гипофосфита натрия и добавку TI (ORlj вводят непосредственно перед никелированием. Процесс никелирования проводят при 85-95 С и рН 4,5-5,5 в течение 15мин при плотности загрузки 2 дм /л. Скорость осаждения составляет 10-15 мкм/Ч. Предварительную подготовку образцов из титана и его сплавов перед нанесением покрытий осуществляют по обычной методике (обезжиривание, активирование и гидридная обработка). Влияние продолжительности никелирова- ния из предлагаемого раствора на коррозионную стойкость титана оценивают по длительности инкубационного периода в растворе 25% 2%НСе . С увеличением времени осаждения покрытия из предлагаемого раствора, время до начала активного растворения титана сначала возрастает, а затем достигает постоянного значения. Для сравнительных коррозионных испытаний покрытия осаждают в течение 15 мин, при этом толщина составляет 1,52 мкм. Аналогичные толщины никелевых покрытий получают из известных соста- Бов химического никелирования, а также электроосаждением из обычног1 электролита. За базовые приняты 5ОО часовые испытания. В табл. 1 и 2 приведены результаты сравнительных коррозионных испытаний титана и образцов титана никелированного из предлагаемого и известных растворови составы опробованных растворов. Таблица 1 20 Nice, . 10 CH COONa 10 CH COOffe 15 TiXOC H) в пересчете(в пересчена Tt) 0,18 те на Ti) 0,3

Скорость осаждения покрытия, мкм/ч-

Твердость пооле осаждения,

кгс/мм 23О-27О

В табл. 3 хфйведены данные по порогам устойчивости титана без покрытия титана после различных способов никелврования в известных растворах и описываемом растворе, а также сплавов титана (T-f -2% fJ-iH Ti-0,2%P«J). Выше указанТаблица 2

10-15

1О-15

10-15

500-540

490-530

450-530,

ных концвнтрааий СОЛЯНОЙ кнсло ы матв-i. риалы активяы (К 70,5 мм/г), а ниже пассивны (К О,001 Мм/г).

Данные по порогам устойчивости никелированного титана i првшедены. после пол ного растворения покрытия.

Таблица 3

Как показывают данные табл. 3 никелирование титана в предлагаемом растворе значииельно повышает пороги устойчивости титана в агрессивной среде, а именно в 3-4 раза по сравнению с чиотым. титаном и в 1,5-2 раза по сравнению с никелированным титаном из известных составов.

Данные таблицы 1-3 свидетельствуют, что этот эффект достигается введением в раствор для химического никелирования, содержащий никель сернокислый или хлористый, пшофосфит натрия и уксуснокиалый натрий, 0,О6-О,3 г/л ( в пересчете на Т-) золя гидроокиси титана, образующегося при гидролизе титаноэфира Tti(OR)4 .

где R - -C,jH введенного в водный раствор для химического никелирования.

Кроме того, технические характериотики процесса химического никелирования не уступают процессам никелирования из известных составов.

Предлагаемый раствор химического никелирования; обладает по сравнению с известными растворами следующими технологическими преимуществами: значительно повьппаются пороги устойчивости в 3-4 раза по сравнению с чистым титаном и в 1,5-2 раза по сравнению с никелирова1яным титаном из известных составов), обеспечивается высокая коррозийная стойкость титана в концентрированных хлоридах после растворения покрытия {остаточное действие), позволяет расщирить диапазон применения титана в агрессивных средах, раствор имеет просТОЙ экономический-состав, который лег ко поддается корректировке.

Формула изобретения

Раствор химического никелирования титана и его сплав, содержащий соль нв келя, гипофосфит щелочного металла, буферное соединение и соединение титана, отличающийся тем, что, с целью повыщения коррозионной стойкости изделий, он в качестве гипофосфита щелочного металла, буферного соединения и соединения титана содержит соответственно гипофосфит натрия, уксуснокислый натрий титаноэфир общей формулы

TI (ОРИ .

где I - , или СдН при следующем соотнощении компонентов г/л:

Соль никеля15-25

Гипофосфит натрия5-15

Натрий уксуснокислый 5-15 Титаноэфир TI (01)4 (в пересчете на титан)О,06-О,3

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4.Авторское свидетельство СССР № 565947, кл. С 23 С 3/02, 1977.