Электролит блестящего никелирования деталей из стали и ее сплавов
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.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
С 25 Э 3/12, 3/18
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К flATEHTY
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4828117(26 (22) 11.03.90 (46) 15.06.93. Бюл. И 22 (71) Научно-производственное объединение им. Коминтерна (72) Е.Д.Заоэерова, В.А.Ильюхина, О.А.Агранат, Т.П.Слончак и M.ç.липкин (73) Е.Д.Заозерова (56) Блащук E.Ô., Лаворко П.К. Гальванотехника, 11ашиздат, 1961, с. I35.
ОСТ 107.460092.001-86. Покрытия металлические и неметаллические неорынические. Типовые технологические процессы. 1981, с. 73.
Изобретение относится к электрохими еской обработке металлов, в частности к нанесению непосредственно на сталь и ее сплавы защитно-декоративного слоя с повышенной чистотой поверхности, и может быть использова» но 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 401-ный формалин.
Однако использование этого электролита требует предварительного меднения деталей, а покрытие обладает хоупкостью и незначительным блеском иэ-эа отсутствия дополнительных блескообраэующих добавок.
„„. Ж „„1 822452 А3 (54) ЭЛЕКТРОЛИТ БЛЕСТЛЦЕГО НИКЕЛИРО"
ВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ СТАЛИ И ЕЕ СПЛАВОВ (57) Сущность изобретения: электролит содержит, г/л: сернокислый никель
250-300, фтористый натрий 4-6, хлористый натрий 10-15, борную кислоту
20-30, нафталин I 5 дисульфокислоты динатриевая соль 1,5-2,0, добавка
БВД 0,015-0,03. Добавка БВД имеет состав, мас.Ф: сульфопонат 45-55, хлористый натрий 20-30, вода остальное. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Наиболее близким как по составу компонентов, так и по назначению к изобретению является электролит следующего состава:
Никель сернокислый 250-300 г/л
Натрий фтористый 5-6 г/л
Натрий хлористый 1О-l5 г/л
Борная кислота 25-30 г/л
Нафталин 1,5 дисульфокислоты 1,5-2,0 г/л
Формалин 1-2 мл/г
Сахарин 0,3-0,5 г/л
Сульфанол 0,01-0, 15 мл/r
Одна ко этот электролит несмотря на наличие дополнительных блескообраэующих добавок, которые хотя и повышают блеск никелевого пок; нтия, но не выше 6-7 класса чистоты поверхности. Кроме того, при его использовании детали, подлежащие покрытию, предварительно подвергаются шлифовке, 10724 "2 енистому и сернокислому меднению и нцовке.
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 динатриевая соль, введена блескообразующая выравнивающая добавка БВД, содержащая сульфопонат, натрий хлористый и воду при следующем соотношении компонентов, г/л:
Никель сернокислый 250-300
Натрий Фтористый 4-6
Борная кислота 20-30
i àòðèé хлористый 10-15
Нафталин 1,5-дисуль- 20 фокислоты динатриевая соль 1,5-2,0
Добавка БВД 0,015-0,03 о следующем составе, 4:
Сульфопонат 45-55 25 !!атрий хлористый 20-30
Вода Остальное
Сопоставительный анализ с протот пом, а также сраоне! HE. компонентов прг:-,i агаемого электролита с компоне i- ЗО та. .и, применяемыми в эле;.тролитах при юк;., ров.,з. ии, позволяют :делать аыьэ:„чтс ро !л,-;гаемый состав эпектрои T,ç отл чается от прототипа оведенидобаг ки БВД, не применяемой ранее э ктрьпитах плп никелирования и об c;,е иоающий при электролизе выравнииа,,ие (сглаживание) микрогсометриеской поверхности деталей, что повы ,гает класс чистоты поверхности.
Для экспериментальной проверки предлагаемого состава были подготовке«ы три смеси компонентов, приведенные о таблице.
Приготовление электролита для каждого из трех примеров проворили в с,едующей последовательности, 1
Никель сернокислый и натрий хлорис,.ый растворяли в воде, нагретой до 40-50 C.
50 !!атрий фтористь. и растворяли в воде, нагретой да 80-100 С, затем в полученный раствор вводили тонкой струей борную кислоту при постоянном псремешива нии.
После отстаивания приготовленные
55 растворы декантировали в рабочую ванну и доводили величину кислотности
Р,„ до нормальной величины Р„, и в случае ее отклонения от нормы я сторону понижения добавляли в электролит
3 о раствор едкого натра, а в спу«ае повышения Р„добавляли 5 рпс т вор серной кислоты.
Приготовленный таким способом электролит подвергали химической и селективной очистке от примесей железа, меди, цинка и органики.
Удаление железа производили подкислением электролита серной кислотой до Р,! = 3,5-5 с последующим подогревом до температуры 60- 0 С и окислением закисного железа до окисного добавлением 2 мл перекиси водорода при интенсивном перемешивании очищенным воздухом в течение 2,5 часов ° Затем электролит подщелачивали едким натром до P!! = 6,0 для осаждения в виде гидрата окиси железа. После осаждения железа электролит отфильтровывали и поднисляли до нормы.
Удаление меди производили проработкой предварительно подкисленного до Рн = 2,5-3,0 при плотности тока
0,1-0,? А/дм .
Органические примеси удаляли путем фильтрации электролита через актиоированный уголь с последующей прсработкой при плотности тока О,10,2 A/дм-"- и перемешивании сжатым воздухом до получения качественного осадка.
Удаление цинка производили введением в электролит измельченного мела до P„ = 6,5 при тщательном перемешиоании и после отстаивания декантировали в рабочую ванну, а осадок удаляли и доводили кислотность до нормы.
После очистки электролита в него вводили нафталин 1,5 дисульфокислоты динатриевап соль, предварительно растворенного о ооде, нагретой до температуры 40-50 С, а затем добавляли блескообразующую добавку БВД.
Добавку БВД готовили путем перемешивания сульоопоната и натрия хлористого в холодной воде при следующем соотношении, У-:
Сульоопонат 45-55
Натрий хлористый 20-30
Вода Остальное
Внешний вид БВД-прозрачная жидкость от темножелтого до соетлокорич" невого цвета, не огнеопасна и малотоксична.
Из таблицы видно, что при уменьшении концентрации добавки БВД уменьша5 18 ется класс чистоты поосрхнпсти р т, к, не обесп ивается достаточная степень ее выравнивания, а при увеличении концентрации добавки происходит растравливание поверхности.
Детали, подлежащие никелированию предварительно установленные на приспособление, подвергали обезжириванию, травлению, снятию шлама после траоления, осветлению и активации.
Процесс никелирования проводили при температуре, кислотности и плотности тока, представленных в таблице, там же представлены скорость осажде- . ния никеля и класс чистоты поверхнос ти покрытия. В качестве катодов использовали стальные образцы (детали), а в качестве анодов - никелевые пластины. При увеличении плотности более
3 Лlдм2 наблюдались подгары, а при уменьшении плотности тока не менее
1,5 Лlдм уменьшалась толщина покрытия о единицу времени.
Как показал сопоставительный анализ использование предложенного электролита по сравнению с прототипом позволяет пооысить класс чистоты поверхности обрабатываемых деталей на 25-30 (шероховатость у прототипа не превышает
6-7 класса чистоты обработки, а у изобретения соответствует 8-9 классу), сократить технологическое время полного цикла процесса никелирования
Показатель, компонент Предлагаемый электролит
Электролит для с ра внения
) (Состав электролита, г/л:
1 ° Никель сернокислый 250
2. Натрий фтористый 4
3. Натрий хлористый 10
4. Борная кислота 20
300 250-300
6 5-6
15 10-15
270
12,5
30 25-30
1 5 1,75 2 1,52
0,015 0,020 0,030
6. Добавка БВ"
7.Вода
Осталь- Осталь- Ос- Остальное ное таль- ное нос
5. Нафталин 1, 5 дисульФокислоты динатриевая соль
22452 6 примерно на 40".: за счет исклю ения операции полировки, неднения и глянцовки (у прототипа время полного цикла 2,5 ч, у изобретения - 1,5 ч), а следовательно, обеспечить экономию материалов, применяемых при этих операциях.
1рформула изобретения
1. Электролит блестящего никелирования деталей иэ стали и е . лавов, coi ° >жащий сернокислый никель, фто15 ристый натрий, хлористый натрий, борную кислоту, нафталин 1,5 дисульфокислоты динатриевую соль, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения класса чистоты поверхности, 20 он дополнительно содержит добавку БВД при следующем соотношении компонентов, гlл:
Сернокислый натрий 250-300
Отористый натрий 4-6
25 Хлористый натрий 10-15
Борная кислота 20-30
Нафталин 1,5 дисульфокислоты динатриевая соль 1,5-20
3р Добавка БВД 0,015-0,03
2. Электролит по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что добавка
БВД имеет следующий состав, мас.4:
Сульфопонат 45-55
Хлористой натрий 20-3Р
Вода Ос т а л -. ое
1822452
Продолжение таблицы
Показатель, компонент Предлагаемый электролит
8. формалин
9. Сульфанол
0,3-0,5 r/ë
45 35-45
35
3,0 0,5-1,5
5,7 5,5-6
0,35 0,4 0,22-0,4
0 3
8 6-6,5
Составитель Н.Скопинцева
Редактор В.фельдман Техред М.Моргентал Корректор h. Ìîòûëü
Заказ 2120 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, В-35, Рауаская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101
10. Сахарин о
Температура, С
Плотность тока ДК, А/дм2 1,5 2,25
Кислотность электролита 5,4 5,55
Скорость образования покрытия, мкмlмин
Класс чистоты обработ" ки поверхности (шероховатость) 8
Электролит для сравнения
1"2 мл/л
0,01 "0, 15