Электролит для никелирования титана и его сплавов
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности никелевых, гальваническим способом на изделия из титана и его сплавов типа ВТ 3-1, ВТ9 и может быть использовано в авиационной промышленности и др. Электролит содержит, г/л: никель сернокислый 10-30, аммоний щавелевокислый 0-90, натрий фтористый 3-15, натрий уксуснокислый 3-20, натрий бромистый 1-2, вода до 1 литра. Технический результат: обеспечение прочного сцепления никелевого покрытия с титаном или его сплавом без предварительного формирования гидридной пленки или контактного никелирования титана, а также снижение стоимости электролита. 1 табл.
Область техники
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности никелевых, гальваническим способом на изделия из титана и его сплавов типа ВТ 3-1, ВТ9 и может быть использовано в авиационной промышленности и др.Уровень техникиИзвестен раствор контактного никелирования титана и его сплавов (ВТЗ-1, ВТ9) [Левинзон А.М. Электролитическое осаждение металлов подгруппы железа. - Л.: Машиностроение, 1983. - 96 с.] следующего состава, г/л:Никель сернокислый семиводный 20-25Аминоуксусная кислота (гликокол) 20-25Фтористый калий 2,5-10рН 2,8-3,2Температура, С 18-25Продолжительность никелирования 5 минНедостатком аналога является предварительная частичная активация поверхности титана перед процессом никелирования и, связанная с этим, малая прочность сцепления никелевого осадка с титановыми сплавами, не соответствующая ГОСТ 9.302-88. Кроме того, аналог содержит в своем составе аминоуксусную кислоту, которая обладает высокой стоимостью.Наиболее близким к предлагаемому электролиту по совокупности признаков, то есть прототипом, является следующий электролит никелирования титана и его сплавов [Плетнев Д.В., Брусенцова В.Н. Основы технологии износостойких и антифрикционных покрытий. - М.: Машиностроение, 1968. - 272 с.], г/л:Никель сернокислый 140Аммоний щавелевокислый 300Аммоний хлористый 3-5Натрий фтористый 15Вода До 1 литрарН 7-10Температура, С 80-85Катодная плотность тока, А/дм2 10-20Недостатком прототипа является малая прочность сцепления никелевого осадка с основой из титана и его сплавов, не соответствующая ГОСТу 9.302-88. Кроме того, этот электролит из-за высокой концентрации аммония щавелевокислого и никеля сернокислого не может работать при низких температурах, сложен в приготовлении и дорог.Сущность изобретенияИзобретательская задача состояла в разработке электролита никелирования титана и его сплавов, обеспечивающего прочное сцепление никелевых покрытий с титаном и его сплавами без предварительного формирования гидридной пленки или контактного никелирования титана, а также в снижении его стоимости.Поставленная задача решена путем создания электролита никелирования титана и его сплавов, включающего никель сернокислый, аммоний щавелевокислый, натрий фтористый и воду, который дополнительно содержит натрий уксуснокислый и натрий бромистый при следующем соотношении компонентов, г/л:Никель сернокислый 10-30Аммоний щавелевокислый 40-90Натрий фтористый 3-15Натрий уксуснокислый 3-20Натрий бромистый 1 -2Вода До 1 литрарН 4-8Температура, С 20-60Катодная плотность тока, А/дм2 1-20Таким образом, заявляемый электролит электрохимического никелирования титана и его сплавов отличается от прототипа тем, что он дополнительно содержит натрий уксуснокислый и натрий бромистый.Никель сернокислый, 7-водный, ГОСТ 4465-74, ч, химическая формула NiSO4·7H2O, плотность 1,948 г/см3, растворимость 101 г при температуре 20С и 375 г при температуре 100С.Аммоний щавелевокислый, 1-водный, аммоний оксалат, ГОСТ 5712-78, чда, химическая формула (NH4)2C2O4·H2O, плотность 1,50 г/см3, растворимость 2,6 г в 100 г холодной воды и 11,8 г в 100 г горячей воды.Натрий фтористый, ГОСТ 4463-76, ч, химическая формула NaF, плотность 2,558 г/см3, растворимость 4,28 г в 100 г воды при температуре 20С и 4,96 г в 100 г воды при температуре 94С.Натрий уксуснокислый, ГОСТ 199-78, ч, химическая формула NаС2Н3O2·3Н2O, плотность 1,45 г/см3, растворимость 79 г в 100 г воды при температуре 0С и 304 г в 100 г воды при температуре 50С.Натрий бромистый, химическая формула NaBr·2H2O, плотность 2,176 г/см3, растворимость 191 г в 100 г воды при температуре 25С и 290 г в 100 г воды при температуре 100С [Справочник химика, II том. - Л.: Химия, 1964. - 1168 с.]Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияПример 1. Для приготовления 1 л электролита 40 г аммония щавелевокислого растворяли в воде при температуре 60С. К раствору добавляли 10 г никеля сернокислого при перемешивании. Натрий уксуснокислый, натрий фтористый и натрий бромистый растворяли каждый (3 г, 3 г и 1 г соответственно) отдельно в 100 г воды при 60С, затем вводили при перемешивании в раствор никеля сернокислого и аммония щавелевокислого. Затем объем полученного раствора доводили до 1 л водой и охлаждали до комнатной температуры. Требуемое значение рН 7 устанавливали при помощи серной кислоты или 25% раствора аммиака. Приготовленный электролит имеет следующий состав, г/л:Обезжиривание титановых образцов проводили в растворе следующего состава (г/л): натр едкий 15; тринатрийфосфат 35; сода кальцинированная 25; синтанол ДС-10 4; температура 60-80С; время 10 минут. Травление проводили в растворе следующего состава (г/л): серная кислота 180-200; натрий фтористый 45-50; температура 50-70С; время 2 минуты.Примеры с другими значениями заявляемого способа приведены в таблице.Осаждали никелевые покрытия в приготовленных электролитах. Полученные никелевые покрытия испытывали на прочность сцепления с титаном и его сплавами. При определении диапазона рабочей плотности тока устанавливали верхнюю и нижнюю границы катодной плотности тока. Для их определения на образцы из титана наносили никелевое покрытие толщиной до 6 мкм. Полученные покрытия по внешнему виду соответствуют требованиям (ГОСТ 9.301-86), а по сцеплению с основным металлом (ГОСТ 9.302-88).Количественные испытания прочности сцепления покрытий с основой из титана проводили методом отрыва с использованием разрывной машины 2063 Р-0.05. Величину сцепления выражали в кДж/м2. При всех испытаниях характеристик получаемого никелевого покрытия проводили не менее 4-5 параллельных опытов и брали среднеарифметическое значение величин. Результаты испытаний представлены в таблице. Из таблицы видно, что предлагаемый электролит (примеры 1-3) позволяет: получать никелевые покрытия, имеющие прочность сцепления в среднем в 50 раз большую, чем у прототипа, имеет более широкий диапазон рабочих температур, а также в электролите снижены концентрации основных компонентов, поэтому он прост в приготовлении и имеет более низкую стоимость.Другим преимуществом заявляемого электролита является то, что электролит обладает более высокой буферной емкостью, в силу чего требуется менее частая корректировка рН в процессе работы.Формула изобретения
Электролит для никелирования титана и его сплавов, содержащий никель сернокислый, аммоний щавелевокислый, натрий фтористый и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит натрий уксуснокислый и натрий бромистый при следующем соотношении компонентов, г/л:Никель сернокислый 10-30Аммоний щавелевокислый 40-90Натрий фтористый 3-15Натрий уксуснокислый 3-20Натрий бромистый 1-2Вода До 1 лРИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электрохимическому нанесению блестящих никелевых покрытии
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано при нанесении защитно-декоративных никелевых покрытий на различные металлические поверхности
Электролит для нанесения никелевого покрытия // 2176688
Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к нанесению никелевых покрытий, и может найти применение в различных отраслях промышленности для увеличения срока службы и долговечности деталей машин и оборудования
Электролит никелирования // 2172797
Изобретение относится к электрохимии, в частности к электролитам для получения никелевых покрытий
Электролит "виктория" // 2143502
Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к нанесению защитно-декоративных никелевых покрытий, обеспечивающих высокую коррозионную стойкость машин, аппаратов, приборов в жестких условиях эксплуатации в различных отраслях промышленности
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к электролитическому осаждению никелевых покрытий
Электролит для получения никелевых покрытий // 2131950
Изобретение относится к гальваностегии, в частности к получению никелевых покрытий с низким переходным сопротивлением, используемых в радиоэлектронике, вычислительной технике и технике средств связи
Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электролитическому нанесению черных никелевых покрытий, которые могут быть использованы как защитно-декоративные в различных областях техники
Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электрохимическому нанесению блестящих никелевых покрытий
Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам нанесения износостойких карбидохромовых покрытий, и может быть использовано для защиты поверхности изделий из титана и его сплавов от воздействия агрессивных сред, абразивного износа и высоких температур
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в радиотехнической промышленности, приборостроении, авиационной промышленности и в других областях народного хозяйства для антикоррозионной защиты алюминия и его сплавов и придания им специальных свойств
Способ электролитического осаждения кобальта // 2340709
Изобретение относится к гальваностегии и может быть использовано для получения кобальта электролитическим способом, а также может найти применение в областях техники, в которых предъявляются требования высокой коррозионной стойкости, твердости и магнитных свойств
Изобретение относится к области гальваностегии
Способ электролитического никелирования // 2431000
Изобретение относится к области гальваностегии, а именно: к процессам нанесения никелевого покрытия на поверхность металлического изделия
Способ нанесения никелевого покрытия на стальные и медные детали в электролите никелирования // 2489525
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов
Изобретение относится к технологии металлизации поверхности, а именно к способу нанесения никель-боридного покрытия на изделия из металлов методом автокаталитического осаждения из щелочного раствора. Раствор содержит следующие компоненты, мас.%: хлорид никеля 0,35-0,63, борогидрид натрия 0,025-0,105, вольфрамат свинца 0,0018-0,0054, этилендиамин 20,0-28,0, гидроксид натрия до получения величины pН от 10,0 до 14,0, деминерализованная вода остальное. Перед осаждением покрытия на обрабатываемую деталь подают ток с плотностью 0,027±0,005 А/см2. В частных случаях осуществления изобретения ток подают в течение 5-60 сек, а концентрацию раствора и его температуру подбирают с обеспечением скорости осаждения покрытия от 10 до 12 мкм/час. Получается механически прочное, с хорошей адгезией, а также стойкое к истиранию блестящее покрытие на основе никеля. 2 з.п. ф-лы.