Установка для химического никелирования

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 Ц1) (50 4 С 23 С 18/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4383365/23-02, (22) 22,02,&8 (46) 15.10,89, Вюл, ¹ 38 (72) Н,И„Матвеев, В.Е,Жагрин и Т.В,Анисимова (53) 621..357,77.002.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 527079, кл. С 23 С 18/32, 1977, Авторское свидетельство СССР № 724607, кл, С 23 С 18/32, 1980, (54) УСТАНОВКА ДНЯ ХИМИЧЕСКОГО НИКЕ,ДИРОВАНИЯ (57) 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, Укаэанная цель достигается тем, что

2 в установке для химического никелирования, содержащей;металлическую ванну-анод 1 с системой регулируемс го 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

57. от площади внутренней поверхности ванны, Конструкция катода позволяет

:применять в системе анодной защиты обыкновенный источник выпрямпяемого

3 15! 4828 4 напряжения 6 (стабилизированный ис- не более 5 и с регулируемым напряжеточник постоянного тока с пульсацией нием до 3,0 g), 1 з ° п.ф-лы, 1 ил, Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при нанесении металлопокрытий мето1 дом химического никелирсвания.

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

На чертеже изобрежена установка, общий вид, Установка содержит ванну-анод 1 с системой 2 регулируемого нагрева, ка20 тод, выполненный в виде группы стержней 3, систему охлаждения дна ванны

4, катодную контактную шину 5, источник 6 выпрямленного напряжения.

Установка работает следующим образ ом.

Специально подготовленный рабочий раствор подают в рабочую ванну 1 из вспомогательной запасной ванны с помощью 30 фильтра-насоса (не показаны) до запол. нения ванны 1 необходимым количеством раствора и подключают к схеме анодной защиты, состоящей из источника 6 выпрямленного напряжения, корпуса рабочей ванны 1 в качестве анода, катодной контактной шины 5 и стержней

3, Включают нагревательное устрой ство 2 и систему охлаждения дна ванны 4 и по завершении нагрева раствора хи- 40 о 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 рассмотрены некоторые особен— ности элементов конструкции установки, Катодные стержни 3, выполненные из нержавеющей стали 12Х18Н10Т диамет55 ром 2-3 мм, на фторопластовых изоляторах устанавливаются на минимальном (7-15 мм) расстоянии от внутренней поверхности ванны, заходя и над дном 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 потенциостатическое устройство, но и обычный стабилизированный (пульсация

1 не более 5 ) источник постоянного то-. ка с регулируемым напряжением.до

3,0 В, Напряжение для анодной защиты внутренней поверхности ванны устанавливают таким, чтобы катодная плотность тока. не превышала

0,015 А/дм, но не менее 0,6 В, 3а2 метное 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 по-. следующему разложению раствора, что необходимо учитывать. При поверхности катода, составляющей менее 0,5Х от внутренней поверхности ванны, и при плотностях тока, не превышающих

О,"015 Л/дм, катодные электрохимичес2

5. l5 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 коническим 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 сора, 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 увеличе-. ние 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 изоляторы тщательно обрабатывают азот14828 6 ной кислотой до полного растворения возможных набросов металла покрытия и затем промывают дистиллированной

5 водой, после чего установка и раствор пригодны к дальнейшей работе, Так же поступают при всех перерывах в работе, при корректировании раствора, При соблюдении известных требован,ийй к ведению процесса химического никелирсвания и очередности выполнения технологических операций установка с данной конструкцией катода позволяет эксплуатировать раствор с корректированием его по компонентам без его замены в течение 250-400 рабочих часов до накопления в нем фосфитов выше допустимых норм, 1

Качество получаемых покрытий сплавом никель — фосфор соответствует требованиям ГОСТ 9.301-86 °

Известно, что при разовом использо-. вании раствора химического никелирования полезно расходуется только около )p реактивов (по никелю). Остальное количество без утилизации выбрасывается через очистные сооружения, Установка для химического никелирования с данной анодной защитой позволяет получить высокое качество покрытий и полезно испольэовать 9097% реактивов (по никелю) при полной эксплуатационной загрузке раствора.

Формула изобретения

1, Установка для химического никелирования, содержащая металлическую ванну-анод с системой регулируемого

40 нагрева, катод, систему автономного охлаждения дна ванны, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения производительности и качества покры.— тия, а также экономии компонентов

45 раствора, катод выполнен в виде группы стержней, изогнутых в соответствии с конфигурацией дна ванны, расположенных концентрически по отношению к стенке ванны, электрически иэо5р лированных от стенки, соединенных между собой общей контактной шиной, установленной над зеркалом ванны, 2,Установка по п, 1, о т.л и— ч а ю щ а я с я тем, что площадь по55 верхности катода составляет не более

5 от площади внутренней поверхности ванны,