Способ удаления никелевых покрытий с деталей из цинковых сплавов

 

Изобретение относится к электрохимическим производствам и может быть использовано при удалении дефектных покрытий. Целью изобретения является полное удаление покрытий с поверхности сложной конфигурации без растравливания основы и увеличение срока службы электролита. Способ включает анодную обработку деталей при отношении катодной поверхности к анодной 3,5-4,5 и напряжении 2,4-2,5 В с использованием титана в качестве катода. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1615240 А 1 (51)5 С 25 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4469726/31 "02 (22) 03.08.88 (46) 23.12.90. Бюп, Р 47 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина и Харьковский тракторный завод им. С. Орджоникидзе (72) В.В. Орехова, А.Г. Мозговая, Л.Н, Дмитриева, Л,А. Гудевич и Л.А. финаровская (53) 625.3,035.44(088.8) (56) Инженерная гальванотехника в приборостроении./Под ред. A,N. Гринберга, — M. Машиностроение,.1977, с. 99, Справочное руководство по гальванотехнике, ч. II1,/Под ред. В,И. Лайнера. — М,: Металлургия, .1972, с. -146, Изобретение относится к электро химическому производству и может. бить использовано в практике гальванических цехов, где осуществляется удале, ние дефектных никелевых покрытий.

Цель изобретения — обеспечение полного удаления покрытия с поверхности сложной конфигурации без растравливания основы и увеличение срока службы электролита, Способ удаления никелевых покрытий осуществляют следующим образом.

Основу из цинковых сплавов с никелевым покрытием погружают в раствор, содержащий смесь серной, фосфорной и хромовой кислот, в качестве анода.

В качестве. катода погружают, пластину из титана, соотношение катодной и анодной поверхностей выдерживают в пределах 3,5-4,5. Загрузку произво2 (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ С ДЕТАЛЕИ ИЗ ЦИНКОВЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к.электро i химическим производствам и может быть использовано при удалении дефект" ных покрытий, Целью изобретения является полное удаление покрытий с поверхности сложной конфигурации без растравливания основы и увеличение срока службы электролита. Способ включает анодную обработку деталей при отношении катодной поверхности к анод- ной 3,5-4,5 и напряжении 2,4-2,5 В с использованием титана в качестве катода. 4 -.àÜë.

° ф дят под током, при этом устанавливают р напряжение на ванне 2,4-2,6 В. Обработку продолжают до полного удаления никелевого покрытия с поверхности.

М

При соотношении катодной и анодI ной поверхностей, равном 3,5-4,5, и использовании титана в качестве катод © основная анодная реакция удаления ни- 4 келевых покрытий сопровождается боль- СР

,шой электродной поляризуемостью. Побочная реакция — выделение кислорода— происходит незначительно, Высокая электродная поляризуемость обеспечивает фМ равномерность распределения тока по поверхности сложной конфигурации, благодаря чему удаление никелевых покрытий на выпуклых участках и во впади.нах происходит с одинаковой скоростью, Обнажение отдепьных участков и раст1615240, равливание основы не наблюдается

-; (табл. 1), На катоде из титана основной реак: цией является выделение водорода, протекающее без затруднений. Побочная реакция " восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного — проис-. ходит с небольшой скоростью. Поэтому при длительной эксплуатации электролита уменьшение содержания шестивалентного хрома незначительно и накопление трехвалентного хрома невелико, В результате даже при длительной эьс луатации электролита обеспечивается полное удаление покрытий без растравливания основы и необходимость в частой замене электролита отпадает ( (табл. 2). На поверхности сложной конфигурации обнажение основы происходит 20 одновременно как на выступающих участках, так и во впадинах. Основа имеет . светлый вид без пятен, темных налетов и растравленных участков. При повтор. ном никелировакни сцепление покрытия 25 с основной получается прочным. При длительной эксплуатации электролита при 75 А;ч/л полное удаление никелевого покрытия также происходит без растравливания основы. Осуществление способа иллюстрируется примерами, приведенными в табл. 3 и 4.

При осуществлении известного.способа напряжение поддерживают равным

6 В, а в качестве катода применяют свинец. При этом электролит постепенно разогревается, а на аноде удаление никелевого покрытия сопровождается значительным выделением кисчорода, вызывающим бурное перемешнвание электролита в прианодном пространстве. Подогрев и перемешивание электролита приводят к резкому снижению поляризуемости, в результате чего распределение тока по поверхности основы становится неравномерньм. Поэтому, ест с поверхности простой конфигурации удаление никелевых покрытий происходит с одинаковой скоростью на всех

50 участках, то на поверхности сложной конфигурации в первую очередь растворяется покрытие на выпуклых участках, йри этом во впадинах никелевое покрытие еще не успевает раствориться, а на выпуклых участках уже обнажается

55 основа. Сочетание участков, покрытых никелем, и обнаженных участков созда1 (ет гальванопары, работа которых приводит к усиленному растворению обнажейнБ1х участков, как более отрицательных по сравнению с участками, покрытыми никелем. В результате основа слож". ной конфигурации растравливается (табл. 2) ° На свинцовом катоде выделение водорода происходит со значительными затруднениями. вследствие чего возрастает скорость побочной реакции восстановления шестивалентного хрома до трехвалентного.

Поэтому при длительной эксплуатации электролита содержание шестивалентно-. го хрома падает, а концентрация трех( валентного хрома возрастает. Присутствие определенной концентрации шестивалентного хрома в растворе необходимо дпя пассивирования обнажающейся основы и защиты ее от растравливающего действия электролита. При уменьшении содержания.шестивалентного хрома защитный эффект подавляется, Накопление трехвалентного хрома допустимо только до определенного содержания,,после превышения которого трехвалентный хром как восстановитель нейтрализует пассивирующее действие хрома шестивалентного. Поэтому при длительной эксплуатации электролита по известному способу из-за уменьшения содержания шестивалентного хрома и накопления трехвалентного хрома растравливание основы происходит даже на поверхности простой конфигурации (табл. 2). Причем,* даже если электролит откорректировать по содержанию шестивалентного хрома, негативное влияние трехвалентного хрома не устраняется, Цинковый сплав включает, кроме цинка, алюминий и медь, При подавлении защитного действия шестива-, лентного хрома алюминиевые ицинковые компоненты сплава вытравливаются, а медь выделяется на поверхности в виде темного порошка, наличие котороro препятствует сцеплению вновь осаждаеМого покрьн ия с основой.. Из-за это"

ro основа с темным налетом для повторного осаждения покрытия становится непригоднои, а электролит,.в котором наступает описанное явление, подлежит замене новым.

При использовании соотношения катодной и анодной поверхностей ниже

3,5 и напряжение ниже. 2,4В скорость удаления никелевых покрытий резко падает и процесс становится непроизводительным (табл. 3, пример 4). Применение соотношения катодной и анодной поверхностей выше 4 5 и напряжения вы-1

5 161524

me 2,6B вызывает растравливание основы при полном удалении никелевых покрытий с поверхности сложной конфигурации (табл. 3, пример 5). Ввиду непригодности предлагаемого способа с за5 предельными значениями в свежеприготовленном электролите испытания способа с запредельными значениями при длительной эксплуатации электролита не проводят.

Таким образом, согласно данным табл. 1-4 предлагаемыи способ по сравнению с известным обеспечивает .полное удаление никелевых покрытий с поверх- 15 ности сложной конфигурации без растравливания основы и делает возможным ее повторное использоВание, увеличивает срок службы электролита беэ замены в 2,7 раза и, сокращает расходы .на 20 химикаты и материалы, При осуществлении предлагаемого способа по сравнению с известным способом — напряжение снижается в 2,5 pai

Таблица 1

Значения параметров в свежеприготовленном электролите по способу

Параметры,Предлагаемый Известный

0,5

20

20

0,5

0,1

0,1

Титан

2,.4-2,6

Свинец

3,5-4,5

Наличие никелевого покрытия на всей поверхности

Наличие никеле- Никелевое поквого покрытия рытия на пона всей поверх- верхности отности сутствует

Состав электролита, мас.Е:

Серная кислота

Фосфорная кислота

Хромовый ангидрид

Вода

Исходная температура, С

Объем электролита, дм

Площадь загружаемой поверхности, дм

Толщина никелевого покрытия мкм

Катод

Напряжение на ванне, В

Сботношение катодной и аноднои поверхностей ..Удаление никелевого покрытия с поверхности плоского образца во времени, мин!

0 б за, что приводит к экономии расхода электроэнергии, В качестве катода в предлагаемом способе используется титан, т.е. металл менее дефицитный и менее дорогостояядй по сравнению со свинцом.

Формула изобретения

Способ удаления никелевых покрытий с деталей из цинковых сплавов в электролите, содержащем серную фосфорную и хромовую кислоты, включающий анодную обработку, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения степени удаления покрытий с поверхности сложной конфигурации без растравливания основы и увеличения срока службы электролита, удаление проводят при соотношении поверхности катода и анода 3,5-4,5 и напряжении

2, 4-2,6 В с использованием титана в качестве материала катода.

1615240

Продолжение табл.1

Значения параметров в свежеприготовленном электролите по способу

Параметры

Предлагаемый

Внешний вид основы после снятия никелевого покрытия удаление никелевого покрытия с поверхности сложной конфигурации по времени, мии:

Светлый

30

Внешний вид основы после снятия никелевого покрытия

Та блица 2

Значения параметров при длительной эксплуатации электролитов по способу

Параметры

Известный

Пр едлага емый

1,0

1,0

О,i

0,1

2,6

6,0

3,5-4,5

Объем электролита, дм

Площадь загружаемой поверхносTH ДМ

Напряжение на ван" не, В .Соотношение катодной и анодной поверхностей

Внешний внд основы после обработки в электролите, через который про3

Никелевое покрытие на поверхности отсутствует

Наличие никелевого покрытия на всей поверхности

Наличие никелево- Наличие никелего покрытия на вого покрытия в всей поверхности углублениях и впадинах, обнажение основы на выступающих участках

Никелевое покры- Никелевое покрытие на поверхнос- тие во впадинах ти отсутствует отсутствует, сильное разъедание основы на выстус пающих участках

Светлый, без рас- Темный налет по травливания всей поверхности,, крупные поры на- выступающих участках

1615240

Продолжение табл. 2

Параметры юю

Предлагаемый Известный

Светлый

Светлый

II

Темный налет, поры

Испытания не проводились

То ке

1,21

2,87

4,29

4,96

6,0

6,2

750-760

280

20

Не наблюдается 1О

П р и м е ч а н и е. Учитывая, что на сложнопрофилированных деталях в известном электролите на отдельных участках происходит растравливание основы поверхности, исследования проводят на плоских образцах. сгущено количество электричества, А ч/л:

Скорость накопления трехвалентного хрома после прохождения количества электричества, А ч/л:

Количество дм обработанной поверхности без замены электролита

Исходная температура раствора, оС

Изменение температуры за 1 ч о, электролиза, С

Значения параметров при длительной эксплуатации электролитов по способу

2,25

6,85

8,71

11,8

Испытания не проводились

I 6! 5240

Та блица 3

Значения параметров по примеру (Параметры

2 3 4

Соотношение катодной и анодной поверхностей

Напряжение, В

Удаление никелевого покрытия с поверхности слвжной конфигурации во времени, мин:

3,5

2,4

4,5

2,6

4,0

2,5

5,0

2,8

3,0

2;3.Никелевое покрытие по всей поверхности

То же

Никелевое

20 покрытие отсутствует

1о же

Покрытие по всей поверхности

Э(Титан

Никелевое покрытие отсутствует.Титан

Материал катода

Внешний вид основы после удаления покрытия в свежеприготовлен. ном электролите

Внешний вид основы после удаления покрытия в электролите, через который пропущено количество электричества

75 Аеч/л

Титан

Титан Титан

Светлый Светлый Светлый

Светлый Темный

Светлый Светлый Светлый

Испытания не проводились

Количество дм обй рабатываемой.поверхности без замены элект"

750

760

То же

760 ролита Для полного удаления покрытия необходима выдержка образца в течение

60-70 мин, 13,14

1615240

Та блица 4

Параметры начения параметров по примеру

° ° ФВМЙЙ

Соотношение катодной и анодной поверхности

Напряжение, В

Удаление никелевого покрытия с поверхности слокной конфигурации во времени, мин:

4,6

2,3

3,4

2,8

Никелевое покрытие по всей поверхности

Спустя 70 мин Никелевое покимеются участки рытие отсутстс никелевым по- вует, сильное крытием разъедание основы

Титан Титан

Материал катода

Внешний вид основы после удаления покрыгия в свежеприготовленном электролите

Спустя 70 мин Темный имеются участки с никелевым покрытием

Внешний вид основы после удаления покрытия в электролите, через который пропущено количество электричества

75 А, ч/л

Количество дм обрабатываемой поверхности без замены электролита

Испытания. не проводились

Испытания не проводились

Составитель Н, Скопинцева

Техред М.Д щык -Корректор Т, Малец

Ю °

Редактор Н. Яцола

Заказ 3964 Тирах 548 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ó3ãîðoä, ул. Гагарина, 101