Способ подготовки поверхности титановых сплавов перед нанесением никелевых покрытий

 

Изобретение относится к гальваностегии , в частности к нанесению никелевых покрытий на титановые сплавы , и может найти применение в различных областях техники. Цепь изобретения - упрощение технологии и повышение адгезии покрытий. Поверхность детали подвергают гидридной обработке с последующим нанесением подслоя никеля. При этом обе операции осуществляют в одном и том же электролите никелирования, содержащем,г/л: хлористый никель 100-150j соляная кислота (d 1,36) 30-100; хлористый кадмий 0,3-0,5. При низких плотностях тока (1,5-2 А/дм2) из указанного электролита на катоды выделяется только водород, поглощение которого поверхностным слоем металла приводит к образованию гидридной пленки, формирование которой завершается при более высоких плотностях тока (3 - 7 А/дм2) с выделением никеля, что способствует повышению прочности сцепления никеля с основой. 2 табл. is (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1618787

Г5))5 С 25 0 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,«« «я«« р

«ч 1«

« " i«««.«, «« .«

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbl. ÈßÌ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4486980/02 (22) 28. 09. 88 (46) 07.01. 91. Бюл, N - 1 (72) В.М. Нагирный, Л.А. Приходько, И.А.Говорова и Е.В.Миловский (53) 621. 357. 5 (088. 8) .(56) Беленький М.А., Иванов А.Д. Электроосаждение металлических покрытий.

Справочник. — М.: Металлургия, 1985, .с. 52.

Левинзон А.М. Электролитическое осаждение металлов подгруппы железа.

Л.: Машиностроение, 1983, с. 82-83. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ

ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ПЕРЕД НАНЕСЕНИЕМ

НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению никелевых покрытий на титановые сплавы, и может найти применение в разИзобретение относится к области гальваностегии, в частности к нанесению никелевых покрытий на титановые сплавы, и может найти применение в различных областях техники.

Цель изобретения - упрощение технологии и повышение адгезии покрытий.

Сущность способа состоит в том, что поверхность детали подвергают гидридной обработке с последующим нанесением подслся никеля. При этом обе операции осуществляют в одном и

4 том же электролите никелирования, содержащем ионы кадмия, и ведут в течение разного времени и различных плотностях тока.

2 личных областях техники. Цель изобретения — упрощенйе технологии и повышение адгезии покрытий. Поверхность детали подвергают гидридной обработке с последующим нанесением подслоя никеля, При этом обе операции осуществляют в одном и том же электролите никелирования, содержащем,г/л: хлористый никель 100-150, соляная кислота (d = 1,36) 30-100; хлористый кадмий 0,3-0,5. При низких плотностях тока (1,5-2 А/дм2) из указанного электролита на катоды выделяется только водород, поглощение которого поверхностным слоем металла приводит к образованию гидридной пленки, формирование которой завершается при более высоких плотностях тока (3—

7 А/дм2) с выделением никеля, что способствует повышению прочности сцеппения никеля с осноьой. 2 табл.

При сравнительно невысоких плотностях тока (1,5-2,0 А/дм ) на катоде выделяется только водород, поглощение которого поверхностным слоем металла приводит к образованию гидридной пленки. Этому благоприятствует адсорбция в приэлектронном слое ионов никеля и ионов кадмия, которые могут подвергаться разряду-ионизации, что сдерживает процесс молизации водорода и облегчает его проникновение в поверхностный слой металла-основы.

При низкой плотности тока процесс ведут в течение 15-20 мин. Устанавливающееся при низких плотностях тока динамическое равновесие разряда1618787

Обезжиривание химическое или элек-, I трохимическое, Травление химическое в растворе состава, г/л:

Кислота азот40 ная 375 — 380

Кислота фтористоволородная 75 — 80

:при температуре 15-30 С в течение

15-30 с.

Гидридная обработка и нанесение подслоя никеля (предварительное никелирование) в электролите состава,г/л:, Хлористый никель 100 — 150

Соляная кислота 50 — 100

Хлористый кадмий 0,3 — 0,5 при температуре 18-25 С и плотности а тока гидридной обработки 1,5-2,0 А/дм2

2 5 в течение 15-20 мин и предваритель- ного никелирования 3-7 А/дм в тече- . ние 5-10 мин. ионизации кадмия вследствие малой его концентрации сохраняется в области более высоких плотностей тока (3—

7 А/дм ), отвечающих совместному выделению никеля и водорода. Это положительно влияет на выход и равномерность выделяющегося на катоде слоя никеля (высокое перенапряжение водорода на кадмии) и дальнейшее формиро- 10 вание гидридной пленки одновременно с осаждением никеля, которое.осуществляют в течение S-10 мин, что в итоге. обеспечивает повышенную активность подложки и адгезию покрытия к ней.

При концентрации хлорида кадмия выше 0,5 г/л возможно незначительное ,включение кацглия в никелевый осадок, что недопустимо по техническим требо ваниям на отдельные виды конструк- 20 ций. По этой. причине верхний предел концентрации кадмия ограничен указанным значением (0,5 г/л).

Конкретные примеры, иллюстрирующие, возможности способа, представлены в табл. I и 2, Испытания проводили в лабораторных и полупромышленных условиях на образцах в виде брусков размером 60 х х 20 х 5 мм и детали в виде цилиндра 30 с наружным диаметром 26 и высотой .57 и толщиной стенки 3 мм из сплава ВТ-14.

Во всех примерах предварительную подготовку и нанесение покрытия осуществляли по следующей схеме,.

Нанесение гальванопокрытия, например, никелем из электролита сос;.тава, г/л:

Сульфаминовый никель 450-600

Хлористый никель 12-15

Борная кислота 30-35

:и "Прогресс" 0,1-0,15 мл/л при тем,пературе 50-60 гС, рН 3,4-3,6, плотности тока 3-10 А/дм и интенсивном перемешивании очищенным сжатым воздухом е

Время выдержки при гидридной обработке и толщина никелевого покры тия были одинаковыми и составляли

:соответственно 15 мин и 150 + 20 мкм.

Детали покрывали по наружной поверхности, На образцы покрытие наносили в виде полоски шириной 18 и длиной

58 мм. Для обеспечения отгиба ее части с одного торца на длину 15 мм и возможности захвата державками раз рывной машины соответствующий учас:ток поверхности образца подвергали только обезжириванию и активации в растворе соляной кислоты 1: 1.

Качество подготовки определяли путем количественной оценки прочности сцепления покрытия на образцах и качественно: по наличию вздутий покрытия на деталях после термообработки в среде воздуха при температуре 350 + 10 С и резкого охлаждения в воде.

Количественную оценку прочности сцепления осуществляли по методу отрыва с помощью разрывной машины P-0,5, при скорости активного захвата О,S мм в 1 мин, Оценочная величина определялась по отношению усилия отрыва к

:площади отрыва (или среза) покрытия.

Результаты приведены в табл .2.

Как видно из представленных данных, способ обеспечивает эффективную подготовку иэделий из титановых спла- вов перед нанесением на них гальванопокрытия, которая находит свое выражение в достаточно высокой адгезии последнего к основе, причем показатели адгезии в данном случае выше, чем в известном способе. Это объясняется отсутствием разрыва между операциями гидридной обработки и предварительного никелирования, вызывающего неизбежное пассивирование обрабатываемой поверхности, а также специфическим характером процессов, протекаю",á18787

Формула изобретения

Таблица т Единица манер ей

Еомлонеяты н параметры. Хлористый никель

125, 125 125 125 125 125 100 150 100 125 150 100 125 150 125 25 г/л

Соляная кислота

75 75 50 100 50 75 100 50 75 100 75 75

75 85 75 75 г/л

0,5 0,6 0,3 0,5 0,3 0,4 О ° 5 0,3 0,4 0,5 ° 0,4 0>4

0,2 0 3 0,4

Елормстэп! кадим 8 г/л

1 5 1,5 1,5 1 ° 5

15 15 15 15

1,5 1,5 .1 ° 5 1,5 2 2

15 15 15 15 20 20

Ппотноств тока

3 3 !

О 3О 3О г г го 1о 1о

А/лнэ

Время

Ть блида 2

Вринеры

Оценочные показатели ло видам ис!взтаний

Оценка прочяости сдепления покрытия ° кг/нм

4-5 7-8

8-9

8-9

Еачественная оценка прочности сцепления по наличив вздутмй после прогрева при температуре 350еС и резкого оклацдемия.в воде:

"+н - маличие вэдут1!й, "-" - отсутствие вэдутий

Составитель В.Игнатьев

Редактор Е.Папп Техред M.Äèäûê.

Корректор M.Ïoæo

Заказ 24 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 щих на катоде в рассматриваемых условиях.

Способ прост в осуществлении, технологичен и может быть реализован в ! условиях действующих гальванических производств. Наряду с достаточно высоким качеством подготовки он обеспечивает значительное упрощение технологического цикла подготовки титановых сплавов перед нанесением гальванопокрытий за счет совмещения операций гидридной обработки и нанесения подслоя никеля в одной ванне,,что позволяет сократить количество ванн в технологической цепочке на 2 ециницы, полезную производственную площадь и расход материалов и реактивов. Исходя из этого себестоимость соответствующей обработки изделия из титановых сплавов при использовании предлагаемого сгособа снижается на 20-257

Способ подготовки поверхности гитаковых сплавов перед нанесением никелевых покрытий, включающий предварительную гидридную обработку на ка— тоде в кислом электролите „о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью

10 упрощения техчологии и повышения адгезии покрытий,гидридную обработку ведут в электролите, содержащем,г/л:

Хлбристый никель 100-150

Соляная кислота ,плотностью 1,36 50-100

Хлористый кадмий 0,3-0 5 при номинальной -.е5 пературе и плотности тока 1,5-2,0 А/дм в течение

15-20 мин, с последующим нанесением из того жз электролита никелевого подслоя при плотности тока 3-7 A/äì в течение 5-10 мин.

5-6 8-9 8-9 8-9 &-9 7-8 5-6 4-5 5-6 4-5 5-6

+ е + + + +