Способ электрохимического удаления никелевых покрытий со стальных изделий

 

Использование: для удаления никелевых покрытий со стали, электрохимического растворения никеля и других цветных металлов . Сущность изобретения: способ электрохимического удаления никелевых покрытий со стальных изделий осуществляется в нитратно-аммонийной ванне .переменным током плотностью 2Н5 с наложением постоянного тока в отношении 2-10 при рН электролита 7-9. 1 табл. V -4WЈ

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС 1МЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) 1807099 А1

1sI>s С 25 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕН ОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕН Т СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4751616/26 (22) 22.08.89 (46) 07,04.93. Бюл. М 13 (72) В.И.Скороходов, С.М.Балакин, И.Н.Колтышева. С.В.Карелов, А.Г.Ашлапов, Л.П.Мелехова и Н.С.Пачгина(56) Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу; Справочное пособие. Л.: Лениздат, 1975, с. 182-183.

Гальванотехника: Справочник под редакцией А.М.Гринберга, А.Ф.Иванова,,П.Л.Кравченко, M,: Металлургия, 1987, с.

358-359.

Пурин Б.А. Электроосаждение металла из пирофосфатных электролитов. Рига: Знание, 1975, с. 121-137, 171, Патент СЩА ЬЬ 3542658, кл. С 25 F. 5/00, 1967, Авторское свидетельство СССР

М 456416, кл. С 25 F 5/00, 1970.

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для удаления никелевых покрытий со стали, а также анодного растворения никеля и других цветных металлов.

Цель изобретения — снижение степени травления стальной основы, сокращение расхода электроэнергии, увеличение срока службы электролита с учетом корректировки электролита в процессе эксплуатации, Указанная цель достигается тем, что электрохимическое растворение никелевого покрытия в нитрат-аммонийном электролите, согласно изобретению, проводят переменным током с наложением постоянного тока в соотношении (2-10):1, при плотности переменно1о ока 2--15 А/дм и рН (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО

УДАЛЕНИЯ НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ СО

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: для удаления никелевых покрытий со стали, электрохимического растворения никеля и других цветных металлов. Сущность изобретения: способ злектрохимического удаления никелевых покрытий со стальных изделий осуществляется в нитратно-аммонийной ванне .переменным током плотностью, 2 — 15 А/дм с наложением

2! постоянного тока в отношении 2-10 при рН электролита 7-9. 1 табл.

7-9. Покрытие снимают в электролите с темС) пературой 30-90 С. Для питания ванны используется переменный ток промышленной частоты — 50 Гц.

Изобретение осуществляется следую- О щим образом. Асимметричный синусоидальный ток с указанными выше параметрами подается на электроды ванны (аноды — обра- в батываемые изделия, катоды — стальные листы).

При этом достигается не только устранение пассивации анодного окисления никеля, но и создаются благоприятные условия для химического растворения покрытия. Доля никеля, перешедшего в раствор беэ затрат электроэнергии, составляет

30-60%,äîñòèãàÿ при вь соких температурах

1807099,3 и рН электролита 907ь. Этим объясняется снижение расхода электроэнергии в 1,5-3,0 раза, по сравнению с противопоставленными способами, Процесс электролиза проводят при рН электролита выше 7, и наличие 5 гидроксил-иона значительно усиливает пассивирующее действие нитрат-ионов на анодное окисление железа. В резулътате чего заметно снижается степень травления стальной основы. В процессе электролиза 10 на катоде (и при химическом растворении никеля) происходит восстановление нитратионов до аммиака. На аноде осуществляется растворение покрытия, выделение кислорода на освобожденной от никеля по- 15 верхности и незначителъное окисление железа, гидролизующегося в объеме электролита с образованием Ре(ОН)з.

Таким образом, в отличие от прототипа, в предлагаемом способе не происходит на- 20 копление "отравляющих" электролиз продуктов окисления органических компонентов (фенола, триэтаноламина и др,), что позволяет значительно увеличить работоспособность электролита. При своев- 25 ременной корректировке рН, концентрации азотнокислого аммония, удалении фильтра- цией механических примесей и гидрооксида железа, а также извлечении никеля известными способами, электролит может эксплу- ЗО атироваться бесконечно долго. Кроме того, выделяющийся в процессе электролиза аммиак препятствует подкислению электролита, что позволяет исключить добавление в ванну дорогостоящих буферных реагентов.

Повышение плотности переменного тока выше 15.А/дм приводит к депассивации г процесса травления железа, а ведение электролиза при плотности тока менее 2 А/дм г нецелесообразно из-за низкой производи- 40 тельности. увеличение соотношения переменного и постоянного токов (свыше 10) вызывает повышение расхода.электроэнергии и заметное травление стальной основы.

Снижение соотношения (менее 2) обуслов- 45 ливает нестабильность процесса, пассивацию поверхности никелевого покрытия.

Ведение электролиза при рН менее 7 способствует депассивации железа стальной основы, При рН выше 9 наблюдается значи- 50 тельное улетучивание аммиака, возрастающего с повышением температуры.

Пример. Стальную пластину из углеродистой (ст,З) или нержавеющей (18 ХГ, 20ХГСА, ЗОХМА) сталей, площадью 0,2-0,5 дм>, покрытую никелем, слоем 0,05-0,15 мм, обрабатывали в электрохимической ячейке, заполненной 1 дм электролита. электрическим током. После полного снятия никелеваго покрытия, определяли содержание

4 никеля и железа в электролите, рассчитывали степень травления железа и расход электроэнергии, отнесенный к 1 кг никеля.

Затем в используемом электролите обрабатывали еще некоторое количество никелированных пластин до заметного снижения скорости растворения. В этом случае электрЬлит фильтровали, удаляли никель сорбцией на амфолите, корректировали по основным компонентам и вновь использовали для электролиза. Эксплуатацию электролита прекращали тогда, когда перечисленными приемами не удавалось поддержать скорость растворения никеля на уровне не менее 50; от первоначальной, наблюдаемой в свежеприготовленном электролите, По полученным данным определяли максимальное количество никеля, которое способен растворять 1 м электролита со скоростью не менее 50ь от первоначальной, при использовании корректировки состава. Результаты представлены в таблице.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемый способ удаления никелевых покрытий со стали отличается составом электролита и режимом электролиза, поэтому соответствует критерию "новизна". Известны технические решения, в которых используют для ускорения растворения никеля нестационарные токи. Однако указанные режимы электролиза и составы электролитов не обеспечивают защиты от анодного растворения стальной основы.

Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Использование предлагаемого способа электрохимического удаления никелевых покрытий со стальных изделий в нитрат-аммонийном электролите обеспечивает, flo сравнению с существующими методами, уменьшение степени травления. стальной основы. снижения расхода электроэнергии, увеличение срока службы электролита изза отсутствия накопления в нем "вредных" продуктов окисления, органических компонентов, удешевление электролита за счет отсутствия использования дорогостоящих буферирующих и ускоряющих добавок, Формула изобретения

Способ электрохимического удаления никелевых покрытий со стальных изделий. включающий обработку в нитратаммонийном электролите, отличающийся тем, что, с целью снижения степени травления стальной основы, расхода электроэнергии и повышения работоспособности электроли1807099 нии(2-10):1, при плотности переменного то ка 2-15 А/дм и рН электролита 7-9. та, обработку ведут переменным током с наложением постоянного тока в соотношеУдаление никелевых покрнтмд со стали раэличнмх парок

Плотность тока, А/днэ пост. (постоянного) пер.(перемемного) Кол-во растворенного келеэа, грамм с

1 диэ поверхности всход лектронергии кот. час а I кг икеля рН Т,C

NI п/и

Состав электролита, гlдмэ

Натер мал основы деталь

От нове ние постоянно работоспособность электролита " количество никеля, кото.рое способен растворить 1 нт электролита го к переменному току

Пню, го

Триэтанолаиин 20

60 25 (пост.)

60 25 (пост.) .1,68 &,5 300-400

1,32 6,4

1ВХГ

3ОХН4

6,5

6,5

Юьс! 2

Уксусная кмслота (прототип) Ст.3 6,5 60 25 (пост.) Преимущественное травление хелеэа

1,05 8,1

Ю,ЮО гОО

Трнэтаноланин 200 Ст.3 6,5

60 25 (пост.) Фе ноя 5

Уксусная кислота (прототип)

Предлагаеьвв! способ

NI юз 600

6,5 60 25 (пост.) 20ХГСА

0,30

50-70

Па ограничивается ййьПО 400

3: .I01 Р0 500

I0I ю .&оо (ип+) soe 5о

00eNo> 600 пнОСТ !о е ю 4оо йе ограмнчнвается

ЗОХНА

Ст.3

1 ВХГ

Ст 3

l0

7 ю,юа 600

Составитель Й.Скороходов.

Техред М.Моргентал . Корректор Л.Пилипенко

Редактор Т,Иванова

Заказ 1361 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-йздательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101!

ВХГ

Ст.3

2ОХГСА

Ст.3

ЗОХЙА

Ст 3

1ВХГ

Ст 3

20ХГСА

Ст 3

8

7

9

8

8

8

50 8 (nep.)

5î 8 (nep.)

50 8 (пер. )

50 8 (пер. )

50 8 (пер.)

50 8 (пер.)

50 2 (пер.)

50 2 (пер.)

50 15 (nep.)

50 15 (пер.)

50 8 (nep.)

50 8 (nep.)

50 В (nep.)

50 8 (пер.) 7,5

7,5

7,5

7,5

7.5

7,5

7,5

7,5

7,5

7,5

0i 06

0,27

0,25

0,63

0,05

0,13

0,05

О, 15

0,23

0,75

0,05

0,23

0,35

0,86

3,0

3,1

2,2

2,4

2,9

2,9

З,б

3.9

2,0

2,1

4,5

4,5

3,7

3,8