Электролит для непосредственного никелирования алюминия и его сплавов

 

Изобретение относится к электролитическому нанесению металлических покрытий, в частности к электролитам для непосредственного некелирования алюминия и его сплавов, и может быть использовано в приборостроительной и других отраслях промышленности с целью придания изделиям высоких декоративных свойств. Электолит содержит, г/дм³: никель сернокислый 75 - 150; натрий сернокислый 100 - 220; борная кислота 18 - 35; аммоний хлористый 18 - 25; калий фтористый 2-водный или натрий фтористый 1,5 - 2,5; блескообразователь 1 класса 0,8 - 3,0 и блескообразователь 2 класса 0,2 - 3,0. Электролит обеспечивает получение на изделиях из алюминия и его сплавов зеркально блестящих никелевых покрытий.

Изобретение относится к электролитическому нанесению металлических покрытий, в частности к непосредственному никелированию алюминия и его сплавов, и может быть использовано в приборостроительной, машиностроительной и других отраслях промышленности с целью придания изделиям высоких декоративных свойств.

Электролитическое нанесение никелевого покрытия на алюминий и его сплавы требует создания на их поверхности путем химической или электрохимической обработки устойчивых промежуточных слоев других металлов (цинка, латуни, меди, кадмия и др.) или образования на поверхности специальной оксидной пленки анодированием в фосфорной кислоте [1] Специальная обработка алюминия и его сплавов перед электролитическим никелированием значительно усложняет и удорожает процесс нанесения покрытия. Поэтому в последнее время особое внимание уделяется разработке процессов непосредственного электролитического никелирования алюминия и его сплавов.

Известен и широко применяется в промышленности электролит для непосредственного никелирования алюминия и его сплавов [2] Электролит имеет следующий состав компонентов, г/дм³: Никель сернокислый 180-220 Натрий хлористый 1,5-2,5 Кислота борная 25-40 Калий надсерно- кислый 1-3 Натрий сернокис- лый 40-60 Калий фтористый 2-водный или нат-
рий фтористый 1,5-2,5
Электролит технологичен в эксплуатации, однако обеспечивает осаждение только матовых никелевых покрытий.

Известен также электрлит для непосредственного никелирования алюминия и его сплавов, который позволяет повысить блеск покрытий за счет введения в известный применяемый состав электролита блескообразующей добавки 1,1,5-тригид- ротетрафторпентанола при следующем соотношении компонентов, г/дм³ [3]
Сульфат никеля 200-220
Сульфат натрия 40-50
Борная кислота 25-30
Хлорид натрия 1-2
Персульфат калия
1,1,5-тригидротет-
рафторпентанол 0,01-0,10
Данный электролит для подавления контактного обмена на поверхности алюминия содержит сильный окислитель персульфат калия. В качестве блескообразователя использовано органическое соединение (1,1,5-тригидротетрафторпентанол) производное многоатомного спирта, не содержащее непредельных связей, которое в силу своего строения относится к блескообразотелям 1 класса (слабые блескообразующие добавки). Электролит обеспечивает осаждение никелевых покрытий с незначительным блеском, которые для придания высокого декоративного вида требуют применения операции полирования.

Введение в известный электролит [3] сильных блескообразователей 2 класса (органических соединений, имеющих непредельные связи) и других соединений, способных к окислению, невозможно, так как он содержит сильный окислитель (персульфат калия 2-3 г/л), разрушающий вводимые блескообразователи.

Целью изобретения является непосредственное осаждение блестящего никелевого покрытия на изделия из алюминия и его сплавов.

Цель достигается тем, что электролит для непосредственного никелирования алюминия и его сплавов, содержащий никель сернокислый, натрий сернокислый, борную кислоту, неорганическую хлористую соль и блескообразователь 1 класса, дополнительно содержит калий фтористый 2-водный или натрий фтористый, блескообразователь 2 класса, а в качестве неорганической хлористой соли аммоний хлористый при следующем соотношении компонентов, г/дм³:
Никель сернокислый 75-150
Натрий сернокислый 100-220
Борная кислота 18-35
Аммоний хлористый 18-25
Калий фтористый
2-водный или нат-
рий фтористый 1,5-2,5
Блескообразователь
1 класса 0,8-3,0
Блескообразователь
2 класса 0,2-3,0
Процесс осаждения блестящего никелевого покрытия проводят при катодной плотности тока 0,6-3,0 А/дм², температуре электролита 18-45^оС и рН электролита 5,8-6,2. В качестве блескообразователей первого класса в электролит могут быть введены органические соединения, имеющие в своем
составе группу SO₂-N или
любые другие известные выравнивающие и содержащие сульфогруппу соединения, понижающие внутренние напряжения никелевых гальваноосадков. В качестве блескообразователей второго класса в электролит могут быть введены органические соединения, имеющие в своем составе группу (-С≡С-), группу (=C=N-) или любые другие известные соединения, придающие осадкам высокий блеск уже при малых толщинах покрытия. Приготовляют электролит блестящего никелирования по следующей схеме: соли, входящие в состав электролита, растворяют отдельно в теплой воде, а борную кислоту и фтористый калий или натрий также отдельно в горячей воде. Затем растворы сливают в ванну никелирования в следующей последовательности: сульфат никеля, сульфат натрия, борная кислота, аммоний хлористый, фторид калия или натрия. Блескообразователи растворяют в небольшом количестве электролита или горячей воды и вводят в приготовленный и проработанный током электролит при его перемешивании. Корректировку электролита производят по результатам анализа входящих в его состав компонентов. При образовании питтинга на покрытии его можно устранить введением в электролит смачивателей, например, моющего средства "Прогресс" (0,01-0,3 мл/л), лаурилсульфата натрия (0,05-2,0 г/л), сульфирола-8 (0,1-0,3 г/л) и др.

П р и м е р 1. Для получения блестящего никелевого покрытия на изделиях из алюминия и его сплавов используют электролит следующего состава, г/дм³:
Никель сернокислый 75
Натрий сернокислый 100
Борная кислота 18
Аммоний хлористый 18
Калий фтористый
2-водный 1,5
Блескообразователь
1 класса сахарин 0,8
Блескообразователь
2 класса 1,4 бутин-
диол 0,2 Осаждение покрытия ведут при катодной плотности тока 0,6 А/дм², температуре 18^оС и рН электролита 5,8-6,2.

П р и м е р 2. Для получения блестящего никелевого покрытия на изделиях из алюминия и его сплавов используют электролит следующего состава, г/дм³:
Никель сернокислый 75
Натрий сернокислый 100
Борная кислота 18
Аммоний хлористый 18
Натрий фтористый 1,5
Блескообразователь
1 класса сахарин 0,8
Блескообразователь
2 класса 1,4 бутин-
диол 0,2 Осаждение покрытия ведут при катодной плотности тока 0,6 А/дм², температуре 18^оС и рН электролита 5,8-6,2.

П р и м е р 3. Для получения блестящего никелевого покрытия на изделиях из алюминия и его сплавов используют электролит следующего состава, г/дм³:
Никель сернокислый 100
Натрий сернокислый 160
Борная кислота 25
Аммоний хлористый 22
Калий фтористый
2-водный 1,8
Блескообразователь
1 класса бензол-
сульфамид 2,0
Блескообразователь
2 класса пропарги-
ловый спирт 0,2 Осаждение покрытия ведут при катодной плотности тока 1,3 А/дм², температуре 25^оС и рН электролита 5,8-6,2.

П р и м е р 4. Для получения блестящего никелевого покрытия на изделиях из алюминия и его сплавов используют электролит следующего состава, г/дм³:
Никель сернокислый 100
Натрий сернокислый 160
Борная кислота 25
Аммоний хлористый 22
Натрий фтористый 1,8
Блескообразователь
1 класса бензол-
сульфамид 2,0
Блескообразователь
2 класса пропарги-
ловый спирт 0,2 Осаждение покрытия ведут при катодной плотности тока 1,3 А/дм², температуре 25^оС и рН электролита 5,8-6,2.

П р и м е р 5. Для получения блестящего никелевого покрытия на изделиях из алюминия и его сплавов используют электролит следующего состава, г/дм³:
Никель сернокислый 110
Натрий сернокислый 180
Борная кислота 28
Аммоний хлористый 23
Калий фтористый
2-водный 2,0
Блескообразователь
1 класса хлорамин Б 1,5
Блескообразователь
2 класса 1,4 бутин-
диол 0,3 Осаждение покрытия ведут при катодной плотности тока 2,0 А/дм², температуре 35^оС и рН электролита 5,8-6,2.

П р и м е р 6. Для получения блестящего никелевого покрытия на изделиях из алюминия и его сплавов используют электролит следующего состава, г/дм³:
Никель сернокислый 110
Натрий сернокислый 180
Борная кислота 28
Аммоний хлористый 23
Натрий фтористый 2,0
Блескообразователь
1 класса хлорамин Б 1,5
Блескообразователь
2 класса 1,4 бутин-
диол 0,3 Осаждение покрытия ведут при катодной плотности тока 2,0 А/дм², температуре 35^оС и рН электролита 5,8-6,2.

П р и м е р 7. Для получения блестящего никелевого покрытия на изделиях из алюминия и его сплавов используют электролит следующего состава, г/дм³:
Никель сернокислый 150
Натрий сернокислый 220
Борная кислота 35
Аммоний хлористый 25
Калий фтористый
2-водный 2,5
Блескообразователь
1 класса динатри-
евая соль нафталин-
1,5-дисульфокислоты 3,0
Блескообразователь
2 класса кумарин 3,0 Осаждение покрытия ведут при катодной плотности тока 3,0 А/дм², температуре 45^оС и рН электролита 5,8-6,2.

П р и м е р 8. Для получения блестящего никелевого покрытия на изделиях из алюминия и его сплавов используют электролит следующего состава, г/дм³:
Никель сернокислый 150
Натрий сернокислый 220
Борная кислота 35
Аммоний хлористый 25
Натрий фтористый 2,5
Блескообразователь
1 класса динатри-
евая соль нафталин-
1,5-дисульфокислоты 3,0
Блескообразователь
2 класса кумарин 3,0 Осаждение покрытия ведут при катодной плотности тока 3,0 А/дм², температуре 45^оС и рН электролита 5,8-6,2.

Предлагаемый электролит обеспечивает получение на изделиях из алюминия и его сплавов зеркально блестящих покрытий непосредственно в процессе их осаждения, исключая при этом необходимость применения операции полирования для придания изделиям декоративного вида. Операция полирования отличается высокой трудоемкостью и требует использования дорогостоящих и дефицитных материалов, таких как фетровые и хлопчатобумажныфе круги, хромовая мастика, растворители для удаления мастики с поверхности изделий и др. При этом значительно ухудшаются условия труда в цехах металлопокрытий и не представляется возможным автоматизировать процесс нанесения двухслойных защитно-декоративных покрытий никель-хром. Кроме того, при полировании теряется до 20% никеля, идущего на покрытие. Указанные преимущества обеспечивают достижение декоративного и получение большого экономического эффектов при использовании электролита в различных отраслях промышленности.

Использование электролита не требует создания дополнительного специального оборудования, электролит может применяться в промышленности на действующем оборудовании для нанесения гальванических покрытий, следовательно оно промышленно применимо.

Формула изобретения

Электролит для непосредственного никелирования алюминия и его сплавов, содержащий никель сернокислый, натрий сернокислый, борную кислоту, неорганическую хлористую соль и блескообразователь первого класса, отличающийся тем, что он дополнительно содержит калий фтористый двуводный или натрий фтористый, блескообразователь второго класса, а в качестве неорганической хлористой соли аммоний хлористый при следующем соотношении компонентов, г/дм³:
Никель сернокислый 75 150
Натрий сернокислый 100 220
Борная кислота 18 35
Аммоний хлористый 18 25
Калий фтористый двуводный или натрий фтористый 1,5 2,5
Блескообразователь первого класса 0,8 3,0
Блескообразователь второго класса 0,2 3,0