Электролит блестящего никелирования

 

Изобретение относится к электролитической обработке металлов, в частности стали. Предложен электролит блестящего никелирования, включающий компоненты при следующем соотношении, г/л: никель сернокислый 250 - 300, никель хлористый 50 - 60, борная кислота 25 - 40, изоникотиновая кислота 0,5 - 1,5. Техническим результатом изобретения является повышение класса чистоты поверхности и упрощение состава электролита. 1 табл.

Изобретение относится к электролитической обработке металлов, в частности к нанесению непосредственно на сталь и ее сплавы защитно-декоративного слоя никеля с высокой чистотой поверхности, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, радиоэлектронике, а также в производстве изделий широкого потребления.

Известен электролит, содержащий сернокислый никель, борную кислоту, хлористый натрий, фтористый натрий, натриевую соль нафталиндисульфокислоты-1,5, формалин. (А.М.Ямпольский, В.А.Ильин. Краткий справочник гальванотехника. Машиностроение, Ленинград.1981, с. 147) Однако образующиеся из него покрытия имеют повышенное значение внутренних напряжений, осадки обладают хрупкостью и пониженной коррозионной стойкостью. Перед никелированием необходимо предварительное меднение. Степень блеска покрытий соответствует 6-7 классу.

Известен электролит, содержащий сернокислый никель, фтористый натрий, хлористый натрий, борную кислоту, нафталин, 1,5-дисульфокислоты динатриевая соль, а также добавку БВД, состоящую из сульфоната и хлористого натрия (Е.Д. Заозерова. Авторское свидетельство SU 1822452, МПК С 25 D 3/12, 3/18).

В электролит введена дополнительно еще одна добавка, состоящая из двух компонентов. Состав электролита еще более усложняется, что вызывает трудности при корректировании электролита в процессе эксплуатации и приводит к увеличению органических примесей в покрытии.

Наиболее близким по составу компонентов является следующий электролит, г/л: Никель сернокислый - 350 - 360 Никель хлористый - 50 - 60 Борная кислота - 25 - 40 Сахарин - 1,0 - 2,0 1,4-Бутиндиол - 0,7 Фталимид - 0,08 - 0,12 (Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник, т. 1 /Под редакцией М.А. Шлугера. Москва, Машиностроение, 1985, с. 110).

Задачей изобретения является повышение класса чистоты поверхности и упрощение состава электролита по компонентам.

Это достигается тем, что в электролит никелирования деталей из стали, содержащий сернокислый никель, хлористый никель, борную кислоту, введена блескообразующая добавка - изоникотиновая кислота при следующем соотношении компонентов, г/л: Никель сернокислый - 250 - 260
Никель хлористый - 50 - 60
Борная кислота - 25 - 40
Изоникотиновая кислота - 0,5 - 1,5
Сравнительный анализ с прототипом, а также сравнение компонентов предлагаемого электролита с компонентами в известных электролитах блестящего никелирования позволяет сделать вывод, что предлагаемый состав электролита отличается от прототипа введением добавки никотиновой кислоты, не применяемой ранее в электролитах для никелирования, и обеспечивает повышение класса чистоты поверхности.

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава были приготовлены три смеси компонентов, приведенные в таблице.

Приготовление электролита для каждого из трех примеров проводили в следующей последовательности.

В отдельных порциях воды растворили никель сернокислый и никель хлористый и ввели в смесь солей растворенную в подогретой воде (50-60^oC) борную кислоту. Электролит профильтровали в ванну, добавили воды до рабочего уровня. Порошок изоникотиновой кислоты смешали с небольшим количеством приготовленного электролита до полного его смачивания и ввели в рабочую ванну.

При необходимости очистку электролита производили по общепринятым методикам.

Процесс никелирования производили при температуре, катодной плотности тока и величине pH, представленными в таблице. Постоянство значений pH электролита поддерживали добавлением 3% раствора NaOH или H₂SO₄. Покрытия наносили на стальную и медную основу. В качестве анодов использовали никелевые пластины. Выход по току никеля определялся с помощью медного кулометра. Класс чистоты поверхности покрытия определяли по эталону.

Концентрацию блескообразующей добавки изменяли в пределах от 0,5 до 1,5 г/л. Ниже указанной величины снижается степень блеска, выше - нецелесообразно по экономическим соображениям. Катодную плотность тока изменяли от 5 до 9 А/дм². Ниже указанной величины снижается выход по току, выше - по контуру катода появляется "подгар". Значения pH электролита изменяли от 4 до 5,5. При снижении величины ниже указанной уменьшается выход по току никеля, выше - возможно появление темных осадков по краям катода.

Как показал сопоставительный анализ использование предложенного электролита по сравнению с прототипом позволяет:
повысить класс чистоты поверхности обрабатываемых деталей на 100%. Шероховатость покрытий из электролита прототипа не превышает 6-7, у изобретения соответствует 14;
предлагаемый электролит прост по составу, содержит только одну блескообразующую добавку, что упрощает операции приготовления электролита и контроль состава в процессе эксплуатации;
из предлагаемого электролита образуются эластичные покрытия, хорошо сцепленные с основой;
предлагаемый электролит высоко производителен, т.к. допускает высокие значения верхнего предела катодной плотности тока.

Формула изобретения

Электролит блестящего никелирования, содержащий сернокислый никель, хлористый никель, борную кислоту, отличающийся тем, что дополнительно содержит в качестве блескообразующей добавки изоникотиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л:
Никель сернокислый - 250 - 300
Никель хлористый - 50 - 60
Борная кислота - 25 - 40
Изоникотиновая кислота - 0,5 - 1,5

РИСУНКИ

Рисунок 1