Раствор для химического осаждения композиционных никелевых покрытий

 

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано в электрической, химической промышленности и машиностроении. Раствор содержит, г/л: никеля хлорид 10-20, натрия фторид 2-4, натрия гидроксид 5-7, натрия гипофосфит 15-22, янтарную кислоту 12-20, меркупраль 0,5-1,2 и водный раствор полимера 2-6. В качестве водного раствора полимера используют 5%-ный раствор поливинилового спирта или 50%-ную суспензию фторопласта 4МД. Технический результат: повышение износостойкости, коррозионной стойкости в морской воде путем увеличения толщины покрытия и снижение коэффициента трения. 2 табл.

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом никелировании стальных деталей, которые могут быть использованы в электрической, химической промышленности и машиностроении.

Известны составы для химического никелирования, содержащие различного рода инертные частицы: корунда, карбида кремния, двуокиси титана и др. (Сайфулин Р.С. Композиционные покрытия и материалы. 1977 г., с.238-241). Инертные частицы вводятся в раствор химического никелирования и осаждаются вместе с никелем, образуя химические композиционные покрытия.

Наиболее близким (прототип) по составу является раствор, содержащий, г/л: никель хлористый 10, янтарная кислота 8, натрий фтористый 1, едкий натр 4, натрий гипофосфит 10.

Однако покрытия, полученные из описанного раствора, отличаются низкой износостойкостью из-за малой толщины (3-5 мкм) и не могут применяться в качестве защитных покрытий для работы в морских средах.

Перед авторами стояла задача получения защитного покрытия на металл, обладающего высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью в морской среде, путем увеличения толщины покрытия, а также снижения коэффициента трения.

Поставленная задача решается тем, что в раствор, содержащий никель хлористый, янтарную кислоту, фтористый натрий, едкий натр, натрий гипофосфит, введен меркупраль и водный раствор полимера, и компоненты взяты в следующем соотношении, г/л:

Никеля дихлорид 10-20

Янтарная кислота 12-20

Натрия фторид 2-4

Натрия гадроксид 5-7

Натрия гипофосфит 15-22

Меркупраль 0,5-1,2

Водный раствор полимера 2-6

Сущность изобретения заключается в том, что введение в раствор химического никелирования полимеров повышает стабильность раствора, поддерживает частицы меркупраля во взвешенном состоянии, не позволяя им осаждаться на дно, способствует значительному увеличению концентрации меркупраля в покрытии и обеспечивает равномерность его распределения. Концентрация водных растворов полимеров подобрана таким образом, чтобы обеспечить достижение максимального эффекта, т.е. увеличение количества включаемых в покрытие частиц и равномерности их распределения.

Пример приготовления раствора химического никелирования.

Раствор готовят с таким расчетом, чтобы при отсутствии деталей в ванне не происходило образование никеля в объеме раствора. При приготовлении раствора все компоненты, кроме гипофосфита, растворяются в дистиллированной воде отдельно, а после фильтрации сливаются вместе. Отдельно готовят смесь водного раствора полимера и меркупраля, которую вводят в раствор никелирования. Затем доводят температуру раствора до рабочей (90-95°C), и в ванну загружают натрия гипофосфит.

Меркупраль представляет собой порошок черного цвета, с температурой плавления 73°С. Его формула [(C₂H₅)₂ NCSSSSCN(C₂H₅)₂]Cu. В качестве водных растворов полимеров использовали 50%-ную суспензию фторопласта 4МД ТУ 6-05-041-508-79 или 5%-ный раствор поливинилового спирта, приготовленный в лабораторных условиях, которые выполняют роль стабилизатора раствора химического никелирования.

Были изготовлены восемь составов раствора для химического никелирования. В четырех в качестве водного раствора полимера была использована 50%-ная суспензия фторопласта 4МД, а в других четырех был использован 5%-ный раствор поливинилового спирта. Составы раствора приведены в таблице 1.

Полученные составы растворов были использованы дня химического нанесения никелевых покрытий на изделия из металла СТ-40 и была проведена проверка полученного покрытия на износостойкость и коррозионную стойкость в морской воде.

Результаты проверки приведены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, введение в состав раствора меркупраля и водного раствора полимера позволяет повысить толщину покрытия в 5-7 раз, проверка также показала отсутствие следов коррозии.

Значительно в 1,5-2 раза уменьшился коэффициент трения, что позволило снизить износ покрытия.

На основании вышеизложенного считаем, что предлагаемый нами раствор для химического никелирования металлических изделий отвечает требованию изобретательского уровня и может быть использован в промышленности.

Проведенный патентно-информационный поиск позволяет нам судить о новизне изобретения и предлагаемый нами раствор может быть защищен патентом Российской Федерации.

Формула изобретения

Раствор для химического осаждения композиционных никелевых покрытий, содержащий никеля хлорид, янтарную кислоту, натрия фторид, натрия гидроксид, натрия гипофосфит и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит меркупраль и водный раствор полимера при следующем соотношении компонентов, г/л:

Никеля хлорид 10-20

Янтарная кислота 12-20

Натрия фторид 2-4

Натрия гидроксид 5-7

Натрия гипофосфит 15-22

Меркупраль 0,5-1,2

Водный раствор полимера 2-6