Раствор для химического осаждения композиционных никелевых покрытий


 


Владельцы патента RU 2524462:

Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" (RU)

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий на стальные детали методом химического осаждения и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности. Раствор содержит, г/л: никеля дихлорид 10-15, янтарная кислота 12-15, натрия фторид 2-3, натрия гидроксид 4-6, натрия гипофосфит 17-20, медно-полимерный комплекс поливинилпирролидона 2,0-6,0, полититанат калия 10-30, вода дистиллированная - остальное. Раствор позволяет получить композиционные покрытия, обладающие повышенной износостойкостью и низким коэффициентом трения, позволяющие повысить срок службы узлов трения. 2 табл.

 

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий на стальные детали методом химического осаждения и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности.

Известны никель-фосфорные покрытия, содержащие различные добавки и легированные другими металлами (Вишенков С.А. Химические и электрохимические способы осаждения металлопокрытий. - М.: Машиностроение, 1975 г.). Инертные частицы вводятся в раствор химического никелирования и осаждаются вместе с никелем, образуя композиционные покрытия.

Наиболее близким (прототип) по составу и технической сущности является «Раствор для химического осаждения композиционных никелевых покрытий» (патент №2235803 опубл. 10.09.2004 г., бюл. №25), следующего состава, г/л:

Никеля дихлорид 10-15
Янтарная кислота 12-15
Натрия фторид 2-4
Натрия гидроксид 5-7
Натрия гипофосфит 17-20
Меркупраль 0,5-1,2
Водный раствор полимера 2-6

Недостатком композиционного покрытия по прототипу является высокий коэффициент трения при повышенных скоростях работы узлов трения и, как следствие, более низкая износостойкость.

Перед авторами стояла задача по снижению коэффициента трения и повышению износостойкости композиционных покрытий для работы в узлах трения при повышенных скоростях.

Поставленная задача решается тем, что в раствор, содержащий никеля дихлорид, янтарную кислоту, натрия фторид, натрия гидроксид, натрия гипофосфит, дополнительно введен медно-полимерный комплекс на основе поливинилпирролидона и полититанат калия, компоненты взяты в следующем соотношении, г/л:

Никеля дихлорид 10-15
Янтарная кислота 12-15
Натрия фторид 2-3
Натрия гидроксид 4-6
Натрия гипофосфит 17-20
Медно-полимерный комплекс поливинилпирролидонa 2,0-6,0
Полититанат калия 10-30
Вода дистиллированная Остальное

Сущность изобретения заключается в том, что введение в раствор химического никелирования медно-полимерного комплекса на основе поливинилпирролидона повышает стабильность раствора и одновременно с этим обеспечивает равномерное распределение полититаната калия в объеме раствора во взвешенном состоянии, не позволяя ему осаждаться в процессе реакции, что в свою очередь способствует равномерному распределению его в покрытии, и, как следствие, улучшению эксплуатационных характеристик композиционного покрытия,

Медно-полимерный комплекс поливинилпирролидона представляет собой раствор синего цвета. Введение данного вещества в покрытие способствует реализации эффекта избирательного переноса в процессе трения.

Полититанат калия - порошок белого цвета с чешуйчатой нано структурой. Введение его в состав покрытия будет способствовать повышению износостойкости и снижению коэффициента трения.

Медно-полимерный комплекс поливинилпирролидона представляет собой раствор синего цвета, получаемый введением 10%-ного водного раствора поливинилпирролидона в 10%-ныый водный раствор тетрааммиаката меди.

В процессе приготовления раствора каждый компонент (никеля дихлорид, янтарная кислота, натрия фторид, натрия гидроксид, поливинилпирролидон) растворяют в дистиллированной воде отдельно при температуре 18-25°С, затем после фильтрации сливают в единый раствор.

Медно-аммиачный поликомплекс поливинилпирролидона вводят в раствор никелирования непосредственно перед началом процесса, доводят температуру раствора до 35-40°С, загружают в ванну изделия, добавляют натрия гипофосфит, далее процесс ведут при температуре 75-80°С. Время нанесения покрытий 1 час.

Составы для химического осаждения композиционных покрытий представлены в таблице 1.

Таблица 1
Составы растворов для химического никелирования
Компоненты Содержание, г/л
1 2 3 Прототип
Никеля дихлорид 10 10 10 10
Янтарная кислота 12,0 12,0 12,0 12,0
Натрия фторид 2,0 2,0 2,0 2,0
Натрия гидроксид 4,0 4,0 4,0 4,0
Меркупраль - - - 0,5
Водный раствор полимера - - - 2,0
Медно-аммиачный поликомплекс поливинилпирролидона 2 2 2 -
Натрия гипофосфит 20,0 20,0 20,0 17,0
Полититанат калия 10 20 30 -
Дистиллированная вода Остальное

Композиционные покрытия из разработанных составов наносили на изделия из стали (СТ45). Подготовку образцов перед нанесением композиционных покрытий осуществляли по известным методикам (Вишенков С.А. Химические и электротермохимические способы осаждения металлопокрытий. - М.: Машиностроение, 1975 г.). Оценку качества композиционных покрытий из предлагаемых растворов оценивали по изменению коэффициента трения, линейному износу и толщине покрытий. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Таблица 2
Свойства покрытий, полученных из предлагаемых растворов
Показатели Ед. изм. Номер раствора
1 2 3 Прототип
Коэффициент трения при Руд=5 МПа, У=0,072 м/с, масло МС-20 0,09 0,09 0,09 0,17
Линейный износ мкм 0,07 0,07 0,065 0,073
Толщина покрытия мкм 17,5 19 20 16

Как видно из таблицы, композиционные покрытия из предлагаемых растворов обладают более низким коэффициентом трения, низким износом, повышенным сроком службы узлов трения.

На основании вышеизложенного считаем, что предлагаемый нами раствор для химического никелирования металлических изделий отвечает требованию «изобретательский уровень» и может быть использован в промышленности.

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

Раствор для химического осаждения композиционных никелевых покрытий, содержащий никеля дихлорид, янтарную кислоту, натрия фторид, натрия гидроксид, натрия гипофосфит, отличающийся тем, что он дополнительно содержит медно-полимерный поликомплекс на основе поливинилпирролидона и полититанат калия при следующем соотношении компонентов, г/л:

Никеля дихлорид 10-15
Янтарная кислота 12-15
Натрия фторид 2-3
Натрия гидроксид 4-6
Натрия гипофосфит 17-20
Медно-полимерный комплекс поливинилпирролидона 2,0-6,0
Полититанат калия 10-30
Вода дистиллированная Остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий на стальные детали методом химического осаждения и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях промышленности.
Изобретение относится к области нанесения композиционных покрытий методом химического осаждения с целью повышения износостойкости стальных изделий и может найти применение в машиностроении, химической промышленности.
Изобретение относится к области нанесения композиционных никель-фосфорных покрытий на стальные изделия методом химического осаждения и может быть использовано в машиностроительной промышленности.
Изобретение относится к получению светопоглощающего покрытия и может быть использовано при изготовлении элементов оптико-электронных приборов, систем пассивной термической защиты космических аппаратов, шторок телескопов и солнечных коллекторов.

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом никелировании стальных деталей. .
Изобретение относится к получению покрытий для защиты поверхностей от коррозии. .
Изобретение относится к нанесению покрытий на металлические изделия, в частности к получению композиционного покрытия на металлических изделиях методом химического осаждения.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для получения химических покрытий на деталях из материалов, которые работают в условиях повышенного износа, высоких давлений, температур, в присутствии агрессивных сред.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для химического никелирования широкого класса матриц из стали, чугуна и алюминия. .
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом никелировании стальных деталей, которые могут быть использованы в химической промышленности, машиностроении.
Изобретение относится к области нанесения композиционных никель-фосфорных покрытий на стальные детали методом химического осаждения. Раствор содержит, г/л: никеля дихлорид 10-15, янтарная кислота 12-15, натрия фторид 2-3, натрия гидроксид 4-6, натрия гипофосфит 17-20, интеркалированный медью полититанат калия 6-10, остальное - вода. Изобретение позволяет получить композиционные никель-фосфорные покрытия, обладающие повышенной износостойкостью и низким коэффициентом трения, а также позволяет увеличить прочность сцепления покрытий с основой. 2 табл.

Изобретение относится к способу изготовления электродов с пористым никелевым покрытием для щелочных электролизеров воды путем нанесения никелевого порошка из гальванической ванны с добавками низкомолекулярных спиртов на поверхность никелевой просечно-вытяжной сетки. Данный способ представляет собой упрощенную технологию изготовления пористых электродов с катализаторами с высоким ресурсом работы для щелочных электролизеров воды и обеспечивает снижение энергопотребления электролизеров. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области химической металлизации поверхности металломатричных композиционных материалов, в частности металломатричного композиционного материала алюминий-карбид кремния. Способ включает обезжиривание, первую промывку, травление, вторую промывку, химическое осаждение никеля, третью промывку и сушку, при этом травление проводят в водном растворе, содержащем 20-35 мас.% фтористоводородной кислоты и 10-35 г/л аммония фтористого, в течение 15-30 с, при температуре раствора от 10 до 40°C. Химическое осаждение никеля можно проводить при температуре от 55 до 70°C. Раствор для химического никелирования поверхности металломатричного композиционного материала алюминий-карбид кремния содержит, г/л: никель хлористый 6-водный или никель сернокислый 7-водный 10-20, лимонная кислота 10-50, молочная кислота 5-50, аммоний хлористый 15-35, аммоний фтористый 2-25, гипофосфит натрия 1-водный 10-45, водный аммиак в количестве, обеспечивающем pH раствора 7,0÷8,0, и воду. Изобретение позволяет получить сплошное и равномерное никелевое покрытия без осуществления стадий сенсибилизации и активации обрабатываемой поверхности, а также обеспечивает повышение стабильности раствора химического никелирования при работе и хранении. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

Изобретение относится к получению покрытий на металлических поверхностях. В способе на стальную поверхность наносят многослойное покрытие, в котором в качестве нечетных слоев наносят слои никель-фосфор, а в качестве четных кобальт-фосфор. Слои никель-фосфор осаждают из раствора, имеющего рН 4,1-4,3 и содержащего: никель сернокислый 10-30 г/л, натрий гипофосфит 15-25 г/л, натрий уксуснокислый 10-20 г/л, тиомочевина 0,005 г/л, уксусная кислота 13 мл/л. При этом слои кобальт-фосфор осаждают из раствора, имеющего рН 8,0-8,5 и содержащего, г/л: кобальт дифторид 15-35, натрий гипофосфит 10-22, натрий лимоннокислый 80-100, аммоний хлорид 30-60. Осаждение упомянутых слоев осуществляют при температуре 70-92°C. Способ позволяет получить на стальной поверхности многослойные композитные покрытия, состоящие из различного количества чередующихся слоев, обладающие повышенной коррозионной стойкостью и микротвердостью. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил., 4 пр.
Изобретение может быть использовано для подготовки деталей теплообменника из алюминиевых сплавов под пайку. Удаляют окисную пленку с поверхности деталей и наносят никелевое покрытие толщиной 5-7 мкм при температуре 85-90°C из раствора следующего состава, г/л: хлорид никеля 20-25, гипофосфит натрия 15-20, тиомочевина 0,001, борная кислота 5-15, молочная кислота 35-45. Далее проводят промывку в воде, сушку, нагрев до температуры 500±10°C в вакууме, выдержку при этой температуре в течение 10-20 мин и последующее охлаждение. При этом скорость нагрева и охлаждения составляет 10-15°C в минуту. Способ позволяет получить качественное формирование паяного шва и защиту паяного изделия от коррозии в условиях эксплуатации теплообменника за счет хорошего сцепления покрытия с подложкой с обеспечением смачивания припоем подложки и равномерного его растекания при пайке теплообменников. 1 пр.

Изобретение относится к области технологии нанесения светопоглощающих покрытий на основе никель-фосфорного соединения на изделия из меди и может быть применено для чернения конструкционных деталей оптических устройств. Способ включает операции предварительной химической обработки исходной поверхности, осаждение никель-фосфорной пленки и последующее ее оксидирование в кислотных растворах. При этом перед процессом осаждения никель-фосфорной пленки на поверхность детали наносят слой золота толщиной 1-5 мкм. Изобретение обеспечивает повышение однородности и воспроизводимости поглощающих свойств формируемых покрытий, а также возможность повторного проведения процессов осаждения. 1 ил., 1 пр.
Изобретение относится к формированию никель-фосфорных пленок на поверхности металлической детали. Способ включает подготовку поверхности детали, осаждение никель-фосфорной пленки из раствора электролита, содержащего ионы никеля и фосфора, и коррекцию раствора электролита до требуемых концентраций ионов никеля и фосфора, величины pH и объема электролита. Никель-фосфорную пленку осаждают из раствора электролита, имеющего pH 3,5-5,0 и содержащего сернокислый никель, хлорид никеля, сульфат натрия, гипофосфит натрия и борную кислоту, при температуре 80-90°C. Коррекцию электролита проводят в течение всего процесса непрерывным капельным добавлением корректирующей добавки, имеющей pH 5,5-7,5, при скорости подачи 2-7 мл/мин на один литр электролита при постоянном перемешивании, при этом в качестве корректирующей добавки используют электролит, к которому добавили 25-50 мл/л 50%-ного раствора гидроокиси калия. Изобретение обеспечивает поддержание постоянного объема и состава электролита по основным компонентам при формировании никель-фосфорных пленок и обеспечение осаждения пленок с постоянной скоростью и с одинаковым химическим составом по всей толщине, при увеличении непрерывного срока службы используемого электролита. 1 пр.
Наверх