НИКЕЛИРОВАНИЕ

и мрнокислых электролитов (г/л) и режимы осаждении

200-300 30-60 25-35

1-3 0,05-0,18

НСМ-1. Осадки имеют мягкий бархатистый вил (велюр-никель).

При этом применяют электролит следующего состава (г/л):

NIS0..7H-0

мСь-еНгО

н.,во, .........

орган 1ческие сульфосоеди-

неиня .....

композиция НИС-1 .... Режим осаждения: 1 = = 3-i-B А/ДМ-; (= бО-ьбСС

Для получения твердых и износостойких покрытий применяют электролит, содержащий соединения фосфора; поэтому осадки содержат до 10 % фосфора н обладают твердостью до 550. При нагревании до 300- 400 °С в течение 1 ч твердость покрытия возрастаел до 1000-1200. Коэффициент трения у этих покрытий по стали и чугуну на 30 % ниже, чем у хромовых покрыгий.

Состав этого электролита следующий (г/л):

NiS04.7H,0 Н.РО. .... NiClf6H,0 , NaH.PO, , ,

Н,ВО., ..........

Режим осаждения: (, 8-12 А/дм ; (

180-200 40-45 25-30 5-10 20-30

60-60 с рН 2-3

Сульфамнновые электролиты позволяют получать осадки о наивысщей прочностью сцепления со сталью; осадки получаются пластичные без вну-треиинх напряжений.

Состав сульфамииового электролита следующий (г/л):

Ni<H.NSO,)j ........ 280-300

Н.ВО, ........... 25-30

NaCi............ 12-16

f-.оющее средство Прогресс

илн ОС-20, мл/л ...... 2-3

паратолуолсульфамид .... 1,5-2

Режим о с а ж д е и i; н: -

= 5 А/дм; t= 40-43 °С; рН 4-4,5

Из другого электролита этого типа Можно получить никель с высоко!! скоростью осаждения. Состав электролита (г/л) следующий:

NKHjNSO,), ........:.50-6 ,0

NICU-6H,0......... 3-7

Н,ВО, .......... 10-40

Режим осаждения: =

= 1 - 80 А дм: ( = 35-66 С- рН 3,5-4.5

Соотношения между температурой Приведенного выше электролита, плотностью тока и скоростью осаждения следующие:

/, С 35 40 46 50 56 50 66 А/ДМ= 1.1 2,7 4,3 8,1 13,5 17,6 21,0 СП, мм/ч 12 11 50 94 166 206 260

Борфтористоводородные и кремне-фтористоводородные электролиты применяются дл*1 скоростного осаждения Ni. Получаемые осадки светлые и эластичные. В табл. 4 приведены составы этих электролитов.

4. Состав электролита (г/л) н режимы осаждения

6. составы электролитов <г л) и режимы осаждения

Часто никель нанося в качестве подслоя, например, при хромировании. Электролит в этом случае имеет следующий состав (г/л);

NiS0..7H,0 ....... 300

NlClj.6H,0 .......... 00

Н,ВОз ............ 40

1.4-бутинднол, мл/л ...... 1.75

сахарин ........... 1.0

фталвмид. мл/л......... 0,12

Режим о с а .чч д е и к и; t 56 X; = ъ кт-л\ рн 4-4,8

Для получения матовых покрытий используют электролиты типа Уоттса. При всем их многообразии оии по своему составу мало отличаются от стандартных (табл. 5).

Гальванические матого-никелевые покрытия не имеют посторонних включений, в них мало пор, они обладают высокой коррозионной стойкостью, которую можно сравнить лишь со стойкостью кованого никеля.

Матовый однослойный никель обычно наносят в том случае, когда необходимо защитить детали от коррозии без декоративной отделки.

БЛЕСТЯЩЕЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ

Для получения защитно-декоративного покрытия на деталях, не требующих высокой антикоррозионной стойкости, применяют электролиты блестящего ннкелироваиия. Для этих покрыт1п( характе].1ны повышенные твердость и износостойкость.

Основные недостатки блестящих покрытий (в сравнении с матовыми) - сильное наводороживание гальванического осадка и покрываемого металла, большое количество примесей

в осадке, повышенные значетшя внутренних напряжений и поэтому пониженная коррозионная стойкость с присущей склонностью осадка к растрескиванию. Несмотря На все эти недостатки, метод получения зеркально блестящих поверхностей широко распространен, так как прн его примеие-иии отпадает трудоемкая операция механического полирования поверхности и значительно повышается плотность тока, приноднн(ая к иптеи-сифнкации гальванических процессов.

В качестве блескообразователеп и выравнивателеп широко нсподьзуют-сп сульфосоедпнепия. При э. ектро-осаждепни тп <оля сульфосоедп гения претерпевают ряд превращений, и результате чего в качестне конечного продукта образуется сульфамид Ni.

Добавка блсскообразсва гслон может приводить к резкому сниж:ени10 степени наводороживания Ni. К таким добавкам относится сахарин.

Содержание серы в никелевых покрытиях сказывается на напряжении сжатия, на изменении внутренних напряжений, твердости осадка и других свойствах оса7кденного металла.

Наиболее широкое распространение получили сернокислые электролиты блестящего никелирования (табл. 6).

К сернскислын электролитам можно отнести еще раствор с высокой кроющей способностью, обеспечивающей блеск на покрытии н выравнива-нне в микроуглублениях. Его состав следующий (г/л):

NiS0.-7H,0 ...... 2Б0-320

НаВОз ......... 30-40

пара толуолеульфам11Д , . 1,5-2

NaCI.......... 10-12

фталеный ангидрид . . . 0,2 -О, а моинцее средстве Прогресс 0,003-0,005

1.4-Оутинднол ...... 1,0-1,5

Режим о с а /К д е н и я; =

= 2-г8 А дм; t= 45-50 °С; рН 4,5-5

Электролит, обеспечивающий интенсивность процесса и позволяющий получать эластичные, хорошо сцепленные с основой блестящие выровненные покрытия, имеет следующий состав (г/л):

NiS04-7tI.O ........ 240

NiClj. 6Н..О......... 4 5

Н.ВОз ........... 30

ацетанилид. беизсшсульфамнд 1 - 2

1,4-бутинднол........0,2 - 0,6

Режим осаждения: рН 3,6-5,5г t= 18-5-БОРС; < = 0,8-9 А/дм

- H a H

7. Составы алехтролитов (г/л) блестящего никелирования

На основе хлористого никеля ИХХТ АН Литовской ССР разработан высокоэффективный электролит с хорошим блеском следующего состава (г/л):

NiCls-eH.O.....

N1S0,.7H,0 ....

утвержден

2-5 0,8-1,0

сахарин

НИБ-3........

Режим осаждекн =2 4-8 А/дм : 1 = 06-S-65

Необходимы перемешивание и непрерывная фильтрация электролита.

ИХХТ АН Литовской ССР разработан ряд электралитов с добавкой НИБ, которые приведены в табл. 7.

Электролиты НБ-2 и НБ-3 применяются для никелирования сложно-профилированных деталей. Электролит НБ-2 обладает высокой выравнивающей способностью.

В табл. 8 приведены составы и режим работы сульфачиновых электролитов для получения блестящих покрытий.

8. Составы электролитов (г/л) и режиыы осаждення

Осадки, полученные из этх элек тролитов, пластичные, с малыми внутренними напряжениями.

Электро.1НТ 1

гост 9,047-75.

МНОГОСЛОЙНОЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ

К комбинированным

покрытиям ОТНОСЯТСЯ

никелевым биникель.

триникель и силникель. Эти покрытия обладают более высокими защитными свойствами вследствие электрохимического взаимодействия отдельных никелевых слоев, входящих в комбинированное покрытие.

Механическая защита основного металла обусловлена различными структурами слоев никеля.

Бииикель - двухслойное никелевое покрытие. Первый слой полублестящий столбчатой структуры без включения серы. Он должен быть малонапряженным, по возможности максимально сглаженным, иметь ие-аиачительиое число пор. Второй слой ламинарной структуры, блестяишй, который содержит серу и поэтому более хрупкий.

Электрохимический потенциал верхнего слоя отрицательнее нижнего. Верхний слой выполняет роль анода по отношению к нижнему, тем самым защищая покрытие от коррозии.

Для нанесения нижнего полублестящего слоя используется электролит следующего состава (г/л):

NiS0..7HjO NlClj. 6Н,0 H,BOi . .

L.l 0-280 40-50 30-40

1,4-бути1дно.1 (1,15-0,3

1,4-буткндкол (35 %.иы(1) до 0,3- 0,4 мл/л

калий Оифтолат или суль-фосалицилоная кислота . , 0,1 - 1,0 формалин (40 %-иый) . . 0,3- 0,8 мл/л

Режим осаждения: 7 =-

= 2-7 А/дм; ( = 50-60 °С; рН 4,0-5,0,

Необходимы воздушное перемешивание н непрерывная фильтрация; иаиссеиие второго слоя можно проводить без промежуточного промывания.

Второй мой наносится из обычного электролита блестящего никелирования и содержит около 0,08-0,1 % S. Хрупкость и повышенные внутренние напряжения верхнего слоя компенсируются эластичностью нижнего слоя.

ИХХТ АН Литовской ССР разработан процесс двухслойного никелирования с заполнителем Лимеда НДз, являющийся одной из наиболее простых и экономически выгодных разновидностей многослойного никелирования, которые обеспечивают высокую коррозионную стойкость никелевых н никель-хромовых покрытий. Осаждение второго слоя никеля проходит в присутствии каолина. Состав электролита (г/л) следующий;

Полублс- Блестя-

стящее шее ниье-

иикелиро- лнрование и не

(ii)

NiSO.,-7HjO NlCl,.6H.O илн

NaCI . . . Н,ВО . формалин

НЫЙ), MJi/л

сахарин .... 1.4-6уТ11Нднол (в пе. ресчете на ЮО %

НЫЙ) ......

Каолин КРХС , Режим осаж д е и и и; рн.......

ис . . ; .:;

< , А/дм , . , , А/дм ....

250-300 250-300 40-50 40-50

10-15

35-4 0

10-15 36-40

0,25-0,6 - - 1,5-2.0

- 0,16-0,3

- 0,2-1,0

4,2-5,0 4,0-4,8

40-50 60-60

2-5 2-6

До 2 До 1,5

Процесс проводится при перемешивании сжатым и очищенным от пыли воздухом.

При равной толщине покрытий двухслойные покрытия значительно отличаются от однослойных повышенной коррозионной стойкостью (обычно первый слой Ni имеет тачщииу, составляющую от 50 до 70 % общей зилщнны покрытия).

Трииикель - трехслойное никелевое покрытие. Такое никелирование - один нз самых современных и эффективных способов нанесения блестящих никелевых покрытий. Эти покрытия отличаются высокой коррозионной стойкостью, обусловленной разностью потенциалов между средним высокосернистым слоем и прилегающими нижним и внешним слоями никеля.

Процесс осуществляется в три стадии. Сначала наносится нижний полублестящий слой Ni. Толщина этого слоя составляет -/j толщины всего никелевого покрытия. Затем без промежуточных промывок осаждается второй (средний) слой из обычного Электролита никелирования, в составе которого имеются специальные серосодержащие добавки, способствующие включению в промежуточный слой от 0,10 до 0,20 % S. Прн незначительной толщине средний слои (1-2 мкм) вследствие того, что он является анодом по отношению к верхнему и нижнему слок1, делает трехслойное никелевое покрытие выгодно отличающимся от обычных блестящих и двухслойных никелевых покрытий своей более высокой коррозионной стойкостью.

Третий слой осаждается из любого применяемого электролита блестящего никелирования до достижения общей толщины покрытия 18-20 мкм.

Ниже приведен состав электролита (г/л) для получения среднего слоя при трехслойном покрытии:

NiS0..7H,0 ......... 280-300

NlCl,-6HiO........... 40-60

HjBOj............ 25-40

параамннсбенаосульфамид . . 0,1 - 0,13

сахарин ..........0.5-0,6

Режим осаждения: <Y = = 2,6-i-3,5 А/дм; (= 504-60 С; рН 4,2-4,7.

Силиикель - композиционное покрытие, получающееся соосаж-деиием никеля и мелкодисперсных частиц, которые могут быть как электропроводными, так н неэлектропроводными. Соосаждеиие происходит вследствие захвата частиц растущими слоями металла. При последующем хромировании композиционного никелевого покрытия образуется микропористое хромовое покрытие. При этом происходит увеличение поверхности обнаженного Ni и понижается анодная плотность коррозионного то-

ка. Таким образом, растворение никеля происходит в поверхностном слое, не проникая в глубь покрытия, что значительно улучшает защитные свойства системы. В качестве мелкодисперсных частиц применяют различные вещества, в том числе - каолин, бентонит, карбиды кремния, хрома, вольфрама, оксиды кремния, алюминия, бориды, нитриды и т. п. Получаемое покрытие содержит до 10 % (и более) включенных частиц. Ниже приведены составы (г/л) наиболее распространенных элек-ролитов силпикелпрования.

1. Лимеда ИС-Г.

NiSO4-7H20 ........2С0-2В0

NiCl,-6H;0......... 40-60

НгВО ........... 30-35

сахарин . ,........0,7-1.2

1,4-бутиндиол........0,2-0,3

каолин (аысокоднсперснн i;) 0,3 - 2.0

Режим е it ж Д с и н н Jj = - 2-4-8Адм=: ig = 2,5 А/дм=; ( = = 50-ь60°С; рН 3-!1,8.

2. Ли ..еда нс-21

NiSO4-7H,0 ........ 280-320

NiCU-бН.О........40-60

Н.,ВО. ........... 30-35

caxapint ..........1,5 - 2,5

1,4-бутиндиол........0,15-0,3

каолин КРХС ....... 1 - 20

аэроснл А-380 ....... 0,1 - 2

Режим осаждения: =

-= 2-ь7 А;ди; ig = 2 А/дм ; ( 50-60 °С;

рН 3-3,4.

Перемешивание электролита - это интенсивный барботаж чистым сжатым воздухом Фильтрация электролита с каолином и аэросилом проводится лишь при профилактической его очистке. Аноды можно применять как углеродистые непассивирующиеся никелевые, так н кусковые электролити-

ческие. Присутствие аэроснла А-380 в электролите Лимеда НС-2 способствует более равномерному распределению частиц в силникелевом покрытии и соответственно мнкропор в хромовом слое.

При применении никелевых анодов, содержащих уголь, рН электролита необходимо поддерживать в интервале 3,0-3,4. При применении анодов (кусковых), загруженных в титановые корзины и защищенных полипропиленовой тканью, рН электролита может быть равен 3,0-4,8.

ЧЕРНОЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ

При введении соли цинка в никелевый электролит можно получить осадки черного цвета. Черное никелирование применяют для увеличения светоно-глощения у покрываемых объектов. Такие покрытия применяют в оптической промышленности, в некоторых специальных отраслях машиностроения, а также для придания детали декоративно: о вида.

Черное никелирование имеет ряд недостатков - низкие показатели коррозионной стойкости, пластичности и прочности сцепл.лшя с покрываемыми деталями. Поэтому предварительно на деталь наносится слой Си или светлого Ni.

Растворы для черного никелирования могут быть приготовлены на основе общепринятых никелевых электролитов (табл. 9) с добавлением солей Zn.

Постоянство рН поддерживается 3 %-ным раствором HjSOi нли ZnCOj.

9. Составы электролитов (г/л) и режимы работы