в опти;сской промышленности для получения черного никелевого покрытия используют электролит еле-дующего состава (г/л)1

NiSO.wHjO ........ 65-79

ZnSO,-7HsO ........ 30-40

NiSO.fNH.lSO,....... 45-60

KaCNS........... 16

HsBOj ........... 25

Режим о с a ж д e н и я: -

- ],0ч1.5 А/дм*; =45-5г, С; аноды

рвздельние; Sj ! ; Sin = : 1-

Черные никелевые покрытии можно получать из сульфаматиого электролита следующего состава (г/л):

I\:i(HjNSOj, ....... 20-495

2;n(H,NSO,), . . 6-lM

NH.H2bso, ; il-iti

тиоцнанат натрия . , . 1-60

Режим о с а ж д е н и я: = = 0,1 ч-О, ас перемешиванием до 2 3 А/дм : < 10 4/ С рн 2,6-6,1.

ХИМИЧЕСКОЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ

Химические никелевые покрытия намного тверже электрохимических, что видно из следующих данных:

Тип г;окрыття......

Электрохимическое .... 150-220 Электрохилшческое твердое ........... 380-480

Химическое фосфорсодер-зкащее:

необработанное . . . 5Т]0-700

термообработаиное . . 850-Ф50

Химическое борсодержа-

щее;

необработанное . , , 650-750

термообработанное . . 1000-1100

Предел прочности при растяжении у них выше. Расширение очень незначительно. Названные выше и другие свойства во многом зависят от содержания Р и В в осажденных никелевых сплавах, а значит, и от типа вани и режимов осаждения.

В водных растворах вани должны содержаться соединения, поставляющие ионы никеля, а также восстановитель, который способствует восстановлению ионов никеля до металлического состояния. Прн обычных условиях оба компонента не реагируют между собой.

Осаждение металла начинается с введением катализатора и поддержи-

вается им. С удалением каталнзато!а реакция восстановления ваканчивает-ся.

Каталнтичсчгкимн свойствами обычно обладает деталь, на которую наносится слой металла. Саморазложение катализатора является функцией рН и температуры раствора.

При химическом иикелн1.ОВани11 предпочтение отдается таким восстгно-Ентелям, как ЫаНгРОз, соединениям борводорода (боранат натрия и некоторые другие соединения), а также гидроксиламину, из которого Ni осаждается с наименьшим количеством примесей.

В настоящее время более широко применяют гппофосфитные ванны.

Осаждение никеля может производиться как из кислых, так н из щелочных растворов. Щелочные растворы Отличаются высокой устойчивостью, простотой корректировки состава раствора. В этих растворах не наблюдается саморазряда, т. е. мгновенного выпадения порошкообразного никеля. Эти растворы пригодны к длительной эксплуатации.

Для оптимального осаж.тения Ni рекомендуется поддерживать определенное соотношение Ni и NaHjPO; с учето.м того, что на 1 г осажденного Ni расходуется 4-5 г NaHjPOj.

Наиболее распространенные составы ванн химического никелирования и режимы обработки деталей в них приведены в табл. 10.

Катализаторами при химическом осаждении никеля из гипофосфптных ванн являются все металлы восьмой группы периодической системы (кобальт - только в щелочных растворах), а также AI, Be и Ti. Эти .металлы можно никелировать без допо.пиитель-ных операций.

Такие металлы, как Си, Ag, An, не обладают каталитическими свойствами, и их можно никелировать после предварительной подачн короткого импульса тока катода.

Сплавы подвергаются химтпгескому никелированию, если в них главный компонент поддается никелнрссапию. К ним относятся латунь, бронзи и другие медные сплавы, а также алюминиевые.

Если химическое покрыти.е некачественное, то сто удаляЮ! раствором разбавленной HNOj {i; 1).

оставы растворов (г,.т) имнческого никелирования и режимы работь

ОСАЖДЕНИЕ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ

Сплавы никель-кобальт обладают высокой химической стойкостью. Они устойчивы к коррозии, имеют декоративный внешний вид, обладают повышенной твердостью и сопротивлением износу. Эти сплавы применяются для магнитной записи звука вследствие специфических магнитных свойств.

Для осаждения магнитных покрытий Ni-Со применяют следующий электролит (г/л):

NiS0,-7!-I,0........... 130-140

CoSO, 7Н,0........... 110-120

HjBOa.............. 20-30

KCI ............... 10-13

Pe>i;i;.v ссаждеини: ([-1-т-1,5 А/дм; =50-00 С; рН4,0-5,0; аноды из сплава Ni -Со с содержанием кобальта 40-50%

Для нанесения защитно-декоративного покрытия Ni - Со используют электролит следующего состава (г/л);

NlS0,-7ll,0.......... 20-25

CoSO, 7HjO........... 10-15

NaHCO, .......... 30-35

H.BOj ........... 30-40

(NH, ,SO. ......... 2,6

форма.тьдегкд (40 %-вий) . , 1,0

Режнмосажденпя; t - = 4 -ь А,дм; ( = 00 -: 70 С; аноды из сплава М -Со. Ккслоты II,ВО, и NaHCO выполннют функцию бфра дли /поддержания р11 4,5. (NH.Ja-SO, повышает леск покрытии.

Кроме того, применяют электролит, состав которого следующий (т/л):

Ni(NlI,SO,), ........ 425-436

Co(NH,SO,>........ 24-20

NlClj-blljO..... 4-10

Н.ВО............ 30-За

натрия лаурнлсульфат .... 0,1-0,5

Р е ж и га о с а >i: д е и и я:

= 3-= К АДм=; / = 60-1-56 =С: р11 3,5-3,8.

Получаем1,1е сплавы с содержанием никеля 70-80 % и кобальта 20-30 % имеют следующие физико-механические характеристики: микротвердосгь 420-510; предел прочности 1,2- 1400НПа; предел упругости 1,0- НООНПа; предел текучести 1.2- 1400НПа; относительное удлинение 3,7-4,6 !о

Данный состав электро.тита и режим осаждения могут использоваться д,тя осаждения маг нитомягких покрытий на детали, являющиеся носителями информации в магнитных барабанах, дисках, лентах.

Раствор для химического осаждения сплава Ni-Со с добавлением двуокиси германия наряду с коррозионной устойчивостью осадков обеспечивает его более низкую температуру плавления. Состав электролита следующий (г/л):

NiCI,-6H,0 ....... 25-30

СоС1,.6Н;0 ....... 25-30

NH.H.PO,........ 12-15

лимоннокислый аммониЁ 85-U00

NH.CI.......... 50-60

GeOi .......... 0,5-1.0

NH,. Н,0 (25 %-ный) . . До

рн 8.5-9.0

Сплав никель-железо используется в качестве подслоя при нанесении никелевых покрытий, антикоррозионно-декоративного покрытия, а также при Содержании железа в сплаве меньше 40 % как покрытие со специальными магнитными свойствами

II. Составы электро.питов (г/л) н режимы осаждения сплавов никель - железо

Коыпонс! ты электро-льт и режим

Av лектролита

И другими заданными свойствами (табл. 11).

Осаждение сплава никель - железо осуществляется, как правило, при перемешивании, что обеспечивает получение однородных осадков и дает возможность проводить процесс при более высоких плотностях тока и увеличивать содержание железа в осадке. Однако следует учитывать, что перемешивание способствует питтинго-образованию и увеличению скорости окисления двухвалентного железа.

Сплав никель-циик. С увеличением содержания никеля в сплаве твердость последнего возрастает по сравнению с твердостью чистого цинка.

Сплав, состоящий из 50 % Ni и 50 % Zn, имеет более высокую коррозионную стойкость по сравнению с цинковыми покрытия.ми. Эти сплавы обеспечивают аи(1диую защиту стальным деталям. Покрытия получаются блестящими. Такие покрытия можно получать из электролита следующего состава (i/л);

NH.CI............ 200-250

ZnO............. 15-17

N1CU.6H,0......... 26-40

Н,ВОз ........... 20-26

декстрин .......... 5-10

Режим о аждения;< =

= 1-2 А/дм ; (= 15-ь20С; рНб.З-6.7;

аноды раздельные; Sj,j ; =1:1

Находит применение электролит следующего состава (г/л):

ZnS0.-7H,0 ........ 76-125

NISO,.7HjO ........ 25-76

(NH4),SO........... 35-40

NHs-HjO. мл/л....... 250

Режим осаждения; /с=

= 1-i-2 А/дм; /= 15-20=С; аноды из сплава никель-цник

Получаемые покрытия имеют хорошее сцепление с основой и блеск, а также не имеют пор. Обладают повышенными защитными свойствами.

Можно использовать электролит, состав которого следующий (г/л): ZnCl,.6H,0 ......... 60-200

мС1,.ен,о......... 10-1би

NH.C1 ............ 50-250

CHjCOOH ........ 6 - 40

□олиэтиленгликоль ..... 5-15

карбонилсодержащее вещество 0.5-3.0

Цинк - никелевый сплав используется в качестве подслоя на стальных деталях перед нанесением хром-никелевых покрытий.

Сплав никель-хром. Осадки можно получать из электролита следующего состава (г/л):

нСгОд .......... 350-400

Nffe. :.......... i ,zk°

HiBOi ........... 20-25

Режим осаждения: = 604-60 А/дм; /= 65-170 =С. Осадки получаются noлyблecтящи:и; оин содержи 15-20 % N1 и имеют HI = 700-600,

Сплав никель-олово. Декоративное хромирование с подслоем никеля и меди можно заменить на покрытие сплавом N i - Sn. Кроме того, это покрытие может применяться взамен лужения. Содержание Ni в сплаве 30-40%. Сплав, состоящий из 35% N1 и 65 % Sn, можно получать из электролита следующего состава (г/л):

250-300 40-60 60-65 1

NiCU.6H,0

SnCl.............

NHjF............

хлоралы идрат .......

Режим осаждения: i. = = 0,6-4,0 А/дм; (=504-5б°С: рН 4,5, В качестве анодов применяют N1. Можно также использовать анодЕ>г, еодержаи(ие 30 % N1 н 70 % Sn, получе.гнк.е термическим путем.

J2. Неполацхн РЯ осаждении никеля н способы их устранения

Сплав Ni - Sn можно получать также нз пирофосфатного электролита следующего состава (г/л):

SnsPjO,........... 20-22

NiCI,.6HjO......... 45-50

пирофосфат калия в пересчете

на р;04..........130-135

цитрат аммония ....... Ю

Режим о с £ я,- д е н и я; =

= 0,5-6 А/ДМ>; (=60С; рН 8,5-9,2

НЕПОЛАДКИ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Возможные неполадки при никелировании и способы их устранения приведены в табл. 12.

Некачественные никелевые покрытия можно удалять электролитическим методом с применением электролита следующего состава (г/л);

HjSO.............. 600

глицерин ........... 7.5

Режим растворения: £ = - 5 А дм; ( 20 С. Анодом служит деталь с иекачеетвенныгл покрытием, катодом - свииен.

После удаления никеля детали тщательно промывают и просушивают.

Глава

ХРОМИРОВАНИЕ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Хром - элемент 6-ft группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева, Его аюмный номер 24, атомная масса 51,99. До хрома ии один элемент периодической системы не выделяется электролизом из водных растворов,

Физнчоские свойства хрома следующие: температура плавления 1890-1900 °С; температура кипения 2500 С, плотность (при 20 С) 6.9- 7,2 г/см; температурный коэффициент линейного расширения (при 20 С) 6,6-10 К >; удельная теплоемкость 0,46-10= Дж/(кг-К).

Соединения шестпвалентного хрома являююя сильными окислителями. Хромовый ангидрид прн растворении в воде образует смесь полихроыовых кислот, В разбав;1ениом растворе об-

при среднек

;с:гОз(СгО)1. при

разуется [СГО4 концентрации - Hjf дальнейшем увеличении кон1;ентра-ции образуются Нг (СгОз(Сг04)21 и Н2СгОз(Сг04)з1. Все хромовые кислоты относятся к сильным; по мере усложнения их состава степень нх диссоциации в разбавленных растворах возрастает. При 25 С константы диссоциации хромовой кислоты но первой и второй ступеням составляют соогветсгвенно 1,8.10 и 3,20-10

Окенд СггОз обладает амфотер-иыми свойствами. Соединения Сг+, обладающие основными свойствами, неустойчивы.

Электрохимический эквивалент хрома при расчете на превращение шестивалентных нонов составляет 0,3235 г.А/ч или 0,0898 мг-А-с.

Стандартные потенциалы окисли-тельнсквосстановительных процессов

для соединении хрома имеют следующие значения:

Реакция Стандартный

потенциал. В

HCrOj -J- 7Н+ -I- 6е-<- Сг -Н

+ 4HjO .......... 0,303

CrOg- + 14н+ -I- 12е->

2Cr -f 7H,0........ 0,294

HCrOj + 7H+ -I- Зг->-

Cг= -h 4H,0....... 1.350

Cr.,Os- -!- 1411+ -H 6г->

-* 2Cr + -I- 7HjO ...... 1,333

Cr + + e-> Crr.......-0,4 07

Cr=+ -)- 3f-> Cr . ,.....-0,744

Cr2+ + 2e-*- Cc.......-0,913

Сведения о химической стойкости хрома даны в табл. 1,

Теория хромирования. Электролитическое осаждение хрома в практических целях осуществляется исключительно из растворов HjCrOj, т. е. из растворов, в которых хром шести-валонтен. Многочисленные попытки создать при.м1,1Шле11но полезнпш электролит на основе соединений Сг* практически не привели к положительным результатам, особенно для получения толстых износостойких покрытий.

Несмотря на то, что по термодинамическим данным хром должен выделяться нз растворов СтОц электрохимическим путем, иа самом деле при электролизе этих растворов протекает только одна реакция - восстановление ионов водорода. Осаждение хрома пресекает тапько в присутствии добавки - постороннего аннона, каковым чаще всего является

soi-.

Для этой цели могут быть использованы также анионы и некоторых других кислот, например, - f и SiFjf (рнс. 1). Во всех этих случаях максимальное значение выхода хрома по току достигается при определенном соотношении между концентрацией HjCtOj и постороннего аниона, близком к 100 : 1. При этом максимальный выход хрома по току нз электролита,