ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2024
Просмотров: 62
Скачиваний: 2
плотностей тока. При pH в пределах от 8,5 до 9,5 (кри вые 4, 5, 6) также наблюдается высокий выход по току.
Преимуществом пирофосфатного электролита нике лирования является отсутствие питтинга, так как выде ляющиеся водородные пузырьки не задерживаются на
Таблица 7
Состав пирофосфатных электролитов никелирования, г/л
Компонент
NiS04 -7H20 . . . .
NiCl2 .6H20 . . . .
Ni в пересчете на металли-
ческий .............................
М г Р г О ; ............................. |
. . . |
К4Р20 7 •ЗНЮ |
|
р 2о 47- ......................................... |
|
Na4P20 7 . . . . .
K C l ....................................
Цитрат аммония .
Номер электролита |
|
|
щи |
21601 |
3|56] |
47,7—84,2 |
... |
. . |
-. |
118,9 |
|
— |
29,4 |
— |
— |
— |
19,5 |
130,5—460 |
— |
|
|
234,8 |
79,4 |
|
|
2 ,5 - 5
33,3
поверхности катода вследствие хорошей смачиваемости его электролитом [11].
Составы электролитов никелирования приведены в табл. 7. Рекомендуемый в патенте США [80] «циалитный» электролит содержит никель в виде пирофосфат ного и цитратного комплексов, сульфаты натрия и аммо ния, хлориды и свободный аммиак. Он применяется для осаждения никеля на цинк. Процесс ведется при тем пературе 21—35°С, pH = 7,5 -ь 9,0 и катодной плотности тока до 2,5 а/дм2. Выход по току составляет 92%•
30
Отечественные исследователи [11] изучали электроли ты на основе сульфата никеля, однако в этом случае ано ды пассивировались. Поэтому в электролит вводился хло
ристый калий в количес |
|
|
|
|
||||||
тве |
2,5 |
г/л (электролит |
|
|
Таблица 8 |
|||||
№1) . По мнению |
Рама |
Режимы работы пирофосфатных |
||||||||
Чара [60] хлористого ка |
электролитов никелирования |
|
||||||||
лия в растворе |
должно |
|
Номер электролита |
|||||||
быть |
не |
менее 6 г/л. |
Он |
Показатель |
1 |
2 |
3 |
|||
рекомендует |
электролит, |
|
||||||||
|
1П] |
160] |
[561 |
|||||||
основным |
|
компонентом |
|
|
|
|
||||
которого является хлорид |
Катодная |
|
|
|
||||||
никеля, при этом в добав |
|
|
|
|||||||
плотность тока, |
|
|
|
|||||||
ке хлористого |
калия |
нет |
а 1дм2 |
0 ,5 - 2 |
6 |
0,5 |
||||
необходимости. Было ус |
Анодная |
|
|
|
||||||
тановлено, что при увели |
плотность тока, |
|
8 |
|
||||||
чении содержания никеля |
а/дм3 |
|
|
|||||||
рн |
— |
9,5 |
— |
|||||||
выше 0,3 м/л возможно |
Температу |
|
|
|
||||||
выпадение |
осадка. |
Для |
ра, °С |
20—40 |
60 |
|
||||
устойчивости электролита |
Катодный |
|
|
|
||||||
Рама |
Чар |
вводил |
цитрат |
выход по то |
|
86 -93 |
|
|||
ку, % |
_ |
— |
||||||||
аммония |
|
как |
буферную |
|
|
|
|
|||
добавку. |
|
Концентрация |
|
|
|
|
никеля повышалась до 0,5 м/л с сохранением устойчиво сти электролита. Режимы работы электролитов никелиро вания приведены в табл. 8.
О. К. Кудра [11] считает, что при 20° С плотность то ка не должна превышать 0,5— 1, а/дм2, в противном слу чае осадки чернеют, и выделение никеля прекращается. При подогреве до 40° С интервал плотностей тока уве личивается до 2 а/дм2.
Рама Чар применял более высокую плотность тока, равную 6 а/дм2, при температуре 60° С, так как при подогреве значительно увеличивается выход по току.
31
Составы пирофосфатного и кислых электролитов |
Таблица 9 |
||||
|
|||||
никелирования, |
г/л____________________________ |
|
|||
|
|
|
|
Электролит |
|
|
Компонент |
пирофосфат |
кислый |
хлоридный |
|
|
|
|
|||
|
|
|
ный |
сульфатный |
|
№С12 •6Н20 |
. . . . |
118,9 |
60 |
300 |
|
№ 804-7Н20 . . . . |
— |
300 |
— |
||
Р20 ? |
~ ............................. |
234,8 |
— |
— |
|
Цитрат аммония . |
33,3 |
— |
— |
||
НзВОз |
............................. |
— |
38 |
30 |
|
N1 вчпересчете на метал |
29,4 |
77,5 |
74,1 |
||
лический |
............................ |
На рис. 10 представлен график зависимости катод ного выхода по току от плотности тока, концентрации
цитрата аммония и темпера |
|
|
|
||||
туры. Сравнивая кривые, |
|
|
|
||||
видим, что при повышении |
|
|
|
||||
температуры от 30 до 70СС |
|
|
|
||||
катодный |
выход |
по |
току |
|
|
|
|
значительно увеличивается, |
|
|
|
||||
что объясняется |
легкостью |
|
|
|
|||
разряда никеля при подо |
Рис. 10. Кривые зависимости ка |
||||||
греве раствора. |
|
|
|||||
Увеличение |
концентра |
тодного выхода по току от плот |
|||||
ности тока и температуры пиро |
|||||||
ции цитрата аммония в рас |
|||||||
фосфатного |
электролита нике |
||||||
творе от 20 до 33,3 г/л так |
лирования, содержащего 2 0 |
г/л |
|||||
же повышает выход по току |
цитрата аммония (2) и 33,3 |
г/л |
|||||
(кривые 2, |
3 ). |
|
|
а, з, 4): |
|
|
|
|
|
/—30°; 2, 3 —60°; 4 — 70° С. |
|
||||
В табл. 9, 10 [60] приведе |
|
||||||
|
|
|
|||||
ны составы |
и режимы |
эксплуатации |
пирофосфатного |
электролита и кислых электролитов (сульфатного и хло-
32
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
Ю |
Режимы работы пирофосфатного и кислых электролитов |
|
|||||||
никелирования |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Электролит |
|
|
|
Показатель |
|
|
пирофосфат |
КИСЛЫЙ |
хлоридный |
||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
ный |
сульфатный |
|
|
p |
H ................................... |
|
|
|
9,5 |
5,5 |
3,8 |
|
Температура, °С |
. |
. . |
60 |
50 |
54 |
|
||
Удельное |
сопротивление, |
4,51 |
|
5,48 |
|
|||
ОМ' С М . .................................... |
|
|
|
1 1 , 6 |
|
|||
Напряжение на ванне, в . |
1,3—2,6 |
0,8—2,5 |
0,6 —1,9 |
|||||
Максимальная |
катодная |
6 |
|
|
|
|||
плотность тока, а/дм2 |
. |
6 |
8 |
|
||||
Максимальная |
анодная |
|
|
|
|
|||
плотность тока, а/дм2 |
. |
8 |
8 |
. 8 |
' |
|||
Катодный выход по то |
|
87-100 |
85—100 |
|||||
ку, |
% .................................... |
|
|
|
86 -93 |
|||
Анодный |
выход |
по |
то |
|
100—104 |
94—102 |
||
ку, |
% .................................... |
|
|
|
96—97 |
|||
Катодная |
поляризация |
0,43—0,76 |
0 ,3 3 -0 ,4 0 |
0,18—0,32 |
||||
при |
0,5— 6 а!дм2 |
. |
||||||
Рассеивающая |
способ- |
|
|
|
|
|||
ность по |
Гардаму |
при |
41 |
,5 |
14 |
|
||
1 а/дм2, % |
............................. |
|
|
|
||||
Микротвердость |
по |
Вик |
|
|
|
|
||
керсу при 2 а/дм2, |
кГ/мм2 . |
390 |
2 0 0 |
350 |
|
ридного) никелирования, которые показывают, что не сомненными преимуществами пирофосфатного электро лита являются высокая рассеивающая способность в мик ротвердость, низкая концентрация металла в электроли-
3— 964 |
33 |
те, что, однако, не снижает катодные плотности тока, а также возможность осаждения никеля непосредственно на детали из цинковых сплавов.
ЛУЖЕНИЕ
Олово, подобно другим металлам, образует комплекс ные соединения с пирофосфатами натрия и калия.
В пирофосфатном комплексе олово двухвалентное. Электрохимический эквивалент 5п2+ равен 2,214 г/а •ч, а Эп4+ — 1,107 г/а-ч. Следовательно, процесс осажде ния олова из двухвалентных соединений протекает в два раза быстрее, чем из четырехвалентных (при одной и той же плотности тока).
Для электролитического лужения обычно применяют кислые и щелочные (станнатные) электролиты. Кислые электролиты содержат двухвалентные соединения олова. Рабочие плотности тока составляют 2—5 а/дм2 при ком натной температуре. Растворение анодов протекает лег ко. Однако выделение олова из кислых электролитов происходит с незначительной поляризацией даже в при сутствии поверхностно-активных веществ (фенол, крезол, сырая карболка, клей и т. п.), без которых невозможно получить качественные покрытия. Вследствие этого кис лые электролиты обладают очень плохой рассеивающей способностью и непригодны для лужения профилирован ных изделий.
Для деталей сложной формы применяют щелочные
электролиты |
с высокой рассеивающей способностью. |
|
В щелочных |
электролитах |
олово содержится в виде |
четырехвалентных ионов, |
и поэтому процесс лужения |
в них протекает в два раза медленнее, чем в кислых и пирофосфатных электролитах. Допустимые рабочие
34
плотности тока для щелочных растворов очень низки, причем с увеличением плотности тока выход по току резко падает. Качественные покрытия осаждаются из них только при подогреве до 60—65° С.
Недостатками как кислых, так и щелочных электро литов лужения являются сложность и длительность при готовления их, необходимость проработки, высокая поля ризация анода, склонность к окислению и гидролизу. В щелочных электролитах пассивирование анодов насту пает даже при низких плотностях тока. В кислых элек тролитах аноды не пассивируются в интервале рабочих плотностей тока, однако накопление четырехвалентного олова приводит к замедлению процесса, к выпадению значительного количества олова в шлам и ухудшению структуры катодных осадков.
По мнению Рама Чара [81], пирофосфатный электро лит лужения полностью пригоден для промышленного использования. Первоначально растворы готовились на основе пирофосфата натрия. Другие работы индийских исследователей [72] показали, что при введении пирофос фата калия взамен Ыа4Рг07 рассеивающая способность электролита значительно увеличивается. Мак-Карти [57] предлагает вводить в ванну пирофосфатного лужения декстрин и трилон Б, так как эти добавки тормозят ско рость окисления Зп2+ в 8п4+.д
В нашей стране электролит пирофосфатного лужения предложили М. Е. Лернер, Л. Н. Голего, А. Г. Голушко и А. И. Ширяева [23]. Составы электролитов и режимы работы приведены в табл. П, 12.
Электролит № 2 отличается более высоким содержа нием олова, поэтому в нем может применяться ток более высоких плотностей.
По сравнению с кислым и станнатным растворами электролит пирофосфатного лужения прост в приготов-
3* |
35 |