Химическое никелирование алюминиевых сплавов (стр. 3 из 6)

Операцию осветления проводят с целью удаления тонкого слоя шлама, который может образоваться на поверхности деталей во время травления.

Протекающие при осветление процессы:

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O (9.4)

Предлагается следующий состав раствора по ГОСТ 9.305-84, г/л :

Кислота азотная концентрированная 300-400

Режим работы: температура 15÷30 ^оС,

продолжительность 1÷10 мин.

9.5 Декапирование (активация)

Декапирование проводят химическим или электрохимическим способом для удаления тончайших оксидных пленок с поверхности изделий. После активации поверхности детали качество сцепления покрытия значительно увеличивается.

Декапирование алюминия поводится в 5% растворе соляной кислоты в течении 20-30 секунд, после чего деталь сразу переносится в ванну никелирования. [21]

9.6 Химическое никелирование

После предварительных обработок проводится химическое никелирование в щелочном растворе:

Никель хлористый – 20 г/л

Натрия гипофосфит - 25 г/л

Натрий лимоннокислый - 45 г/л

Аммоний хлористый -30 г/л

Аммиак до рН=8,0-8,2

Режим работы рН = 8-9,Температура = 80-85°С, Скорость осаждения = 10-15 мкм/ч, время осаждения 1 час, плотность загрузки 1,0-1,5 дм²/л [21]

9.7 Промывочные операции. Выбор схем промывок.

Цель промывки – не только тщательно удалить с поверхности изделий растворы от предыдущей операции, но и при экономном расходе воды обеспечить их минимально попадание в сточные воды. Значения предельно допустимой концентрации основного компонента в воде конечной промывки установлено ГОСТ 9.047-75.

Наряду с экономичным расходом воды важным показателем является качество воды. Плохое ее качество и плохая система промывки могут оказать существенное влияние на качество получаемых покрытий. Повышенное содержание кальция и магния может вызвать образование пятен на поверхности покрытия.

Для промывки защитных покрытий к которым не предъявляются повышенные требования, может применяться техническая вода.

Вода из городского водопровода (общая жесткость 6 мг-экв/л) должна применяться для защитных покрытий, к которым предъявляются повышенные требования, а также для большинства защитно-декоративных покрытий [7]

После химического и электрохимического обезжиривания проводится промывка проточная в теплой воде; она необходима для снятия загрязнений, осевших на деталях после выхода подвески из ванны обезжиривания. Именно теплая промывка способствует лучшему снятию с поверхности деталей омыляемых жиров, которые в холодной воде могут затвердеть и остаться на поверхности. Температура теплой воды 40-50^оС. При расчете расхода воды следует учесть, что последующие операции проводятся в щелочных растворах. Из этого следует что ПДК наиболее вредного компонента будет значительно ниже, чем первоначальное

Теплая промывка после травления способствует удалению с поверхности растворов щелочи, холодная же промывка способствует дополнительному очищению поверхности деталей от продуктов травления и остужению детали перед последующими технологическими операциями

После осветления проводится каскадная промывка для более тщательной очистки поверхности детали от продуктов реакции

После декапирования (активации поверхности) не проводится промывка, так как это является ключевой особенностью прямого химического никелирования.

Ванна улавливания после процесса химического никелирования позволяет улучшить степень очистки детали от раствора перед сушкой, а также возможно использование данной воды для приготовления раствора химического никелирования в последующем. Для повышения степени очистки после ванны улавливания производится дополнительная промывка холодной водой и горячей водой. Промывка горячей водой также способствует повышению температуры детали перед сушкой.

10 Основные стадии технологического процесса химического никелирования

11 Составы растворов технологической схемы и режимы их работы приведены в таблице 1.

Таблица 1

Наимено-вание операции	Состав раствора			Режим работы		Примечание
Наимено-вание операции	Наименование химикатов	Химичес-кая формула	Концен-трация, г/л	Темпера-тура t,°С	Плот-ность тока j, А/дм²	Примечание
1	2	3	4	5	6	7
1.Обезжи-ривание химичес-кое	Сода кальцинирован-ная (техн.) Тринатрийфос-фат (техн.) Синтанол ДС- 10	Na₂CO₃ ГОСТ 5100-85 Na₃PO₄·12H₂O ГОСТ 201-76 ТУ 6-14-577-77	15-35 15-35 3-5	60-80	-	Допускается заменять тринатрийф-осфат эквивалент-ным количест-вом пирофосфо-рнокислого натрия. 3-5 г/дм³ и соответствующее количество метасилика-та натрия взамен синтанола ДС-10
2. Промывка теплая	Водопроводная вода питьевого качества	ГОСТ 2874-82		40-50	-
3.Обезжи-ривание электро-химичес-кое (катодное)	Сода кальцинирован-ная (техн.) Тринатрийфос-фат(техн.)	Na₂CO₃ ГОСТ 5100-85 Na₃PO₄·12H₂O ГОСТ 201-76	20-40 20-40	30-80	2-10	Допускается вводить 5— 10 г/дм³ едкого натра технического, марки ТР. Допускается вводить 3-6 г/дм³ натриевого жидкого стекла

Продолжение таблицы 1

4. Промывка теплая	Водопровод-ная вода питьевого качества	ГОСТ 2874-82	40-50	-
5. Травление химическое	Натрий едкий технический, марка ТР	NaOH	100	60-70	-
6. Промывка в теплой и холодной воде	Водопровод-ная вода питьевого качества	ГОСТ 2874-82	40-50 18-25
7. Осветление	Кислота азотная (концентри-рованная)	HNO₃ ГОСТ 701-89	300-400	15-30	-
8. Декапиро-вание	Кислота соляная	HCl	50	15-30	-
9. Осаждение никеля	Хлористый никель Гипофосфит натрия Хлористый аммоний Лимоннокис-лый натрий Амиак	NiCL2 NaН₂РО₂ NH₄Cl Na₃C₆H₅O₇*2H2O NH₄OH	20 25 30 45

12.1 Расчет размеров подвесок и ванны химического никелирования

1) Размеры детали

h_дет=54 мм

l_дет=88 мм

b_дет=13 мм

2) Площадь покрытия

S_покр=168 см²

S_общ=1.68 · 20=33,6 дм²

3) Формирование подвески

Рисунок 1

Высота подвески:

Hподв=h_дет · n_дет+h_д/д · (n_дет-1)+h_д/п · 2, мм (12.1)

где h_дет – высота детали

h_д/д– расстояние между деталями

h_д/п- расстоянии от детали до края подвески

n_дет – количество деталей

H_подв=54 · 5+30 · 4+30 · 2=450

Длина подвески:

L_подв=l_дет · n_дет+l_д/д · (n_дет-1)+l_д/п,мм (12.2)

где l_дет – длина детали

l_д/д– расстояние между деталями

l_д/п- расстоянии от детали до края подвески

n_дет – количество деталей

L_подв=88 · 2+30+30 · 2=266

Толщина подвески:

В_подв=b_дет+b_подв,мм (12.3)

где b_дет – толщина детали

b_подв – толщина подвески

В_подв=13+4,5=17,5

4) Размещение подвесок в ванне

Рисунок 2

Длина ванны:

L_в=L_подв+l_п/в ·2_{, ММ} (12.4)

где L_подв – длина подвески

l_п/в– расстояние от подвески до стенки ванны

L_в=266+2 · 17=300

Ширина ванны:

В_в= В_подв · n_подв+b_п/п+b_{п/в, ММ} (12.5)

где В_подв – ширина подвески

n_подв – количество подвесок в ванне

b_п/п– расстояние между подвесками

b_п/в– расстояние от подвески до стенки ванны

В_в=2 · 17,5+3 · 55=200

Высота ванны:

H_в=H_подв+h_шп+h_п/зэ+h_{зэ/бв, ММ} (12.6)

где H_подв – высота подвески

h_шп – высота шламового пространства

h_п/зэ– расстояние от подвески до зеркала электролита

h_зэ/бв– расстояние от зеркала электролита до борта ванны

H_в=450+50+100+100=700

Внутренний объем ванны:

V_в= H_в · В_в · L_в,л (12.7)

V_в = 200 · 300 · 600 · 10^-6 = 36

12.2 Расчет фондов времени работы оборудования

1) Номинальный фонд времени работы оборудования

Т_о=(365-t_o-t_п) · t-t_пп · t₁ (12.8)

где 365 – число дней в году

t_o – число выходных дней в году

t_п – число праздничных дней в году

t – продолжительность работы оборудования в сутки

t_пп – число предпраздничных дней в году

t₁ – количество часов на которые сокращен рабочий день в предпраздничные дни

То=(365-104-11) · 18-8 · 2=4484

2) С учетом потерь времени при работе оборудования действительный фонд времени работы оборудования:

Т_д=T_о-T_о · K_п (12.9)