PL243052B1 - Sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok niklowych - Google Patents
Sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok niklowych Download PDFInfo
- Publication number
- PL243052B1 PL243052B1 PL435674A PL43567420A PL243052B1 PL 243052 B1 PL243052 B1 PL 243052B1 PL 435674 A PL435674 A PL 435674A PL 43567420 A PL43567420 A PL 43567420A PL 243052 B1 PL243052 B1 PL 243052B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- nickel
- bath
- carried out
- details
- concentration
- Prior art date
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims abstract description 7
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 claims 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 abstract description 3
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 abstract description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 26
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 21
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 19
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JMFWYRWPJVEZPV-UHFFFAOYSA-N 3-O-beta-Galactopyraoside-Syringetin Natural products COC1=C(O)C(OC)=CC(C2=C(C(=O)C3=C(O)C=C(O)C=C3O2)OC2C(C(O)C(O)C(CO)O2)O)=C1 JMFWYRWPJVEZPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- NTSCGOPJIDUFIH-UHFFFAOYSA-N 3-(3-triethoxysilylpropylamino)propane-1-sulfonic acid Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCNCCCS(O)(=O)=O NTSCGOPJIDUFIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KGQYLNHGPMFUOI-UHFFFAOYSA-N 3-(3-trimethoxysilylpropylamino)propane-1-sulfonic acid Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCCS(O)(=O)=O KGQYLNHGPMFUOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005282 brightening Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- -1 silane compound Chemical class 0.000 description 2
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 2
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 2
- CYNAPIVXKRLDER-LBPRGKRZSA-N (2s)-2-benzamido-3-(4-hydroxy-3-nitrophenyl)propanoic acid Chemical compound C([C@@H](C(=O)O)NC(=O)C=1C=CC=CC=1)C1=CC=C(O)C([N+]([O-])=O)=C1 CYNAPIVXKRLDER-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 1
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010001498 Galectin 1 Proteins 0.000 description 1
- 108010001496 Galectin 2 Proteins 0.000 description 1
- 108010001517 Galectin 3 Proteins 0.000 description 1
- 108010001515 Galectin 4 Proteins 0.000 description 1
- 102100021736 Galectin-1 Human genes 0.000 description 1
- 102100024637 Galectin-10 Human genes 0.000 description 1
- 102100021735 Galectin-2 Human genes 0.000 description 1
- 102100039558 Galectin-3 Human genes 0.000 description 1
- 102100039556 Galectin-4 Human genes 0.000 description 1
- 101001011019 Gallus gallus Gallinacin-10 Proteins 0.000 description 1
- 101001011021 Gallus gallus Gallinacin-12 Proteins 0.000 description 1
- 101000887162 Gallus gallus Gallinacin-5 Proteins 0.000 description 1
- 101000887166 Gallus gallus Gallinacin-7 Proteins 0.000 description 1
- 229910015853 MSO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 101000608768 Rattus norvegicus Galectin-5 Proteins 0.000 description 1
- RMXTYBQNQCQHEU-UHFFFAOYSA-N ac1lawpn Chemical compound [Cr]#[Cr] RMXTYBQNQCQHEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007744 chromate conversion coating Methods 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000007739 conversion coating Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-N sulfonic acid Chemical group OS(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- GINSRDSEEGBTJO-UHFFFAOYSA-N thietane 1-oxide Chemical compound O=S1CCC1 GINSRDSEEGBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Wynalazek dotyczy sposobu elektrochemicznego wytwarzania powłok niklowych w kąpieli typu Wattsa. Polega on na tym, że powłokę niklową nakłada się z kąpieli galwanicznej, do której dodaje się w ilości 0,01 0,1 g/l, korzystnie 0,05 g/l obojniaczojonowy silan o wzorze ogólnym, gdzie R to grupa alkilowa — metylowa, etylowa lub propylowa, zawierający w cząsteczce zasadową grupę aminową oraz kwasową grupę sulfonową: N-(3-trialkoksysilylpropyl)-N-(3-sulfopropyl)aminy (synonim: kwasy 3-((3(trialkoksysilylo)propylo)amino) propano-1-sulfonowe)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok niklowych kąpieli typu Wattsa na elementach metalowych.
Elektrochemiczne pokrywanie elementów metalowych niklem jest zwykle stosowane w celu poprawy wyglądu i odporności na korozję powierzchni metali. Warstwa niklowa może być stosowana samodzielnie lub jako podkład pod inny materiał, taki jak na przykład chrom. Tam, gdzie nikiel jest stosowany samodzielnie jako bariera antykorozyjna, nieuniknione jest występowanie warstw zawierających nieciągłości (pory), ze względu na charakter procesu galwanizacji, który prowadzi do powstania szeregu zazębiających się krystalitów o nieregularnym kształcie. Odgrywa to kluczową rolę w ogólnej odporności metalowego elementu na korozję. Zwykle pory powierzchniowe są połączone bezpośrednio z podłożem poprzez warstwę powłoki, co powoduje silną podatność na miejscowy atak korozyjny na podłoże. W celu opanowania tego niepożądanego zjawiska, często stosuje się dodatkowe zabiegi antykorozyjne.
Znane są sposoby zwiększania odporności na korozję powłok niklowych poprzez galwaniczne nakładanie na różnego typu powierzchnie kilku, zazwyczaj dwóch lub trzech, powłok niklowych, a następnie cienkiej warstwy chromu, jak na przykład w sposobie znanym z polskiego zgłoszenia patentowego P.423721. Zasadniczo, w celu uzyskania lepszej odporności na korozję galwanizowanych elementów niklowych, dotychczas najczęściej stosowano nakładanie dodatkowej warstwy chromowej, modyfikacji składu kąpieli niklującej lub kombinacji obu tych metod.
Jak wynika między innymi z opisów patentowych US 3 528 894, PL/EP 2937450 czy WO 2018/234229A1, powszechnie do niklowania stosuje się tak zwane kąpiele typu Watts’a, składające się z soli niklu w formie chlorków i siarczanów, kwasu borowego oraz dodatków funkcjonalnych w postaci związków organicznych i/lub nieorganicznych/metalicznych dobieranych w celu rozjaśniania i wyrównania powłok, środków zwilżających itp.
Prowadzone od niedawna badania wykazały, że do poprawy odporności na korozję zamiast związków chromu mogą być stosowane silanowe środki sprzęgające. Związki na bazie silanów są zwykle nietoksyczne, wolne od zanieczyszczeń i łatwe w obróbce, w przeciwieństwie do toksycznych i kancerogennych powłok chromianowych. Posiadają one zdolność tworzenia silnych wiązań z podłożami na bazie metalu oraz powstawania na powierzchni sieciujących polimerów. Właściwości te prowadzą do wytworzenia mocnych powłok konwersyjnych, co zwiększa odporność materiału na korozję [S.H. Zaferani et all. „Using Silane Films to Produce an Alternative for Chromate Conversion Coatings” Corrosion 69(4):372-387 (2013), DOI: 10.5006/0686; X. Q. Liu, et all. „Corrosion protection of electroplated nickel using silane coupling agent” Corrosion Engineering, Science and Technolog y, 48:5, 354-358 (2013), DOI: 10.1179/1743278213Y.0000000085]. Publikacje wymienione powyżej i wspomniany w nich stan techniki opisują zalety poszczególnych związków krzemoorganicznych i ich kombinacji z punktu widzenia ochrony przed korozją, wyrównywania powierzchni, ciągliwości, stopnia połysku i pokrycia osadzanej galwanicznie warstwy niklu. Nadal jednak trwają poszukiwania nowych związków, szczególnie silanowych, poprawiających właściwości galwanicznych powłok niklowych.
Istota wynalazku polega na tym, że powłokę niklową nakłada się z kąpieli galwanicznej, do której dodaje się w ilości 0,01-0,1 g/l, korzystnie 0,05 g/l obojniaczojonowy silan o wzorze ogólnym, gdzie R to grupa alkilowa, metylowa, etylowa lub propylowa, zawierający w cząsteczce zasadową grupę aminową oraz kwasową grupę sulfonową: N-(3-trialkoksysilylpropyl)-N-(3-sulfopropyl)aminy (synonim: kwasy 3-((3-(trialkoksysilylo)propylo)amino)propano-1-sulfonowe).
Wynalazek znacząco poprawia odporność antykorozyjną, co najmniej trzykrotnie, przy równoczesnym poprawieniu połysku i jasności powłoki niklowej uzyskać stosując jako dodatek w kąpieli niklującej, obojniaczojonowe silany zawierające w cząsteczce zasadową grupę aminową oraz kwasową grupę sulfonową: N-(3-trialkoksysilylpropyl)-N-(3-sulfopropyl)aminy (synonim: kwasy 3-((3-(trialkoksysilylo)propylo)amino)propano-1-sulfonowe), o wzorze ogólnym, gdzie R to grupa alkilowa, metylowa, etylowa lub propylowa.
Związek zastosowany w wynalazku może występować w dwóch formach tautomerycznych, i jest otrzymywany w reakcji 3-aminopropylotrialkoksysilanu z 1,3-propanosulfonem. Został po raz pierwszy opisany przez M. Yang i współpracowników w publikacji „Synthesis, Characterization, and CatalyticProperties of TwoZwitterionicHybrid SBA-15 MesoporousSilicas” Eur. J Inorg. Chem. 2012, 4500-4506; DOI: 10.1002/ejic.201200498.
Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady
Przykład I (porównawczy)
Przykład prezentuje typowy proces technologiczny niklowania zanurzeniowego, który stanowi przedmiot wynalazku.
W pierwszym etapie detale mosiężne, które mają zostać pokryte warstwą niklu wymagają przygotowania powierzchni po etapie obróbki mechanicznej. Detale te są wytłaczane w procesach obróbczych, do których stosuje się różnego typu smary i oleje. Dlatego w tym celu wyroby poddaje się w sposób zanurzeniowy w wannie kąpieli odtłuszczającej w sposób chemiczny, czyli polegający na tzw. zmydlaniu tłuszczów. Proces ten polega na reakcji chemicznej mocnych zasad lub kwasów z tłuszczami, w wyniku której powstają rozpuszczalne w wodzie składniki. W przykładzie wykonania kąpiel tę stanowił wodorotlenek sodu w stężeniu 2-4% wag. oraz komponent SIV PERFEKT PLUS AC 36 GAL 836-036 (P.W. GALKOR Sp. z o.o.) w ilości 2-10% wag. Proces prowadzono przez kilkanaście minut do uzyskania zadowalającego efektu, w temperaturze 50-65°C.
Kolejno detale płucze się w wannie wypełnionej wodą w temperaturze otoczenia. Operacja ma na celu usnąć znaczne ilości alkaliów, które pozostają na powierzchni detali. Proces prowadzi się zwykle w czasie kilku minut.
Następną operację procesową stanowi odtłuszczanie elektrochemiczne, polegające na emulgacji wszelkich tłustych zanieczyszczeń, czyli tzw. tworzenie się mieszaniny cieczy nie mieszających się ze sobą, tak aby jedna z nich była równomiernie rozporoszona w całej objętości drugiej cieczy. Etap ten służy do usunięcia zanieczyszczeń tłuszczowych pochodzenia mineralnego. Kąpiel stanowiła mieszanina wodnego roztworu wodorotlenku sodu w stężeniu 3-4% wag. oraz komponent SIV PERFEKT PLUS AE 67 GAL 867-067 w stężeniu 2-4% wag. proces prowadzono katodowo przez kilkanaście minut do uzyskania zadowalającego efektu, w temperaturze 50-65°C, przy prądzie 1-2 A/dm2.
Po czym detale poddaje się płukaniu w wodzie o temperaturze otoczenia w czasie zwykle kilku minut.
Kolejną operację procesową stanowi trawienie, ma ono na celu usunąć z powierzchni detali substancje nieprzewodzące, składające się przede wszystkim z tlenków metali. Proces prowadzono w kąpieli, którą stanowiła mieszanina kwasów, tj. kwas solny (d= 1,18 g/cm3) w ilości 3-15% wag. i kwas siarkowy (d= 1,84 g/cm3) w ilości 5-20% wag. oraz komponent SIV 21 GAL 800-021 w ilości 0,1-0,5% wag.
Po czym detale poddaje się płukaniu w wannie wypełnionej wodą w temperaturze otoczenia. Operacja ma na celu usunąć znaczne ilości kwasów, które pozostają na powierzchni detali po trawieniu. Proces prowadzi się zwykle w czasie kilku minut.
Niklowanie elektrolityczne odbywa się w elektrolicie zawierającym: 140-280 g/l MSO4 7H2O, 67-100 g/l NiCl2 6H2O, 35-45 g/l H3BO3 oraz komponenty organiczne (producent P.W. Galkor Sp. z o.o.), a mianowicie: Nikiel GAL 001-100 rozruch 4-6 ml/l, GAL 035 25-35 ml/l, Nikiel L GAL 001-300 1-4 ml/l i środek nadający połysk Nikiel T GAL 001-777 0,2-0,5 ml/l. Elektrolit prowadzi się w temperaturze ok. 60°C i przy pH 3,8-4,2. Proces prowadzono w czasie 5-10 minut przy gęstości prądu 4-5 A/dm2.
Po czym detale poddaje się płukaniu odzyskowemu i kolejno w dwóch płuczkach w wannie wypełnionej wodą surową w temperaturze otoczenia w czasie zwykle kilku minut. Następnie przeprowadza się płukanie w wannie wypełnionej wodą DEMI i zakwasza czystym kwasem siarkowym do pH chromu, czyli ok. 3,5. Zadaniem tej płuczki jest utrzymanie pH kąpieli chromowej na stałym poziomie.
Następną operację procesową stanowi chromowanie w kąpieli opartej na związkach chromu trójwartościowego. Odbywa się w elektrolicie (P.W. Galkor Sp z o.o. Chrom S3) zawierającym: sól przewodzącą Chrom S3 GAL 1 250-290 g/l, sól chromową Chrom S3 GAL 2 150 ml/l, wyzwalacz reakcji Chrom S3 GAL 3 18-20 ml/l, roztwór wspomagający Chrom S3 GAL 4 3 ml/l, zwilżacz Chrom S3 GAL 5 1-2 ml/l. Elektrolit prowadzi się w temperaturze 50-65°C i przy pH 3,2-3,7. Proces prowadzono w czasie 3-4 minut przy gęstości prądu 6-12 A/dm2.
Po czym detale poddaje się płukaniu w wodzie o temperaturze otoczenia w czasie zwykle kilku minut.
Następnie detale poddaje się tzw. uszczelnianiu w roztworze wodnym kąpieli Chrom Pasiv CL GAL 10 (P.W. Galkor Sp. z o.o.) o stężeniu 2-10%, w temperaturze otoczenia, w czasie zwykle kilku minut aż do uzyskania zadowalającego efektu.
Po całym cyklu procesowym wyładowane detale poddane zostają procesowi stabilizacji warstwy w temperaturze otoczenia w czasie 24 h w magazynie buforowym.
Badania wykonano na dwóch typach detali: detalu nr 1, który stanowił korpus przepływomierza na zasilaniu o powierzchni 0,393426 dm2 oraz na detalu nr 2, który stanowiło pokrętło sprzęgła o powierzchni 0,378006 dm2.
PL 243052 Β1
Następnie pobrano losowo 10 sztuk i przeprowadzono test starzeniowy w komorze solnej według normy PN-EN ISO 9227. Po 400 godzinach testu NSS na detalach zaczęły pojawiać się przebarwienia. Następnie kolejne detale z tej samej partii poddano testowi na wymywanie niklu, który wykonano w następujący sposób: płytki ogrzewano w roztworze płynu modelowego do badania uwalniania specyficznego metali, który stanowił kwas cytrynowy o stężeniu 2,5 g/l:
1) . I uwalnianie - ogrzewanie przez 2 godziny w temperaturze wrzenia, po upływie tego czasu oznaczono stężenie niklu w poszczególnych roztworach metodą atomowej spektrometrii absorpcyjnej ASA,
2) . II uwalnianie - ogrzewanie płytek przez kolejne 2 godziny, po czym ponownie oznaczono stężenie niklu metodą ASA,
3) . III uwalnianie - ogrzewanie płytek przez kolejne 2 godziny i tak samo jak w poprzednich przypadkach oznaczono stężenie metodą ASA. Uzyskane wyniki zaprezentowano poniżej:
| oznaczenie | Stężenie Ni [mg/l] | Ilość Ni wydzielona z detalu [mg/cm2] | Stężenie Ni [mg/l] | Ilość Ni wydzielona z detalu [mg/cm2] | Stężenie Ni [mg/l| | Ilość Ni wydzielona z detalu [mg/cm2] |
| czas 2h | czas 4h | czas 6h | ||||
| Detal 1 | 17,66 | 0,449 | 25,95 | 0,660 | 37,28 | 0,948 |
| Detal 2 | 25,85 | 0,684 | 31,83 | 0,842 | 41,98 | 1,111 |
Przykład II
Proces przygotowania powierzchni wykonano analogicznie jak w przykładzie I. Zmiany dokonano w składzie kąpieli niklującej, do której dodano związek silanowy otrzymany w wyniku wcześniejszej syntezy o nazwie kwas 3-((3-(trimetoksysilylo)propylo)amino)propano-1-sulfonowy w ilości 0,05 g/l. Proces był prowadzony w temperaturze ok. 60°C i przy pH 3,8-4,2. Proces prowadzono w czasie 5-10 minut przy gęstości prądu 4-5 A/dm2. Roztwór mieszano powietrzem z umiarkowanym nasileniem, pozostał klarowny bez widocznego zmętnienia. Kolejno w operacjach: płukanie, chromowanie, płukanie, uszczelnianie i stabilizacja warstwy proces przebiegał analogicznie jak w przykładzie 1.
Uzyskane detale poddano testowi starzeniowemu w komorze solnej według normy PN-EN ISO 9227. Po 400 godzinach testu NSS na detalach nie zaobserwowano żadnych zmian korozyjnych. Dodatkowo po procesie powlekania zaobserwowano zauważalne nieuzbrojonym okiem rozjaśnienie powierzchni w stosunku do prób uzyskanych wg przykładu I.
Kolejno wykonano test na wymywanie niklu analogicznie jak w przykładzie 1 i uzyskano następujące wyniki:
| oznaczenie | Stężenie Ni [mg/l] | Ilość Ni wydzielona z detalu [mg/cm2] | Stężenie Ni [mg/l] | Ilość Ni wydzielona z detalu [mg/cm2] | Stężenie Ni [mg/l] | Ilość Ni wydzielona z detalu [mg/cm2] |
| czas 2h | czas 4h | czas 6h | ||||
| Detal 1 | 10,65 | 0,271 | 14,77 | 0,375 | 26,43 | 0,672 |
| Detal 2 | 17,89 | 0,473 | 26,32 | 0,697 | 37,05 | 0,980 |
PL 243052 Β1
Przykład III (porównawczy)
Proces przygotowania powierzchni dla detali stalowych (płytki stalowe o wymiarach 7x10 cm) wykonano analogiczniejak w przykładzie I, z tą różnicą, że bazę do odtłuszczania chemicznego stanowił wodorotlenek sodu o stężeniu 5% wag. oraz komponent SIV PERFEKT PLUS AC 36 GAL 836-036 (P.W. GALKOR Sp. z o.o.) w ilości 2-10% wag. Proces prowadzono przez kilkanaście minut do uzyskania zadowalającego efektu, w temperaturze 50-65°C. Odtłuszczanie elektrochemiczne prowadzono w kąpieli, którą stanowiła mieszanina wodnego roztworu wodorotlenku sodu w stężeniu 7% wag. oraz komponent SIV PERFEKT PLUS AE 67 GAL 867-067 w stężeniu 2-4% wag. proces prowadzono katodowo przez kilkanaście minut do uzyskania zadowalającego efektu, w temperaturze 50-65°C, przy prądzie 1-2 A/dm2.
Następnie proces prowadzono analogicznie jak w przykładzie I.
Uzyskane detale poddano badaniu na odporność korozyjną NSS w komorze solnej według normy PN-EN ISO 9227, która wyniosła 24 godziny do korozji czerwonej.
Przykład IV
Proces przygotowania powierzchni dla detali stalowych wykonano analogiczniejak w przykładzie III. Zmiany dokonano w składzie kąpieli niklującej, do której dodano związek silanowy otrzymany w wyniku wcześniejszej syntezy o nazwie kwas 3-((3-(trimetoksysilylo)propylo)amino)propano-1-sulfonowy w ilości 0,05 g/l. Proces był prowadzony w temperaturze około 60°C i przy pH 3,8-4,2. Proces prowadzono w czasie 5-10 minut przy gęstości prądu 4-5 A/dm2. Roztwór mieszano powietrzem z umiarkowanym nasileniem, pozostał klarowny bez widocznego zmętnienia. Kolejno w operacjach: płukanie, chromowanie, płukanie, uszczelnianie i stabilizacja warstwy proces przebiegał analogicznie jak w przykładzie I.
Uzyskane detale poddano badaniu na odporność korozyjną NSS w komorze solnej według normy PN-EN ISO 9227, która wyniosła 72 godziny do korozji czerwonej. Dodatkowo zaobserwowano zauważalne nieuzbrojonym okiem rozjaśnienie powierzchni w stosunku do prób uzyskanych według przykładu III.
W wykonanym w analogicznych warunkach procesie niklowania, w którym zamiast silanu obojniaczojonowego zastosowano, wykorzystywany jako substrat do jego syntezy, komercyjny związek o nazwie 3-aminopropylotrietoksysilan w ilości 0,05 g/l, uzyskana odporność korozyjna NSS w komorze solnej według normy PN-EN ISO 9227, wyniosła 48 godzin do korozji czerwonej.
Przykład V
Proces przygotowania powierzchni wykonano analogicznie jak w przykładzie III, natomiast sposób powlekania analogicznie jak w przykładzie IV, stosując kwas 3-((3-(trietoksysilylo)propylo)amino)propano-1-sulfonowy w ilości 0,01 g/l. Uzyskano efekty analogicznejak w przykładzie IV. Podobny efekt uzyskano stosując kąpiel niklową zawierającą 0,1 g/l kwasu 3-((3-(trietoksysilylo)propylo)amino)propano-1-sulfonowego.
Claims (1)
1. Sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok niklowych w kąpieli typu Wattsa znamienny tym, że powłokę niklową nakłada się z kąpieli galwanicznej, do której dodaje się w ilości 0,01-0,1 g/l, korzystnie 0,05 g/l obojniaczojonowy silan o wzorze ogólnym, gdzie R to grupa alkilowa, metylowa, etylowa lub propylowa, zawierający w cząsteczce zasadową grupę aminową oraz kwasową grupę sulfonową.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL435674A PL243052B1 (pl) | 2020-10-14 | 2020-10-14 | Sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok niklowych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL435674A PL243052B1 (pl) | 2020-10-14 | 2020-10-14 | Sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok niklowych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL435674A1 PL435674A1 (pl) | 2022-04-19 |
| PL243052B1 true PL243052B1 (pl) | 2023-06-12 |
Family
ID=81212439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL435674A PL243052B1 (pl) | 2020-10-14 | 2020-10-14 | Sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok niklowych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL243052B1 (pl) |
-
2020
- 2020-10-14 PL PL435674A patent/PL243052B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL435674A1 (pl) | 2022-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103339296B (zh) | 具有抗腐蚀覆层的基材及其生产方法 | |
| CA3006141C (en) | MULTILAYER ZINC-IRON COATINGS MODULATED BY COMPOSITION | |
| TW201406992A (zh) | 用於鎳層無電沈積之鍍浴 | |
| CN101545125A (zh) | 一种光亮耐蚀锌铁合金电镀工艺 | |
| KR20180037311A (ko) | 3가 전해질로부터 증착된 미세 불연속 크롬의 패시베이션 | |
| CN102312238A (zh) | 一种锌镍镀层的制备及其三价铬钝化工艺 | |
| JP2016522325A (ja) | クロム表面のカソード防食方法 | |
| US20170029971A1 (en) | Process to deposit zinc-iron alloy layer material | |
| KR101998605B1 (ko) | 아연니켈합금 전기도금액 및 이를 이용한 전기도금법 | |
| CN110291229B (zh) | 用于在金属坯件表面上沉积含锌层的含水碱性电解液 | |
| PL243052B1 (pl) | Sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok niklowych | |
| TWI519683B (zh) | 含鐵材料之腐蝕保護方法 | |
| EP3412799A1 (en) | Compositionally modulated zinc-iron multilayered coatings | |
| Muralidhara et al. | Effect of condensation product of glycyl-glycine and furfural on electrodeposition of zinc from sulphate bath | |
| CN112813471A (zh) | 门窗五金绿色电镀工艺方法 | |
| PL243022B1 (pl) | Sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok cynkowych o zwiększonej odporności na korozję | |
| Shivakumara et al. | Effect of condensation product on electrodeposition of zinc on mild steel | |
| CN108754475A (zh) | 一种环保型蓝白色钝化液及其制备方法 | |
| PL245761B1 (pl) | Środek inhibitujący korozję do elektrochemicznego wytwarzania powłok cynkowych oraz sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok cynkowych o zwiększonej odporności na korozję | |
| CN119663389A (zh) | 一种航空航天合金钢锻造机加件的无氰镀镉方法 | |
| FR2906542A1 (fr) | Bain d'electrodeposition de zinc ou d'alliages zinc nickel sur un substrat conducteur. |