RU2293137C1 - Раствор для химического никелирования - Google Patents
Раствор для химического никелирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293137C1 RU2293137C1 RU2005122238/02A RU2005122238A RU2293137C1 RU 2293137 C1 RU2293137 C1 RU 2293137C1 RU 2005122238/02 A RU2005122238/02 A RU 2005122238/02A RU 2005122238 A RU2005122238 A RU 2005122238A RU 2293137 C1 RU2293137 C1 RU 2293137C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- nickel
- alloys
- acetic acid
- nickel plating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химического никелирования металлов и сплавов, в частности алюминия и его сплавов, меди и ее сплавов, стали, и может быть применено во многих отраслях приборостроения и машиностроения. Раствор содержит уксуснокислый никель, гипофосфит натрия, уксусную кислоту и воду, при следующем соотношении компонентов: никель уксуснокислый 19-21 г/л; гипофосфит натрия 15-17 г/л; уксусная кислота (ρ=1,05 г/см3) 12-14 мл/л. Технический результат: создание простого по составу раствора для химического никелирования таких металлов, как алюминий и его сплавы, медь и ее сплавы, сталь, позволяющего работать в более низком диапазоне температур и обеспечивающего хорошую скорость процесса; возможность корректировки раствора при организации длительного рабочего цикла; снижение остаточного содержания никеля в отработанном растворе. 4 табл.
Description
Изобретение относится к области химического нанесения покрытий, в частности химического никелирования металлов и сплавов, и может быть применено во многих отраслях приборостроения и машиностроения.
Известен раствор химического никелирования алюминия и его сплавов, содержащий никель сернокислый, натрий фосфорноватистокислый, натрий уксуснокислый, натрий фтористый, тиомочевину, кислоту уксусную (ОСТ 107.46 0092.001-86. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Типовые технологические процессы, с.110, карта 15, состав 4).
Недостатками этого раствора являются необходимость каждые 30 минут производить корректировку рН добавлением 4 мл/л 10% раствора едкого натра, избегая попадания щелочи на детали, что весьма проблематично, а также невысокая скорость покрытия (12 мкм/ч), большая остаточная концентрация никеля в отработанном растворе. Использование сернокислого никеля приводит к накоплению сульфат ионов, тормозящих восстановление никеля. Кроме того, тиомочевина не является эффективной стабилизирующей добавкой.
Известен также раствор химического никелирования алюминия и его сплавов, содержащий никель сернокислый, натрий фосфорноватистокислый, натрий уксуснокислый, тиомочевину, кислоту уксусную (ГОСТ 9.305-84. Карта 42, состав 5).
Недостатками этого раствора являются невысокая скорость покрытия (10 мкм/ч), трудность поддержания высокой температуры, большая остаточная концентрация никеля в отработанном растворе, отсутствие эффективной стабилизирующей добавки.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является кислый раствор для химического никелирования алюминия и его сплавов (Авторское свидетельство СССР №130760), содержащий 2 компонента: никель уксуснокислый, гипофосфит кальция. Никелирование ведут с одноразовым использованием раствора до полного его истощения при t=96-98°C и рН в пределах 4,1-4,3.
Недостатком этого раствора является узкий интервал высоких температур, поддержание которого сопряжено с большими трудностями. Превышение заданной температуры ведет к самопроизвольному образованию никеля в объеме раствора, кроме того, низкая буферная емкость раствора ведет к быстрому снижению рН (при рН=3,5 процесс практически не идет), что снижает скорость покрытия и ограничивает работоспособность раствора. Для этого раствора также характерна высокая концентрация никеля в отработанном растворе. Кроме того, образующиеся в растворе фосфиты кальция тормозят процесс выделения никеля.
Задачей изобретения является создание простого по составу раствора для химического никелирования таких металлов, как алюминий и его сплавы, медь и ее сплавы, сталь, позволяющего работать в более низком диапазоне температур и обеспечивающего хорошую скорость процесса и возможность корректировки раствора при организации длительного рабочего цикла, а также снижение остаточного содержания никеля в отработанном растворе.
Указанный технический результат достигается тем, что раствор для химического никелирования, содержащий уксуснокислый никель, дополнительно содержит гипофосфит натрия и уксусную кислоту, при следующем соотношении компонентов:
| никель уксуснокислый, г/л | 19-21 |
| гипофосфит натрия, г/л | 15-17 |
| уксусная кислота, (ρ=1,05 г/см3) мл/л | 12-14 |
Заявляемый раствор прост по составу и обеспечивает возможность увеличения буферной емкости изменением содержания никеля уксуснокислого и уксусной кислоты при молярном соотношении соли никеля к гипофосфиту, равном 0,4-0,6, и корректировку раствора по рН и гипофосфиту натрия, т.к. изменение концентрации соли никеля мало отражается на скорости процесса. При этом обеспечивается длительный стабильный режим работы раствора до 6-7 часов при более низких температурах (83±2°С), достаточной скорости покрытия (до 18 мкм/ч) и достижении толщины покрытия до 55-57 мкм. Корректировка раствора производится после 4 часа работы один раз за 6-7 часовой цикл. Остаточная концентрация никеля в отработанном растворе составляет 18,4%.
Изобретение поясняется таблицами, где в таблице 1 приведены конкретные составы (1-3) растворов в пределах указанного диапазона значений, в таблице 2 показано как изменяется рН раствора, толщина покрытия, остаток никеля и гипофосфита в растворе в течение 7 часов; в таблице 3 приведена зависимость скорости осаждения никеля от продолжительности никелирования; в таблице 4 представлены данные, характеризующие качество покрытий.
Раствор для никелирования приготавливается следующим образом: нагреваем воду до температуры 70°С и растворяем никель уксуснокислый (ТУ 6-09-3848-75) 19-21 г и уксусную кислоту (ρ=1,05 г/л) 12-14 мл и добавляем воду до 1 литра.
Нагреваем полученный раствор до рабочей температуры 83±2°С и вводим 15-17 г гипофосфита натрия (ГОСТ 200-76). Раствор имеет рН=4,1-4,3. Затем опускаем предварительно подготовленную пластинку из алюминия, его сплава, меди, ее сплава или стали. О начале реакции свидетельствует выделение пузырьков водорода на пластинке.
В таблице 1 приведены конкретные составы (1-3) растворов в пределах указанного диапазона значений, обеспечивающие хорошее качество покрытия. Увеличение концентрации никеля уксуснокислого более 21 г/л приводит к уменьшению толщины покрытия из-за уменьшения растворимости никеля уксуснокислого, а уменьшение его концентрации менее 19 г/л приводит также к уменьшению толщины покрытия из-за недостатка ионов никеля. При увеличении концентрации гипофосфита натрия более 17 г/л или уменьшении менее 15 г/л, при увеличении концентрации уксусной кислоты свыше 14 мл/л или уменьшении менее 12 мл/л также наблюдается уменьшение толщины покрытия.
Процесс химического никелирования проводился на пластинах из чистого алюминия (толщиной 0,5 и 1,0 мм), а также на деталях из алюминиевых сплавов - Д-16 и Ал-2 и на деталях из меди и ее сплавов - латунь Л63 и ЛС59 и стали. Подготовка поверхности указанных материалов производилась в соответствии с требованиями типового технологического процесса (ОСТ 107.460092.001-86). Электролит для химического никелирования готовился из реактивов марки "х.ч." на дистиллированной воде. Эксперименты проводились в стаканах из термостойкого стекла объемом 250 и 500 мл. Необходимая температура поддерживалась с помощью термостата водяного 1ТЖ-0-03. Скорость набора толщины никелевого покрытия, а также расход никеля определялись металлографическим методом на микротвердомере ПМТ-3 с погрешностью измерения ±0,1 мкм. При корректировке электролита расход никеля определялся по результатам анализа на содержание никеля (ОСТ 107.460092.01-86, книга вторая, с.187-188). Расход гипофосфита определялся по результатам анализа на содержание гипофосфита натрия также по ОСТ 107.460092.01-86. Контроль величины рН осуществлялся с помощью рН-метра-милливольтметра рН - 150 М. Пористость никелевого покрытия определялась методом паст по ГОСТ-9.302-88. Пасту наносили на поверхность детали, выдерживали в течение одного часа. Подсчет пор производился невооруженным глазом. Результаты считаются удовлетворительными, если среднее число пор на 1 см2 не превышает трех (ГОСТ 9.301-86). Проверка прочности сцепления покрытия с основным металлом производилась методом изменения температур (термоудара) в электропечи при температуре 200°С в течение 30 минут и погружением в воду с температурой 15-25°С. Сцепление покрытия с металлом считается хорошим, если не происходит отслаивания или вздутия покрытия.
Данные, характеризующие процесс химического никелирования алюминия, меди, стали, приведены в таблице 2, где показано как изменяется рН раствора, толщина покрытия, остаток никеля и гипофосфита в растворе в течение 7 часов. Из таблицы 2 видно, что процесс никелирования идет стабильно и с большим приростом толщины покрытия до 4 часов и далее требуется корректировка раствора, после которой процесс стабилен в течение 2 часов, т.е. общее время эффективной работы раствора составляет 6 часов. Корректировка раствора проводится добавлением 0,1 н раствора едкого натра и расчетного количества гипофосфита натрия. Зависимость скорости осаждения никеля от продолжительности никелирования приведена в таблице 3.
Прочность сцепления никеля с основным металлом, а также пористость покрытия испытывались на деталях из алюминия и его сплавов (Д-16, АЛ-2), меди, ее сплавов (латунь Л63 и ЛС59) и стали. Качество покрытия оказалось хорошим (отслоения покрытия не наблюдалось) и соответствующим требованиям ГОСТа 9.302-88 и ГОСТ 9.301-86. Данные представлены в таблице 4.
Таким образом, заявляемый раствор для никелирования прост по составу, обеспечивает хорошее качество покрытия при более низких температурах, возможность организации 6 часового рабочего цикла при достижении толщины покрытия 55-57 мкм и скорости до 18 мкм/ч.
| Таблица 1 Раствор для химического никелирования |
||||||||||||
| Наименование компонентов | Содержание компонентов в составе: | |||||||||||
| 1 | 2 | 3 | ||||||||||
| Никель уксуснокислый, г/л | 19 | 20 | 21 | |||||||||
| Гипофосфит натрия, г/л | 17 | 16 | 15 | |||||||||
| Уксусная кислота, мл/л | 14 | 13 | 12 | |||||||||
| Таблица 2 | ||||||||||||
| Время, ч | pH | Al | Cu | Сталь | ||||||||
| σ, мкм | Остаток Ni, % | Остаток  |
σ, мкм | Остаток Ni, % | Остаток |
σ, мкм | Остаток Ni, % | Остаток  |
||||
| 1 | 4,10 | 18 | 86,0 | 92,8 | 16 | 86,7 | 92,4 | 16 | 85,1 | 92,3 | ||
| 2 | 4,00 | 30 | 79,5 | 79,0 | 27 | 78,3 | 79,0 | 27 | 78,7 | 78,8 | ||
| 3 | 3,90 | 37 | 63,2 | 67,1 | 35 | 60,6 | 66,8 | 34 | 61,9 | 66,7 | ||
| 4 | 3,85 | 41 | 56,5 | 46,4 | 40 | 54,1 | 47,5 | 40 | 54,8 | 47,9 | ||
| 5 | 4,15 | 50 | 37,4 | 92,2 | 50 | 38,0 | 93,7 | 49 | 37,6 | 93,2 | ||
| 6 | 3,95 | 55 | 23,0 | 88,6 | 55 | 22,5 | 88,8 | 54 | 23,1 | 87,4 | ||
| 7 | 3,85 | 57 | 18,4 | 83,9 | 58 | 18,7 | 84,1 | 56 | 19,0 | 84,2 | ||
| Таблица 3 Раствор для химического никелирования |
|||||||
| Время, ч | V, мкм/ч | ||||||
| Al | Cu | Сталь | |||||
| 1 | 18 | 16 | 16 | ||||
| 2 | 12 | 11 | 11 | ||||
| 3 | 7,0 | 8,0 | 7,0 | ||||
| 4 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | ||||
| 5 | 9,0 | 10 | 9,0 | ||||
| 6 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | ||||
| 7 | 2,0 | 3,0 | 2,0 | ||||
| Таблица 4 | |||||||
| Марка | Время, час | Толщина, мкм | Пористость | Качество покрытия* | |||
| Алюминий | 1 | 18 | 0 | Отслоения нет | |||
| АДН-1,0 | 2 | 30 | 0 | Отслоения нет | |||
| 11391 | 3 | 37 | 0 | Отслоения нет | |||
| 4 | 41 | 0 | Отслоения нет | ||||
| 5 | 50 | 0 | Отслоения нет | ||||
| 6 | 55 | 0 | Отслоения нет | ||||
| 7 | 57 | 0 | Отслоения нет | ||||
| Д-16 | 1 | 16 | 0 | Отслоения нет | |||
| АЛ-2 (литье) | 1 | 19 | 0 | Отслоения нет | |||
| Сталь-10 | 1 | 16 | 0 | Отслоения нет | |||
| Медь M1 | 1 | 17 | 0 | Отслоения нет | |||
| Латунь Л63 | 1 | 16 | 0 | Отслоения нет | |||
| Латунь ЛС59 | 1 | 16 | 0 | Отслоения нет | |||
Claims (1)
- Раствор для химического никелирования, содержащий уксуснокислый никель и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гипофосфит натрия и уксусную кислоту при следующем соотношении компонентов:
Никель уксуснокислый, г/л 19-21 Гипофосфит натрия, г/л 15-17 Уксусная кислота, мл/л 12-14
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005122238/02A RU2293137C1 (ru) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | Раствор для химического никелирования |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005122238/02A RU2293137C1 (ru) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | Раствор для химического никелирования |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2293137C1 true RU2293137C1 (ru) | 2007-02-10 |
Family
ID=37862574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005122238/02A RU2293137C1 (ru) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | Раствор для химического никелирования |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2293137C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2572914C2 (ru) * | 2014-04-09 | 2016-01-20 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт микроприборов-К"(АО "НИИМП-К") | Способ формирования никель-фосфорной пленки на поверхности металлической детали |
| RU2605737C2 (ru) * | 2015-05-26 | 2016-12-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводникового машиностроения" | Способ химического никелирования алюминиевых контактных площадок перед иммерсионным золочением |
-
2005
- 2005-07-13 RU RU2005122238/02A patent/RU2293137C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2572914C2 (ru) * | 2014-04-09 | 2016-01-20 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт микроприборов-К"(АО "НИИМП-К") | Способ формирования никель-фосфорной пленки на поверхности металлической детали |
| RU2605737C2 (ru) * | 2015-05-26 | 2016-12-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводникового машиностроения" | Способ химического никелирования алюминиевых контактных площадок перед иммерсионным золочением |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4425998B2 (ja) | 下地上の白金改質によるアルミ化物拡散コーティングの高温耐酸性改善方法及び白金改質のアルミ化物拡散コーティングを有する下地材料 | |
| Schlesinger | Electroless and electrodeposition of silver | |
| KR20090028481A (ko) | 슬라이딩 부재 및 이의 제조 방법 | |
| EP2494094A2 (en) | Immersion tin silver plating in electronics manufacture | |
| GB2053284A (en) | Palladium alloy plate | |
| JP4790191B2 (ja) | パラジウム又はその合金を電気化学的に析出させるための電解浴 | |
| RU2293137C1 (ru) | Раствор для химического никелирования | |
| US4341846A (en) | Palladium boron plates by electroless deposition alloy | |
| CN110331392B (zh) | 一种化学镀锡液及其制备方法 | |
| JP4740508B2 (ja) | パラジウム錯塩及びパラジウム又はその合金の一つを析出させる電解浴のパラジウム濃度を調節するためのその使用 | |
| JPH0257153B2 (ru) | ||
| JP2007308801A (ja) | ニッケル・コバルト・リン電気メッキの組成物及びその用途 | |
| RU2437967C1 (ru) | Способ осаждения композиционных покрытий никель-ванадий-фосфор-нитрид бора | |
| WO1982003095A1 (en) | High-rate chromium alloy plating | |
| KR101678013B1 (ko) | 금속성분의 액중 농도 지시체를 포함하는 도금액 및 이를 이용한 도금 방법 | |
| RU2638480C2 (ru) | Композиционное покрытие на основе никеля с ультрадисперсными алмазами | |
| RU2652328C1 (ru) | Электролит для электролитического осаждения меди | |
| JPH031383B2 (ru) | ||
| RU2463383C1 (ru) | Раствор для химического осаждения сплава никель-бор | |
| Reid | Some experimental and practical aspects of heavy Rhodium plating | |
| RU2357015C1 (ru) | Электролит для электрохимического осаждения покрытий никель-бор | |
| RU2334830C2 (ru) | Способ приготовления фосфонатных электролитов и растворов | |
| JP5168555B2 (ja) | はんだめっき用アノード材 | |
| SU779432A1 (ru) | Раствор дл химического осаждени покрытий из сплава олова | |
| RU2175999C2 (ru) | Водный электролит блестящего меднения |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140714 |