RU2661695C1 - Способ нанесения никелевых покрытий на алюминиевые сплавы - Google Patents

Способ нанесения никелевых покрытий на алюминиевые сплавы Download PDF

Info

Publication number
RU2661695C1
RU2661695C1 RU2017127952A RU2017127952A RU2661695C1 RU 2661695 C1 RU2661695 C1 RU 2661695C1 RU 2017127952 A RU2017127952 A RU 2017127952A RU 2017127952 A RU2017127952 A RU 2017127952A RU 2661695 C1 RU2661695 C1 RU 2661695C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nickel
coating
current density
aluminum alloys
electrolyte
Prior art date
Application number
RU2017127952A
Other languages
English (en)
Inventor
Татьяна Игоревна Девяткина
Светлана Игоревна Лучнева
Александра Евгеньевна Борисова
Вячеслав Вячеславович Рогожин
Михаил Григорьевич Михаленко
Евгений Геннадьевич Ивашкин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
Priority to RU2017127952A priority Critical patent/RU2661695C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2661695C1 publication Critical patent/RU2661695C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • C25D5/42Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated of light metals
    • C25D5/44Aluminium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для внешней отделки изделий и деталей машин аэробусов, автомобилей, устройств морской и авиационной техники. Способ включает анодирование в водном растворе, содержащем серную и ортофосфорную кислоты с добавлением бифторида аммония при анодной плотности тока 3 А/дм2, химическую обработку полученной оксидной пленки в растворе состава, г/л: никель хлористый 6-водный 40 г/л, ортофосфорная кислота 500 г/л и последующее электроосаждение никелевого покрытия из электролита, состоящего из сульфата никеля 90-100 г/л, винной кислоты 8-10 г/л и поливинилового спирта 0,005-0,006 г/л, при этом никелирование проводят при катодной плотности тока 4-5 А/дм2. Технический результат: получение качественного никелевого покрытия мелкокристаллической структуры с высокой степенью адгезии с основой, которое можно применять и как подслой для многослойных покрытий, и как самостоятельное покрытие.

Description

Изобретение относится к электрохимическому способу нанесения покрытий на изделия, изготовленные из алюминиевых сплавов и использующихся для внешней отделки изделий и деталей машин аэробусов, автомобилей импортного и отечественного производства (колесные диски и элементы декоративной отделки кузова), в приемных устройствах морской и авиационной техники. Многослойные защитно-декоративные покрытия, использующиеся для этих целей, представляют собой последовательно нанесенные медь, никель и хром. Для использования деталей под пайку наносят никель-олово-висмут или медь-никель-олово.
Но процесс нанесения покрытий на алюминиевую основу связан с рядом проблем, в числе которых является низкая адгезии их с основой. Используемые в современном производстве технологические схемы нанесения защитно-декоративных покрытий включали в себя после цинкатной обработки обязательную стадию меднения [1], которое в основном применялось для улучшения адгезионной способности последующих слоев. Осаждение медного подслоя рекомендуется осуществлять из пирофосфатного электролита, который обладает существенными недостатками (низкие рабочие плотности тока, точное соблюдение концентраций компонентов электролита, а также сложность приготовления самого электролита). После нанесения медного или никелевого подслоя обязательна длительная термообработка, которая улучшает сцепление покрытия с алюминиевой основой. При этом выявляется значительный процент бракованных изделий. Из-за наличия образовавшихся окисных слоев на подготовленной поверхности необходимо вводить дополнительные операции активирования и промывок, что в значительной мере усложняет весь технологический процесс и приводит к увеличению материальных затрат на химикаты и оборудование. Поэтому этот метод нанесения защитно-декоративных покрытий нетехнологичен из-за невозможности осуществления непрерывного процесса покрытия деталей без перемонтажа.
Решить проблему низкой адгезии покрытия с основой можно с помощью предварительной анодной обработки поверхности изделий в смеси серной и ортофосфорной кислот с добавкой бифторида аммония [2]. Показано, что на анодную пленку, сформированную в такой смеси, можно наносить из кислых электролитов беспористое медное гальваническое покрытие мелкокристаллической структуры с высокой степенью адгезии, причем на любые марки алюминиевых сплавов.
В значительной мере упростить всю технологическую схему можно за счет введения предварительного процесса анодирования с последующим нанесением сразу никелевого покрытия. Однако при использовании такого способа предварительной подготовки поверхности металла предъявляются определенные требования к составу электролита никелирования. Для обеспечения целостности оксидной пленки электролит никелирования должен соответствовать определенным требованиям: среда электролита никелирования должна быть кислой или слабо кислой, а также не содержать хлор-ионов, в отсутствии которых необходимо обеспечить нормальную работоспособность никелевых анодов.
В работе [3] предложен электролит, удовлетворяющий этим требованиям и позволяющий наносить никелевые покрытия с высокой степенью адгезии на анодированный алюминий и различные марки его сплавов. Однако при нанесении последующей декоративной отделки блестящее покрытие получить не удалось.
Поставлена задача - разработка состава электролита никелирования, позволяющая наносить никелевое покрытие на анодированные алюминиевые сплавы.
Технический результат - усовершенствование технологической схемы нанесения многослойных защитно-декоративных покрытий на алюминиевые сплавы, получение качественного никелевого покрытия мелкокристаллической структуры с высокой степенью адгезии с основой, которое можно применять и как подслой для многослойных покрытий, и как самостоятельное покрытие.
Этот технический результат достигается тем, что в способе нанесения никелевого гальванического покрытия на детали из алюминиевых сплавов, включающем анодирование в водном растворе, содержащем серную и ортофосфорную кислоты с добавкой бифторида аммония при анодной плотности тока 3 А/дм2, перед нанесением никелевого гальванопокрытия проводят химическую обработку полученной оксидной пленки в течение 2 минут в растворе [4], имеющем следующий состав, г/л:
Никель хлористый 6-водный 40
Ортофосфорная кислота 500
Вода остальное
Последующее никелирование проводят в растворе следующего состава, г/л:
Никель сернокислый 7-водный 90-100
Винная кислота 8-10
Поливиниловый спирт 0,005-0,006
Вода остальное
при катодной плотности тока 4-5 А/дм2, температура электролита 50±20С, рН 2-2.5.
Способ осуществляют следующим образом. Покрытию подвергают детали, изготовленные из алюминиевых сплавов марок В95ПЧУМ, АМцН2, АД1М, Д16АТ, АМг6БМ. Перед анодированием детали обезжиривали в растворе NaOH концентрацией 20-40 г/л с добавкой “Экомет А-180” в количестве 3-5 г/л в течение 2 минут при температуре 40-50°С. После промывки образцы осветляли в смеси азотной и плавиковой кислот, взятых в соотношении 3:1 с целью удаления травильного шлама с поверхности пластины. Затем проводили анодирование в водном растворе серной и ортофосфорной кислот с добавкой бифторида аммония NH4F∙HF при комнатной температуре, не превышающей 20-25°С. Время анодирования составляло 5 минут при анодной плотности тока 3 А/дм2. После проведенного анодирования на деталь наносят никелевое покрытие из предложенного электролита без предварительной химической обработки. Толщина покрытия составляла 10-13 мкм. Было выявлено, что поверхность детали получалась непрокрытой вследствие экранирующего выделения водорода на катоде. Катодный выход по току составлял всего 60-65%. Для улучшения качества покрытий и повышения катодного выхода по току рекомендуется создать в пленке активные никелевые центры. С этой целью перед процессом никелирования следует проводить химическую обработку оксидной пленки при комнатной температуре в течение 2 минут в растворе следующего состава, г/л:
Никель хлористый 6-водный 40
Ортофосфорная кислота 500
Вода остальное
Затем промывали и никелировали. Время никелирования определялось требуемой толщиной никелевого покрытия. Состав (в г/л) и режимы работы электролита следующие:
Никель сернокислый 7-водный 90-100
Винная кислота 8-10
Поливиниловый спирт 0,005-0,006
Вода остальное
при катодной плотности тока 4-5 А/дм2 температура электролита 50±2°С, рН 2-2.5
При этом покрытие получилось светлым, гладким и мелкокристаллическим. Непрокрытий не наблюдалось. Покрытие обладало высокой степенью адгезии с алюминиевой основой. Это было подтверждено рядом методов: методом рисок, нагревом при температуре 200-210°С в течение 1 часа в печи и методом изменения температуры (стандартные приемы), а также ручной полировкой бязевыми кругами с пастой ГОИ №1. Отслоение покрытий при этом не наблюдалось. Катодный выход по току повысился до 80-87%. Анодный выход по току составил 100% при анодной плотности тока 0,5А/дм2. Дальнейшее нанесение слоев никель блестящий-хром блестящий позволили получить на деталях качественное декоративное покрытие.
Таким образом, предлагаемый способ нанесения никелевого покрытия на алюминиевые сплавы с высокой степенью адгезии покрытия позволят в значительной мере модернизировать используемые технологии нанесения многослойных защитно-декоративных и функциональных покрытий (олово-висмут), а также использовать полученное по предлагаемому способу никелевое покрытие как самостоятельное. Надо отметить, что предлагаемый способ позволяет наносить качественное никелевое покрытие на поверхность как деформируемых, так и литейных алюминиевых сплавов.
Источники информации
1. Грилихес С.Я., Евсеева Т.А., Соловьева Л.В. Защитно-декоративные покрытия алюминия. Л.: ЛДНТП, 1980. с.24.
2. Патент РФ № 2529328, С25Д11/08, опубл. 27.09.2014.
3. Девяткина Т.И., Лучнева С.И., Рогожин В.В. и др. Модификация электролита никелирования для осаждения покрытий на алюминий и его сплавы/ЖПХ. 2016. т.89. №8. с.995-1001.
4. Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. Справочное пособие. Л.: Лениздат, 1975. с.266.

Claims (1)

  1. Способ нанесения никелевого гальванического покрытия на детали из алюминиевых сплавов, включающий анодирование в водном растворе, содержащем серную и ортофосфорную кислоты с добавлением бифторида аммония при анодной плотности тока 3 А/дм2, химическую обработку полученной оксидной пленки в растворе состава, г/л: никель хлористый 6-водный 40 г/л, ортофосфорная кислота 500 г/л и последующее электроосаждение никелевого покрытия из электролита, состоящего из сульфата никеля 90-100 г/л, винной кислоты 8-10 г/л и поливинилового спирта 0,005-0,006 г/л, при этом никелирование проводят при катодной плотности тока 4-5 А/дм2.
RU2017127952A 2017-08-04 2017-08-04 Способ нанесения никелевых покрытий на алюминиевые сплавы RU2661695C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017127952A RU2661695C1 (ru) 2017-08-04 2017-08-04 Способ нанесения никелевых покрытий на алюминиевые сплавы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017127952A RU2661695C1 (ru) 2017-08-04 2017-08-04 Способ нанесения никелевых покрытий на алюминиевые сплавы

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2661695C1 true RU2661695C1 (ru) 2018-07-19

Family

ID=62917316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017127952A RU2661695C1 (ru) 2017-08-04 2017-08-04 Способ нанесения никелевых покрытий на алюминиевые сплавы

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2661695C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB503956A (en) * 1937-09-11 1939-04-11 Degussa Improvements in the electrodeposition of nickel on metals
SU1583475A1 (ru) * 1987-07-21 1990-08-07 Днепропетровский химико-технологический институт им.Ф.Э.Дзержинского Способ нанесени гальванических покрытий на алюминий и его сплавы
RU2529328C1 (ru) * 2013-08-27 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ Электролит для анодирования алюминия и его сплавов перед нанесением медных гальванопокрытий

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB503956A (en) * 1937-09-11 1939-04-11 Degussa Improvements in the electrodeposition of nickel on metals
SU1583475A1 (ru) * 1987-07-21 1990-08-07 Днепропетровский химико-технологический институт им.Ф.Э.Дзержинского Способ нанесени гальванических покрытий на алюминий и его сплавы
RU2529328C1 (ru) * 2013-08-27 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ Электролит для анодирования алюминия и его сплавов перед нанесением медных гальванопокрытий

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Девяткина Т.И. и др. Модификация электролита никелирования для осаждения покрытий на алюминий и его сплавы. ЖПХ, Санкт-Петербург, Наука, 2016, т. 89, N8, с. 995-1001. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4092226A (en) Process for the treatment of metal surfaces by electro-deposition of metal coatings at high current densities
US2036962A (en) Method for production of firmly adhering galvanic coatings on aluminum and aluminum alloys
TWI752088B (zh) 用於處理鉻加工表面之方法
US6379523B1 (en) Method of treating surface of aluminum blank
CN112663107A (zh) 一种砂面哑黑高耐腐蚀铝合金表面处理方法
JP5079103B2 (ja) アルミニウム部材の多機能皮膜
KR20180132119A (ko) Sn 도금 강판
GB2066295A (en) Electrolytic production of strippable copper layer on aluminium
RU2529328C1 (ru) Электролит для анодирования алюминия и его сплавов перед нанесением медных гальванопокрытий
RU2661695C1 (ru) Способ нанесения никелевых покрытий на алюминиевые сплавы
US3207679A (en) Method for electroplating on titanium
CN109137040B (zh) 一种铝合金铜盐电解着色方法及产品
EP0137817B1 (en) Process for bonding high efficiency chromium electrodeposits
US3515650A (en) Method of electroplating nickel on an aluminum article
RU2471020C1 (ru) Способ нанесения медного гальванического покрытия на детали из алюминия и его сплавов
US3616307A (en) Process and composition for anodizing a tincoated article
KR100777176B1 (ko) 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면 처리 방법
CN113668030A (zh) 一种提高汽车多彩着色外饰件电泳层附着性的方法
JP2000355795A (ja) アルミニウムおよびアルミニウム合金の表面処理方法
CN1329969A (zh) 单侧镀铂的耐火金属板以及延展的金属栅极的制备方法
JPS60197897A (ja) アルミニウム又はアルミニウム合金の不透明白色陽極酸化皮膜生成方法
RU2672655C2 (ru) Способ изготовления светопоглощающих элементов оптических систем на стальных подложках
RU2349687C2 (ru) Способ подготовки изделий из алюминия и его сплавов перед нанесением гальванических покрытий
JP2953474B2 (ja) アルミニウムおよびアルミニウム合金の電解処理方法
JPS6393879A (ja) 化成処理性に優れた電気亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190805