
- •Введение
- •1.Подготовка металлической поверхности перед покрытием.
- •2.Осаждение медью
- •Щелочные электролиты меднения.
- •Кислые электролиты меднения.
- •Меднение различных металлов и сплавов
- •3.Осаждение никелем.
- •Сернокислые электролиты никелирования.
- •Электролиты блестящего никелирования.
- •Многослойное никелирование.
- •Осаждение износостойкого никеля.
- •Никелирование нержавеющих сталей.
- •4.Осаждение серебром
- •Технологические особенности серебрения
- •Специальное применение гальванических покрытий на основе серебра
- •5.Осаждение золотом
- •Регенерация золота из электролитов и промывных вод.
- •Технологические особенности золочения
- •Литература
Введение
Применение металлических (гальванических) покрытий является одним из наиболее распространенных методов защиты изделий от коррозии в машиностроении и приборостроении. Качество металлических покрытий во многом определяет качество изделий, их долговечность, работоспособность и надежность в эксплуатации.
Гальванические покрытия служат не только средством защиты от коррозии, но также и способом повышения износостойкости деталей, электропроводности и других важных свойств поверхности.
Гальванические покрытия получают посредством выделения металлов из растворов их солей под действием электрического тока. Покрываемые детали служат катодами, а анодом — вспомогательный электрод, подключенный к положительному полюсу источника тока.
1.Подготовка металлической поверхности перед покрытием.
Одним из первых важнейших условий получения хорошего металлического покрытия является полная химическая чистота покрываемой поверхности.
Всякое изделие, как бы оно ни казалось чистым при наружном грубом осмотре, почти всегда содержит на своей поверхности какие-либо загрязнения, нарушающие процесс получения нормального гальваностегического покрытия. Подготовка поверхности деталей перед нанесением покрытий заключается в удалении с поверхности продуктов коррозии, окалины, жировых загрязнений, а также в устранении царапин, забоин и других дефектов поверхности с целью ее сглаживания.
Подготовка поверхности производится механическим, химическим или одновременно механическим и химическим способами.
Под механической очисткой разумеется операция удаления с поверхности изделий, главным образом изделий из черных металлов, шлама или темного налета, остающегося очень часто после травления. Кроме того механическая обработка изделий в виде шлифовки и полировки применяется специально для придания изделиям гладкого вида. Такой вид механической обработки не требует после себя дополнительной механической очистки, за исключением того случая, когда необходимо применять ручной способ обезжиривания поверхности после полирования (щетками с венской известью) и может заменить операцию травления. После шлифовки и полировки, как указано, в обязательном порядке следует операция обезжиривания и после нее декапирование. Само собой разумеется, что после каждой из операций производится тщательная промывка, изделий водой. Условия чистоты поверхности изделий требуют также очень внимательного отношения к этому виду работы.
Качество подготовки поверхности зависит не только от тщательной очистки изделий от жиров и окислов, но также и от того, насколько тщательно произведена промывка, их от остатков различных загрязнений и той среды, в которой производилась их очистка (щелочь или кислота).
Промывка изделий после обезжиривания должна, производиться, как необходимое условие, не в холодной, а в горячей, подогретой почти до кипения проточной воде. Горячая вода необходима для того, чтобы удалить оставшиеся на поверхности изделий мыла, или пленки эмульсий жиров (неомыляемых). Последние, как известно, в холодной воде затвердевают и могут остаться в виде твердой пленки, предохраняющей от плотного сцепления основного металла с покрытием. Эти пленки растворяются только в воде, подогретой до температуры кипения. Кроме того горячая вода, способствует более быстрому и легкому удалению с поверхности изделий самой щелочи.
Промывку следует производить для более полного удаления щелочи и остатков загрязнений в двух или трех водах, из которых первая, а лучше также и вторая должны быть подогреты до температуры 70—100°C. Нагревание воды осуществляется так же, как и нагревание щелочных растворов, посредством паровых змеевиков или электрическими грелками.
Если детали перед этим обрабатывались в каком-нибудь из органических растворителей, то для удаления последнего их следует высушить и подвергать промывке после предварительной обработки химическим или электролитическим способом в растворах щелочи или кислоты (в зависимости от характера предварительной обработки). Эта обработка необходима в тех случаях, когда, детали не требуют длительной протравы в кислотах для удаления толстых слоев окалины, например полированные, или вообще все детали, поступившие в гальванический цех после обработки на механических станках. Эти детали бывают покрыты, главным образом, жиром и маслом и не содержат на своей поверхности заметного количества окислов.
После травления детали также тщательно промываются в одной или нескольких водах. Температура воды в данном случае не обязательно должна быть повышенная, так как остатки кислот на поверхности металла почти одинаково легко отмываются как в холодной, так и в горячей воде.
После декапировки детали промываются также в двух или трех водах, причем после декапировки в щелочном растворе первая вода должна быть теплая, а остальные могут быть холодные. Необходимо следить за тем, чтобы детали после декапировки, а также и до нее были совершенно изолированы от каких-либо жировых и масляных загрязнений, в частности не допускаются прикосновения к ним голыми руками. В противном случае последующее покрытие будет непрочным и станет отслаиваться.
После травления деталей очень часто на их поверхности остаются частички шлама или темная серая пленка, получающаяся обычно в результате перетравления поверхности черного металла. Последнее зависит от сорта, железа или стали, а также от состава травильной смеси, режима работы и аккуратности выполнения данной операции.
Для освобождения поверхности изделий от подобных загрязнений производится обработка их щетками простой или мыльной водой, песком, известью, мелом, пемзой и т. п., вручную или механически на станках, барабанах или колоколах. Обычно после грубой обработки изделий для их очистки применяется смесь — густая кашица, состоящая из воды, извести и речного чистого песка или мела в отношении 1 : 3 или 1:2.
Обработка щетками вручную — довольно несовершенный прием работы и по производительности и по степени достигаемого качества очистки. Применяется он, главным образом, для особо тонких и изящных, иногда полированных изделий, идущих в небольшом количестве на покрытие. Для этих изделий в качестве очистительной смеси применяют большей частью кашицу из тонко размолотой венской извести.
Очистка на станках производится с помощью вращающихся стальных, реже волосяных, щеток различной формы в зависимости от рельефа и формы деталей. Часто пользуются щетками, только слегка увлажненными водой, но лучше применять щелочную воду или указанные выше смеси. В этом случае необходимо устройство к станкам особых приспособлении, защищающих их и рабочего от забрызгивания щелочной водой или жидкой массой. Для очень больших рельефных предметов применяют иногда щетки, укрепленные на длинном гибком валу — гибкий рукав. Мелкие детали лучше всего очищаются в барабанах, приводимых в движение моторами и делающих 5—20 об/мин. Барабаны делают гранеными или круглыми различно величины — длиной от 50 до 100 см и диаметром от 30 до 40—50 см. Иногда они имеют небольшой наклон в своей оси. Затвор у барабана должен быть плотным, герметичным. Их загружают до 1/3 или ½ объема песком равномерного зерна, к которому добавляют щелочной мыльной воды настолько, чтобы получилось однородное тесто. В это тесто помещают обрабатываемые предметы так, чтобы барабан заполнился примерно до 2/3 своего объема. В случае очистки деталей, имеющих сложные крутые профили или нарезку, не следует применять смеси, содержащие известь или мел, так как эти последние застревают плотной массой в углублениях и с трудом оттуда удаляются. Барабанным способом очень быстро, в течение 5—10 мин., достигается хорошая очистка поверхности. Последняя приобретает совершенно светлый стальной оттенок и слегка шероховатую форму.
После очистки тем или иным способом детали опять тщательно промываются в одной или нескольких водах и следуют затем на декапировку или прямо на покрытие.
Перед погружением изделий в гальваническую ванну не следует примерять промывку их в горячей воде. Промытые в горячей воде изделия очень быстро обсыхают и могут покрыться на поверхности окисной пленкой. Поэтому после указанной очистки от шлама или декапировки лучше промывать изделия непосредственно перед опусканием их в гальваническую ванну в холодной комнатной воде.
Если на деталях в углублениях поверхности остались следы приставшей очистительной массы, то их нужно протереть чистой влажной волосяной щеткой и затем как следует опять промыть.
В том случае, когда детали не сразу идут на декапировку или на покрытие, после очистки их нужно хранить в слабо щелочной воде, например в 3% растворе соды, поташа или извести. Полезно добавлять в такой раствор небольшое количество аммиака, а лучше хлористый аммоний, тяжелые пары которого, находясь над раствором, будут защищать поверхность деталей от окисления кислородом воздуха. Иногда применяют для хранения подкисленную воду, но этот прием менее удобен, так как такая вода будет разрушающе действовать на металл, в результате чего на поверхности железных изделий могут появиться опять частицы шлама. Перед покрытием детали, выгруженные из ванны для хранения, опять тщательно промываются и затем обязательно декапируются с последующей промывкой в холодной воде.
Во всех случаях воду для промывки, даже горячую, рекомендуется применять проточную. В том случае, когда после первой горячей промывки следует еще ряд промывок (1—3) в холодной воде, можно первую горячую воду не делать проточной, а лишь сменять ее периодически. Скорость перетекания или обмен воды в ванне за единицу времени устанавливается в зависимости от количества и поверхности пропускаемых деталей, объема ванны и пр. Обычно устанавливают обмен воды от 0,5 до 2-кратного за 1 час. Ванны делают по объему такие же, как обезжиривающие и травильные или несколько меньше. Материалом для промывных ванн служит дерево или железо, причем лучше употреблять дерево.