Расчет участка осаждения двойного покрытия медь-никель

[Cu(P2O7) 2] 6- , которые существуют при рН 7,5 – 9,5.

Введение в электролит лимонной кислоты, NH4OH и других добавок улучшает работу анодов и способствует повышению допустимой плотности тока при относительно высоком выходе меди по току (близок к 100%).

Для осаждения никеля используется простой сернокислый электролит.

NiSO4*7H2O – 250 ¸ 300 г/л.

NаCl – 10 ¸ 15 г/л.

Н3ВО3 – 30 ¸ 40 г/л.

1,4-бутиндиол – 1,0 ¸ 1,5 г/л.

Формальдегид – 0,01 ¸ 0,05 г/л.

Хлорамин Б – 2,0 ¸ 2,5 г/л.

ОС-20 – 2 ¸ 5 мл/л.

Электролиз ведется при температуре 45 ¸ 60 °С, iк – 3 ¸ 5 А/дм2. Анод – никель. рН электролита 4,5 ¸ 5,5.

Электроосаждение никеля проходит при повышенной катодной и анодной поляризации. При пассивации анодов уменьшается концентрация ионов никеля в прикатодном пространстве. Это приводит к снижению выхода по току. Введение ионов Cl- снижают анодную поляризацию, т.к. Cl-  разряжаясь на аноде,  растворяют пассивную пленку и снижают анодную поляризацию. Но, повышенное содержание ионов Cl- увеличивают растворимость анодов, что приводит к нестабильности работы ванны и повышению рН катодного пространства. Поэтому необходимо контролировать содержан хлорид-аниона в электролите.

При осаждении никеля из кислых электролитов на катоде выделяется водород. Из-за этого в прикатодном пространстве повышается рН, что приводит к образованию хрупких и шероховатых осадков.

Увеличение кислотности также приводит, также, к снижению выхода по току (из-за расхода энергии на разряд Н+). Выделение водорода приводит к образованию пористого шероховатого осадка с питтингом. Поэтому никелирование проводят при рН 4,0 – 5,5.

Для приготовления электролита необходимо в течение 2 – 4 часов промывать ванну 3 – 5% раствором кислоты при t – 50 – 60˚С. затем слить раствор и промыть ванну дистиллированной водой.  Залить ванну наполовину водой и подогреть до 70˚С. Засыпать ванну необходимое количество борной кислоты, растворить перемешивая. Затем засыпать NiSO4*7H2O и NaCl и растворить. Долить воду до рабочего уровня и засыпать блескообразующие добавки. Откорректировать рН, добавляя кислоту или карбонат никеля.

6.    Сушка.

Проводится после окончательной промывки деталей (после осаждения покрытия). Представляет собой обдувку теплым (t – 60 – 70˚С) воздухом. Проводится в сушильном шкафу.


1.2 СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.

№ п/п Операция Состав раствора, г/л. Температура, ˚С.

Плотность тока, А/дм2.

Продолжительность операции, мин.
1 Химическое обезжиривание NaOH 30 60 – 80 -

 

5 – 20

Na3PO4

20

Na2SiO3

15
Синтанол ДС-10 2
22 Эл.Хим. обезжиривание NaOH 20 60 – 70 2 – 10 10

Na3PO4

30

Na2SiO3

30
Синтанол ДС-10 2
3 Горячая промывка  1-я ступ.

Н2О

50 – 60 - 0,5
4 Холодная промывка  2-я ступ.

Н2О

20 - 0,5
5 Активация H2SO4 120 45 – 80 - 2
6 Холодная промывка

Н2О

20 - 0,5
7 Осаждение меди

CuSO4*5H2O

80 40 1,5 38

K4P2O7

350

NH4OH

2

C6H8O7*H2O

20
8 Холодная промывка

Н2О

20 - 0,5
9 Горячая промывка

Н2О

50 – 60 - 0,5
10 Осаждение никеля

NiSO4* 7H2O

300 50 3 15
NaCl 15

Н3ВО3

40

№ п/п Операция Состав раствора, г/л. Температура, ˚С.

Плотность тока, А/дм2.

Продолжительность операции, мин.
110 Осаждение никеля 1,4- бутиндиол 1,5 50 3 15
Формальдегид 0,05
Хлорамин-Б 2,5
ОС-20