Metoda de aplicare a stratului de nichel pe piesele din oțel și cupru într-un electrolit de nichel


Proprietarii brevetului RU 2489525:

Societatea pe acțiuni deschisă "Fabrica de surse curente autonome" (RU)

Invenția se referă la industria electrică și poate fi utilizată în producția de baterii alcaline cu nichel-cadmiu. Metoda cuprinde electrolitul chimică și purificare electrochimică de nichel care conține sulfat de nichel, clorură de sodiu, acid boric, și aplicarea nichelare numitului electrolit, în care electrolitul este o purificare chimică se realizează prin reglarea electrolit soluție 5% de acid sulfuric până la pH 5,5 și încălzire la Temperatura de 80-90 ° C și aplicarea unui nichel electrolitic placare este realizată la un pH 3,5-5,5, în care electrolitul cuprinde suplimentar sulfat de sodiu și sulfat de magneziu la concentrațiile componentelor, g / l: sulfat de nichel 140-200, clorură de sodiu 5-15, acid boric 18-35, 70-125 sulfat de sodiu, sulfat de magneziu 20-50. Rezultatul tehnic: consum de energie redus proces nichelare, îmbunătățirea calității nichelare și o creștere de viață a componentelor în medii corozive.







Invenție „metodă de aplicare a nichelare pieselor din oțel și cupru din electrolit este nichel“ se referă la ingineria electrică și pot fi utilizate pentru producerea de baterii alcaline cu nichel-cadmiu.

Placarea cu nichel este cel mai popular proces de galvanizare. Aspectul atractiv, rezistența ridicată la coroziune și proprietățile mecanice vorbesc pentru utilizarea mai largă a nichelului cu scopuri decorative de protecție și funcționale. Nichelul aplicat direct pe oțel sau cupru este o acoperire catodică și, prin urmare, protejează împotriva deteriorării mecanice. Necontinuitatea acoperirii contribuie la formarea perechilor de coroziune în care oțelul sau cuprul sunt un electrod solubil. Acest lucru duce la coroziunea sub învelișul care distruge oțelul sau substratul de cupru și cauzele descuamarea nichelare. Pentru a preveni acest fenomen de cupru sau oțel care trebuie acoperit fără porozitate strat dens de nichel, astfel încât fabricarea de piese pentru baterii nichel-cadmiu gros strat de nichel acoperit cu detaliile care sunt expuse la medii agresive.

O metodă este cunoscută de nichel elemente [1], în care nichel electrolitic placare expuse produse din oțel și a aliajelor pe bază de cupru, zinc și aluminiu în electrolit acid sulfuric suplimentat cu înălbitori speciale, în care acoperirea multistrat este aplicată pentru protecția împotriva coroziunii.

Dezavantajele acestei metode sunt complexitatea, malotehnologichnost, incapacitatea de a obține acoperire uniformă de nichel pe suprafața pieselor de relief și nichel găuri, cavități, fante, conexiuni înguste și adânci filetate.

Metoda cunoscută [2] piese de nichel realizate din aliaje de oțel, cupru și cupru, care cuprinde depunerea pe catod, ca care este produsul de ioni metalici încărcați pozitiv din soluții apoase și compuși prin trecerea printr-o soluție de DC, procesul de nichelare este realizată cu anozi insolubili din metal sau aliaj metalic stabil în electrolit, electrolitul este turnat în baie, se încălzește la 45 ° C și se lucrează electrolit la o densitate de curent de 0,1-0,2 a / dm 2. distanţa dintre anod și catod setul la 10 la 100 mm, sarcina pieselor se realizează la un curent de 0,1-0,2 A / dm 2 și cel puțin umplerea amperajul componentele băii se ridică la nivelul cerut, rata acumulării de nichel cu un randament de curent de 90% este de la 20 până la 40 m / h, la o densitate de curent de 2-4 a / dm 2 de la părțile de capăt ale procesului de nichelare este descărcat din baie, se spală în apă rece și apoi în apă stătătoare fierbinte, urmată de uscare.

Metoda cunoscută este, de asemenea, o muncă intensă, netehnologichen nu permite să se obțină un strat de nichel uniform pe elemente de configurație complexă și calitatea terenului acoperiri de nichel electrolitic depind de pregătirea suprafeței atentă și disponibilitatea unor defecte lungi și fisuri în părțile de suprafață.

Cea mai apropiată soluție tehnică la propuse și adoptate ca prototip, deoarece o metodă în care electrolitul de nichelare este preparat mai întâi, și apoi tratarea chimică se realizează electrolit ajustarea pH-ului la 5,0 cu soluție 20% de acid sulfuric și încălzirea electrolitului la o temperatură de 65-70 ° C, și apoi transportate în electrolit care administrează inițial 0,3-0,5 g / l de permanganat de potasiu și agitare timp de 2-3 ore, și apoi 3 g / l de cărbune activat și agitare timp de 5-7 ore, și în electrochimică Electrol elaborare purificare ita începe la o densitate de curent catodic de 0,05-0,1 A / dm 2 și o temperatură de 50 ° C și apoi se ridică brusc la 0,6 A / dm 2 și după aplicarea elementelor straturi nichel clătit cu apă rece și caldă, și uscat [3].

Un dezavantaj al acestei metode este că tehnologia complicată de purificare și introducerea aditivilor în nichel electrolitic prin acest proces, de mare intensitate a muncii și a consumului de energie pentru amestecarea și filtrarea electrolitul de nichelare conduce la o creștere a costului final al pieselor placate cu nichel.

Un obiectiv al invenției este acela de a furniza o metodă rentabilă de a aplica nichelare la piesele din oțel și cupru din electrolit este de nichel pentru a fi utilizat la fabricarea bateriilor nichel-cadmiu cu caracteristici ciclice și resurse ridicate.







Metoda inventivă a aplicării nichelare la piesele din oțel și cupru din electrolit prin formarea unei nichelare nichel electrolit care conține sulfat de nichel 140-200 g / l, sulfat de sodiu 70-125 g / l, clorură de sodiu 5-15 g / l boric și Acid 18-35 g / l, nichel chimic placare purificare electrolit în creștere soluția 5% de acid sulfuric până la pH 5,5 și încălzirea la o temperatură de 80-90 ° C, curent electrolit elaborarea, aplicarea unui strat de nichel de nichelare electrolit cu acid STI egal cu pH 3,5-5,5 și care conține în compoziția sa un aditiv de sulfat de magneziu la o concentrație de 20-50 g / l

Metoda propusă de aplicare a stratului de nichel pe piesele de oțel și de cupru din electrolitul nichelului este după cum urmează.

Se cântărește cantitatea necesară de sulfat de nichel, sulfat de magneziu, clorură de sodiu și acid boric. Componentele sunt turnate în rezervor pentru prepararea electrolitului de nichel. Ulterior, în rezervor se toarnă 480 litri de soluție de hidroxid de sodiu cu o temperatură de 20 ± 5 ° C. Apoi, nichel electrolit rezervor de preparare a turnat în apă distilată până la 3 4 volum al rezervorului și se amestecă timp de 20 de minute de lucru cu aer comprimat, după care-nichelare electrolitică este supus chimic și curățarea electrochimică a impurităților organice și anorganice, în care tratamentul chimic din electrolit se toarnă cantitatea calculată soluţie de acid sulfuric 5%, ajustat la pH 5,5 și se încălzește la 80-90 ° C pentru a realiza precipitarea completă a nichelare electrolit este amestecat timp de 2-3 ore cu aer comprimat. În continuare se toarnă în apă distilată la volumul de lucru al rezervorului de aer comprimat și se agită în continuare timp de 30-40 minute. Apoi nichelare electrolitică să stea timp de 2-6 ore, electrolitul supernatant este filtrat printr-o unitate de filtrare în baia de lucru. Ulterior purificare electrochimică este realizată pentru a îndepărta impuritățile din cupru, fier, zinc și plumb, pentru care pH-ul electrolitului este ajustat la 2-2, și 5 unități de soluție 5% de acid sulfuric, după care tijele anodului sunt plasate pe anozi de nichel bazat pe un anod 0 , 5-0,6 m lungime a tijei, iar catodul tije numărul maxim de catozi realizați din tablă de oțel, de curățare este realizată la un curent catodic de 0,2 a / dm 2 și o densitate la 40 ± 10 ° C timp de 4-5 ore, apariția Acoperirea ușoară cu nichel pe plăcuțe indică finalizarea procesului de curățare și. După terminarea nichelare proces de purificare electrolit este ajustat cu 3% KOH la un interval de operare și începe să lucreze.

Ca anozi se folosesc anozi de noduri de tip NPA1, НPA2, НПАН, НПАНЭ.

sulfat de nichel - 140-200 g / l;

sulfat de sodiu - 70-125 g / l;

sulfat de magneziu - 20-50 g / l;

clorură de sodiu - 5-15 g / l;

acid boric - 18-35 g / l;

fier - nu mai mult de 0,1 g / l;

zinc - nu mai mult de 0,01 g / l;

plumb - nu mai mult de 0,01 g / l;

cupru - nu mai mult de 0,02 g / l;

Controlul calității acoperirii cu nichel se realizează prin inspecția externă a pieselor și verificarea respectării regimului tehnologic în procesul de acoperire.

Procesul de placare cu nichel se realizează în băi de oțel acoperite cu folie de plastic. Dispozitivele de suspensie au un contact sigur cu piesa și cu tija. Înainte de începerea procesului de placare cu nichel, tijele sunt curățate temeinic, sistemul de încălzire și agitare a electrolitului este pornit. Când temperatura ajunge la 40 ° C, încălzirea și amestecarea sunt oprite, iar numărul estimat de piese este suspendat astfel încât să nu intre în contact unul cu celălalt. Anodurile anodice o dată pe lună sunt scoase din huse, curățate cu perii de sârmă la o strălucire metalică și spălate cu apă.

Rata de creștere de nichel cu un randament de curent de 90% de 7-9 microni / oră la o densitate de curent de 0,5-1 A / dm 2. După detaliile procesului de nichelare sunt evacuate din baie, se clătește cu apă curentă rece și apoi în apă caldă necurată cu uscare ulterioară.

Aplicarea stratului de nichel are loc la o temperatură de 20-40 ° C și densitatea de curent 0,5-1 A / dm 2. Anozii utilizați în mărcile de baie de prelucrare NPA1, NPA2, NPAN, NPANE și oprirea în coperțile materialului COP-34. Raportul dintre anod și catod suprafețele 2: 1 maximizează productivitatea și cea mai bună calitate a nichelare.

Îndepărtarea acoperirilor de nichel substandard din părți se efectuează chimic într-o soluție formată din două volume de acid azotic și un volum de acid sulfuric.

Temperatura de selectare electrolit încălzire și aciditate în timpul curățării chimice, precum și intervalul de lucru al acidității nichelare electrolitică în timpul acoperirii și concentrația aditivilor sulfat de magneziu sunt dictate de următoarele considerente.

Atunci când temperatura de încălzire a nichelului electrolit sub 80 ° C este de dizolvare incompletă a tuturor componentelor electrolitului nichelare (în special acid boric), care duce la imposibilitatea utilizării acestuia, și la o temperatură de încălzire de peste 90 ° C determină utilizarea ineficientă a energiei și, prin urmare, crește costul pieselor placate cu nichel.

Said nichelare aciditate electrolit egal cu pH 5,5, este optimă pentru curățarea chimică și utilizarea corectă a materialelor costisitoare în pregătirea și prelungi, de asemenea, băile de viață de lucru cu electrolit nichelare.

Atunci când se operează aciditatea pH-ului electrolit mai mic de 3,5 este format cu o multitudine de fisurare de acoperire strălucitoare și evoluție excesivă hidrogenului la catod, ceea ce atrage după sine deteriorarea stratului de nichel, din cauza lipsei de grosime și porozitate ridicată și la funcționare electrolit mai mare aciditate pH 5, 5, electrolitul este alcalinizat pentru a forma nămolul de hidroxid de nichel în compoziția de acoperire.

Concentrația specificată a aditivului de sulfat de magneziu egal cu 20-50 g / l este optimă pentru realizarea procesului de placare cu nichel și pentru producerea unor depuneri mai ușoare, ușor și lustruite.

Avantajele metodei sunt de a reduce consumul de energie și costul procesului de placare cu nichel, pentru a îmbunătăți calitatea nichelare și creșterea duratei de funcționare cu aproape un ordin de mărime în comparație cu metodele convenționale de acoperire prin reducerea temperaturii de lucru a electrolitului la nichel 5-10 ° C, în ceea ce privește stadiul tehnicii, utilizarea sulfatului de magneziu și Marci de anozi de nichel NPAN și NPANE care reduce consumul de materiale scumpe în bordajul de nichel este de 49%.

Utilizarea acestei invenții în industrie face posibilă creșterea proprietăților protectoare și decorative ale pieselor placate cu nichel, care implică producerea de baterii nichel-cadmiu și baterii bazate pe acestea cu caracteristici de înaltă performanță.

1. Yampolsky A.M. Tehnologia moderna de placare cu nichel, L. 1950

2. Liner VI Galvanizare moderna. M. 1967

O metodă de aplicare a nichelare la elementele din oțel și alamă, inclusiv chimice și electrochimice electrolit purificare nichel care conține sulfat de nichel, clorură de sodiu, acid boric, și aplicarea nichelare numitului electrolit, în care electrolitul este o purificare chimică se realizează prin reglarea electrolitului 5% soluţie de acid sulfuric până la pH 5,5 și încălzire la 80-90 ° C, iar stratul de nichel este efectuată la pH 3,5-5,5 electrolit, în care electrolitul conține suplimentar um sulfat de sodiu și sulfatul de magneziu cu concentrații ale componentelor, g / l:







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: