Цель гальванических покрытий алюминия и его сплавов — сочетать ряд ценных свойств основного металла (сплава) и покрытия. Для защитно-декоративной отделки изделий из алюминия и его сплавов прибегают к нанесению комбинированных покрытий медь — никель — хром или никель — хром.
В целях защиты от механического износа наносят сравнительно толстые покрытия из хрома, для сообщения антифрикционных свойств наносят покрытия из сплава свинец — олово или медь — олово. Для облегчения и ускорения процесса пайки алюминиевых изделий наносят оловянные, свинцовооловянные или серебряные покрытия.
Последние используют также для уменьшения переходного сопротивления в местах контактов. Латунные покрытия обеспечивают прочное сцепление алюминия с резиной при горячем прессовании. Для защиты от заедания резьбовые алюминиевые детали цинкуют. Кадмированию подвергают узлы, в которых алюминиевые детали сопряжены со стальными, медными и другими деталями, в контакте с которыми усиливается коррозия.
Выгодно ли плавить алюминиевые банки?
Различные детали электронных приборов подвергают серебрению, золочению, покрытию платиновыми металлами и их сплавами.
Специфические трудности нанесения гальванических покрытий на изделия из алюминия и его сплавов связаны с наличием на их поверхности естественной окисной пленки, препятствующей прочному сцеплению между основой и покрытиями. Кроме того, сильно электроотрицательное значение потенциала алюминия, освобожденного от окисной пленки, приводит к вытеснению ионов покрываемого металла до начала прохождения электрического тока через раствор электролита, что тоже нарушает сцепление между покрытием и основой. Преодоление этих трудностей достигается специальными методами подготовки поверхности покрываемых изделий.
Наиболее распространенными методами подготовки поверхности алюминиевых изделий перед нанесением гальванических покрытий являются следующие: 1) цинкатный, 2) анодирование в фосфорной кислоте, 3) предварительное электролитическое осаждение тончайших цинковых или латунных покрытий.
Цинкатный метод подготовки поверхности алюминиевых изделий сводится к их кратковременному погружению (на 30—60 с) в раствор цинката натрия. Окисная пленка при этом растворяется и изделия покрываются тонкой пленкой цинка (0,1—0,15 мкм), предупреждающей поверхность от повторного окисления. При этом протекают следующие реакции. На анодных участках:
Al + ЗОН- →Al(ОН)3 + Зе,
Al(OН)3 → AlO2 + H2O + Н+
На катодных участках:
Zn(OH)4 → Zn2+ + 40H-,
Zn2+ + 2e → Zn,
2Н+ + 2e → 2H → H2.
Вследствие высокого перенапряжения водорода на цинке последняя реакция затруднена и образование цинковой пленки на поверхности алюминиевых изделий не сопровождается заметным выделением водорода.
Чем тоньше и плотнее цинковая пленка, тем больше прочность сцепления алюминиевой основы с гальваническим покрытием. Получению плотной пленки способствует введение в цинкатный раствор, помимо основных компонентов (окиси цинка и едкого натра), хлорного железа и сегнетовой соли, а также азотнокислого натрия. Ниже приводятся рекомендуемые составы цинкатных растворов (г/л) и их режимы:
Когда открылась эта правда, волосы стали дыбом. Как добывают золото из глины? (А алюминий)
Двукратное цинкование методом погружения часто обеспечивает лучшее сцепление между алюминиевой основой и гальваническим покрытием. После 10—15-сек выдержки в цинкатном растворе изделия промывают в воде и переносят в раствор азотной кислоты, разбавленной водой в отношении 1 : 1 для удаления цинкового покрытия. После тщательной промывки в воде изделия вновь погружают в цинкатный раствор.
Ниже приведена схема процесса нанесения гальванических покрытий на алюминиевые сплавы при подготовке их поверхности по цинкатному способу:
Для подготовки поверхности алюминиевых сплавов, легированных магнием, к нанесению гальванических покрытий рекомендуется погружать их в раствор сульфата цинка в присутствии фтористоводородной кислоты или в раствор фторбората цинка. Ниже приводятся составы этих растворов (г/л) и режимы:
1) ZnSO4·7H2O . 720
HF (48%-ная), % (объемн.) . . 3,5
Температура, °С. 50
Продолжительность, с . . . . 20—60
2) Zn(BF4)2. 75
рН. 3,0
Продолжительность, с. 30
Анодирование в фосфорной кислоте применяют в США для алюминиевых сплавов, легированных медью и марганцем перед гальваническим меднением. Образующаяся при анодировании в фосфорной кислоте окисная пленка более тонка и более пориста, чем при анодировании в серной кислоте, но та часть пленки, которая обращена к алюминиевому сплаву (так называемый барьерный слой), толще, чем в серной кислоте. Поэтому анодирование в фосфорной кислоте проводят при повышенном напряжении (30—60 В).
Концентрация фосфорной кислоты колеблется в пределах 250—500 г/л, температура 25—30° С, плотность тока 1,0—2,0 А/дм 2 , продолжительность анодирования около 10 мин, толщина окисной пленки примерно 3 мкм.
При анодировании в фосфорной кислоте встречается тем больше затруднений, чем чище алюминий: для нелегированного алюминия трудно обеспечить хорошее сцепление с гальваническим покрытием.
Рекомендуется первые слои меди осадить в пирофосфатном электролите при значениях рН = 7÷8 (рис. 122).
Рис. 122. Микрофотография алюминиевого образца, подвергнутого анодированию в фосфорной кислоте и последующему меднению и никелированию
Металл на оксидированном в фосфорной кислоте алюминии начинает осаждаться в порах в виде тонкодисперсных волокон, которые потом срастаются между собой, перебрасывая мостки чрез пленку. То обстоятельство, что сама окисная пленка прочно сцеплена с основой, обеспечивает также прочное сцепление с гальваническим покрытием.
В Англии и США широко применяют так называемый фогт-процесс, заключающийся в предварительном нанесении на алюминиевые изделия тончайших цинковых и латунных покрытий. Ниже приводятся составы электролитов (г/л) и их режимы для ванн цинкования (I) и латунирования (II):
По этой схеме обезжиренные изделия после промывки травят в течение 5 с в 5%-ной HF и осветляют в HNO3 (1 : 1). После тщательной промывки изделия подвергают гальваническому покрытию с минимальными перерывами между операциями по схеме: цинкование — промывка в проточной воде — латунирование — промывка — нейтрализация в слабом растворе винной кислоты — никелирование (в электролите без хлоридов) — промывка в холодной и горячей воде — демонтаж с подвесок — нагрев при 200—250° С в течение 30 мин.
Изделия завешивают в ванну под током и в течение 2 мин поддерживают плотность тока 2,5 А/дм 2 , после чего ее снижают до 1,25 А/дм 2 , по крайней мере в течение 3—5 мин. В дальнейшем можно при этом режиме наращивать слой меди до требуемой толщины, или после промывки в воде переносить изделия в медную кислую ванну.
Защитно-декоративное хромирование подготовленных по цинкатному методу изделий по схеме Ni—Cr или Ni—Cu—Ni—Cr можно осуществлять и без нанесения первого слоя меди или латуни в цианистых электролитах. Для этой цели можно по цинковой пленке наносить никель из обычного электролита, или из более подходящего для этой цели электролита состава (г/л):
NiSO4·7H2O. 100
Na2SO4·10H2O. 15
H3ВO3. 10
Лимоннокислый натрий . 15
Температура электролита 40—45° С; плотность тока 1,5—2 А/дм 2 ; рН~5,6. Прочное сцепление никелевого покрытия с алюминиевой основой обеспечивается только в результате 30-мин нагрева при температуре 200—250° С. Для предупреждения от окисления поверхности нагрев рекомендуется осуществлять в печи с инертной атмосферой в техническом касторовом масле или в вакууме. Если такой нагрев связан с трудностями, то перед нанесением на никель других гальванических покрытий тонкий слой окислов может быть удален либо полировкой, либо травлением в смеси серной и азотной кислот. Для легких условий эксплуатации можно ограничиться слоем никеля толщиной 10 мкм с последующим хромированием на толщину до 1 мкм; для жестких условий рекомендуется суммарная толщина покрытия Ni— Cu—Ni 50 мкм с тонким слоем хрома.
Износостойкому хромированию часто подвергают двигатели цилиндров (например, мотоциклов) из кремнистых алюминиевых сплавов. После обезжиривания в щелочном растворе и промывки следует 1—2-мин травление при температуре, не превышающей 15° С, в смеси HF : HNO3 в отношении 1 : 5. Хромирование осуществляют в обычном электролите при температуре 60±2°С по режиму: первые 5 мин при плотности тока 35—45 А/дм 2 , вторые 5 мин 45—65 А/дм 2 , остальное время 65—80 А/дм 2 .
Гальваническое лужение или покрытие свинцовооловянным сплавом (для облегчения и ускорения процесса пайки), подготовленных по цинкатному методу изделий осуществляют в обычных электролитах после никелирования и 30-мин прогрева или после меднения в цианистом электролите.
Цинкованию алюминиевые изделия подвергают сравнительно редко; лучшие результаты получаются после цинкатной обработки и электролитического цинкования в щелочно-цианистых электролитах.
Кадмирование применяют для защиты от контактной коррозии узлов, в которых алюминиевые детали сопрягаются с деталями из других металлов. Прочное сцепление кадмиевых покрытий с алюминиевой основой может быть обеспечено после предварительной одноминутной катодной поляризации при плотности тока 2,5 А/дм 2 в разбавленном по содержанию кадмия электролите и последующего кадмирования в рабочем электролите при плотности тока 1,5—3 А/дм 2 в течение времени, необходимого для осаждения слоя кадмия заданной толщины. Ниже приведены составы (г/л) рекомендуемых электролитов для предварительного покрытия (I) и рабочего электролита (II):
I II
Cd. 7,5 27
NaCN. 60,0 100
Помимо основных компонентов, в рабочий электролит вводят блескообразователь. Можно также кадмировать алюминий по медному или цинковому подслою после цинкатной обработки.
Серебрение алюминия осуществляют для повышения электропроводности и, в частности, для уменьшения переходного сопротивления в местах контактов. После цинкатной обработки изделия серебрят последовательно в трех ваннах с постепенно возрастающей концентрацией серебра и убывающей концентрацией свободного цианида. В первых двух ваннах изделия выдерживают по 10—15 с при плотности тока 1,5—2 А/дм 2 . В этих ваннах выход металла по току небольшой и наблюдается интенсивное выделение водорода. В третьей ванне поддерживается плотность тока 0,5 А/дм 2 и процесс длится до получения слоя серебра заданной толщины. Ниже приводятся составы серебряных электролитов этих трех ванн (г/л):
I II III
Ag CN 1 5 30
К CN 90 68 60
Для легких условий эксплуатации можно ограничиться толщиной серебряного слоя 12,5 мкм, для средних условий эксплуатации 25 мкм, а для жестких условий 50 мкм.
Покрытие другими драгоценными металлами. Различные детали электронной аппаратуры, автоматики и телемеханики в зависимости от условий эксплуатации подвергают золочению или покрывают металлами платиновой группы. Золочение осуществляют после цинкатной обработки и нанесения медного подслоя из цианистого электролита или никелевого подслоя с последующим 30-минутным нагревом. Толстые золотые покрытия (до 25 мкм) могут быть получены из цианистого электролита (8 г/л Au, 20 г/л KCNсвоб, 20 г/л K2НPO4 и 20 г/л K2СO3) при температуре 65—70 °С и плотности тока 0,3—0,5 А/дм 2 . В последнее время успешно применяют так называемые кислые цианистые электролиты золочения примерного состава (г/л) и режим:
Золото (в виде дицианоаурата калия) . 10
Калий лимоннокислый. 80
Лимонная кислота . 20
рН. 5,5-6
Температура, °С. 70
Плотность тока, А/дм 2 . 0,5
Для повышения твердости и износостойкости золотых покрытий рекомендуется в электролит вводить 15 мг/л сурьмы в виде калия сурьмяновиннокислого. Покрытие при этом содержит до 1 % Sb, микротвердость достигает 180 кгс/мм 2 .
Все гальванические покрытия за исключением цинка катодны по отношению к алюминию, т. е. защищают его от коррозии только при условии отсутствия пор в покрытии. Беспористые покрытия обычно получаются в слоях достаточной толщины и при соблюдении правильного режима технологического процесса. Если алюминиевые детали эксплуатируются в условиях смазки, в сухой атмосфере или вакууме, то порами в покрытиях можно пренебречь.
В СССР и за рубежом промышленное применение получило лужение алюминиевых поршней (для целей притирки) методом погружения их в раствор станната натрия или калия. Поршни обезжиривают по одному из методов, принятых для алюминиевых сплавов.
После промывки в воде их погружают на 20 с в разбавленную в отношении (1:1) азотную кислоту, вновь промывают в воде и на 3—4 мин погружают в раствор, содержащий 45—70 г/л Na2Sn(OH)6 или K2Sn(OH)6 при температуре 50—75° С. Вынутые из раствора станната поршни промывают в холодной и горячей воде. Толщина оловянного покрытия при таком режиме примерно 5 мкм, цвет покрытий белый, матовый.
Станнат калия несколько дороже станната натрия, но растворы его более устойчивы и менее подвержены гидролизу. Оловянные покрытия, полученные методом погружения в раствор станната, недостаточно сцеплены с основой, чтобы изделия с такими покрытиями можно было подвергать пайке. Они не могут служить также промежуточным слоем для последующего электролитического осаждения олова. Для пайки необходима цинкатная обработка поверхности (или другая из приведенных выше) с последующим нанесением подслоя меди или никеля.
Защитные покрытия металлов
- Подготовка поверхности
- Электролитическое и химическое полирование металлов
- Электрохимическое выделение и растворение металлов и сплавов
- Макро- и микрорассеивающая способность электролитов. Выравнивание поверхности
- Цинкование
- Кадмирование
- Лужение
- Свинцевание горячее и электролитическое
- Алюминирование
- Меднение
- Никелирование
- Хромирование
- Гальванические покрытия драгоценными металлами
- Гальваническое покрытие легких металлов и сплавов
- Химическое оксидирование металлов и сплавов
- Фосфатирование
- Обезвреживание сточных вод
- Металлургия
Источник: www.stroitelstvo-new.ru
Покрытие алюминия золотом
Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования
Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий
Создать аккаунт
Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!
Войти
Уже зарегистрированы? Войдите здесь.
- Войти через Facebook
- Войти через Twitter
- Войти через Google
Подписчики 0
Похожие публикации
Коллеги, доброго времени суток!
Столкнулись с проблемой покрытия деталек из В95 покрытием Ан.окс.н.в. На фотографиях видно дефекты. Подскажите с чем это может быть связано?
Большинство деталей пришли глянцевые, частично матовые, частичного полосатые. Специалист фирмы проводившей гальванику, утверждает что матовые и глянцевые — это разный химсостав проката, а полосатые — это не снятый плакировочный слой, но следы фрезерной обработки присутствуют.
Московский Энергомеханический Завод ДКРЭ ОАО «РЖД» ищет химика-гальваника.
Обязанности:
Знать процессы цинкования и никелирования Оксидирование Травление Параметры и подбор электрических режимов Ведение учета Наличие хим. реактивов Требование:
Высшее химическое образование
Условия:
· Открытая позитивная атмосфера в коллективе и командная поддержка профессионалов.
· Оформление в соответствии c ТК РФ.
· Постоянная полная занятость 5/2.
· Рабочий день: с 8.00 до 17.00 (пятница — до 15.45).
· Работники завода обеспечиваются льготами в соответствии с социальным пакетом ОАО «РЖД».
· Предоставляется бесплатное добровольное медицинское страхование.
· Возможности корпоративного обучения и продвижения по службе.
· Оплата спортзала.
· Бесплатный проезд в пригородных электропоездах от места жительства до места работы.
· Оформление бесплатного проезда в пригородных электропоездах в двух направлениях от Москвы на расстояние 150 км.
· Бесплатные проезд по территории России в купейных вагонах поездов дальнего следования один раз в год.
· Оформляется корпоративная негосударственная пенсия.
· Оплачиваемый отпуск: 28 календарных дней.
Если Вы Постоянно нуждаетесь в гальванике, но Вам надоели срывы сроков, неудовлетворительное качество покрытия, высокие цены и Вы задумались об открытии собственного гальванического цеха — покорный слуга к Вашим услугам.
Организуйте собственную гальванику у себя на производстве:
Помогу с организацией процесса и запущу в работу гальваническую линию с нуля, обучу персонал, проконсультирую по всем вопросам.
Немного о себе: дипломированный инженер-технолог, специалист по гальваническим покрытиям с большим опытом в сфере гальванотехники.
Успешно запустил в работу несколько бюджетных гальванических линий цинкования, меднения, никелирования, хромирования в различных регионах России.
Стоимость запуска линии зависит от требуемого покрытия и производительности линии. Есть опыт организации гальванического производства с нуля в помещениях от 5 до 100 м2 как на различных предприятиях так и «в гараже». Выезд в любой регион РФ.
Также осуществляю технологическую поддержку и консультацию по гальваническим покрытиям:
Подготовка поверхности различных металлов, стали, меди, алюминия
Металлизация пластмасс
Цинкование: кислое, щелочное (с радужной и бесцветной пленками)
Меднение: сернокислое, пирофосфатное
Никелирование: химическое и сернокислое
Хромирование, серебрение
Оксидирование, фосфатирование
Гальванопластика: обучение и мастер классы
P.S. Не занимаюсь нанесением покрытий
подскажите как снимаете никель со стали ? многое перепробовали , также цкн-32 например — очень плохо снимает
Источник: forum-galvanik.ru
Анодирование алюминия в домашних условиях
Известно, что алюминий на открытом воздухе окисляется. Визуально это проявляется в виде потемнения поверхности, на которой образуется хрупкий слой окисла. Одним из недостатков этого слоя является его уязвимость к механическим воздействиям. Для защиты окисленной поверхности от истирания прибегают к методу под названием «анодировка алюминия». Об этом и пойдет речь далее.
Анодировка алюминия — что она дает?
Что происходит с алюминием после его анодирования с помощью соли и воды? Давайте перечислим все положительные стороны этой операции:
- поверхностный слой металла становится более прочным;
- визуально поверхность становится еще глаже, исчезают царапины, сколы и т.п.
- на детали из анодированного алюминия хорошо ложится краска;
- алюминиевое изделия после анодирования смотрится весьма презентабельно;
- становится возможным имитировать разные металлы, такие как серебро, золото или платину.
Плюсы и минусы твердого анодирования алюминия
Существует 2 основных способа анодирования алюминия в домашних условиях: теплый и холодный (твердый). Первый вариант более сложен и реализовать его у себя дома весьма проблематично. Зато холодный способ прекрасно зарекомендовал себя у домашних умельцев. Процессу присущи как положительные, так и отрицательные стороны.
К однозначным плюсам можно отнести достижение защитной твердой пленки на поверхности металла, обладающей отличными прочностными показателями. Кроме этого, полученный слой дополнительно обладает отменной устойчивостью к коррозии.
Но имеется и заметный минус — изделие не поддается окраске органическими красителями. Краска мало того, что неравномерно покрывает изделие, так еще и не удерживается на ней. Компенсируется этот недостаток тем, что во время анодировки алюминий изменяет цвет и можно выбрать наиболее подходящий (от зеленоватого до кардинально серого).
Что требуется для анодирования алюминия своими руками?
Для проведения процедуры анодирования вам понадобятся следующие инструменты и материалы:
1. Ванночки из пластика (либо стеклянные) для получения раствора
2. Провода соединительные (только алюминиевые)
3. Источник электрического напряжения с +12 В на выходе
4. Амперметр
5. Если используется источник с большим выходным напряжением, для его понижения нужно подключить реостат
Этапы анодирования изделия
Процесс анодировки включает в себя несколько этапов. Перед тем, как приступить к описанию поэтапного анодирования у себя дома, полезно будет ознакомиться с основами промышленного варианта. В заводских условиях применяется раствор серной кислоты. В процессе химической реакции обильно выделяются газы. Они не только токсичны, но и взрывоопасны.
Поэтому хорошей альтернативой можно считать другую технологию, пригодную для самостоятельного использования. О ней и пойдет разговор дальше.
1. Приготовление растворов
Холодное анодирование происходит с использованием 2-х растворов: солевого и содового. Готовить их нужно только на дистиллированной воде, предварительно подогретой до 40-50С. Раствора соды нужно приготовить в 9 раз больше, чем солевого. Поэтому заранее нужно позаботиться о вместительной емкости.
Сначала нужно налить в подготовленную емкость подогретую воду, а затем добавлять в нее соль. Раствор должен получиться однородным, поэтому его следует постоянно помешивать. В другую емкость с водой нужно добавить соду. Как только начнет образовываться осадок, полученные растворы процеживают. Желательно больше 2-х раз. На выходе должна получиться чистая и прозрачная жидкость.
Для анодирования берется одна часть солевого раствора и 9 частей содового.
2. Подготовка алюминиевого изделия к анодированию
Поверхность изделия необходимо хорошо отшлифовать, а затем обезжирить (например, спиртом).
3. Как анодировать?
Изделия из алюминия (или несколько изделий) помещаются в емкость так им образом, чтобы они полностью погрузились в раствор. Кроме этого, заготовку нужно закрепить на проводах так, чтобы она не касалась стенок ванночки или её дна. К детали следует присоединить «плюс» источника напряжения, а в раствор окунуть «минус». Далее нужно подать ток и наблюдать за изменением цвета заготовки.
Когда желаемой цветовой оттенок будет достигнут, подачу напряжения прекращают. Изделие вынимают и тщательно промывают под обильной струей проточной воды. Затем заготовку выдерживают какое-то время в растворе марганца и еще раз промывают. Если на поверхности алюминиевого изделия нет разводов и пятен, значит, все было сделано правильно.
4. Фиксация поверхностного слоя
Получившийся после процесса анодирования слой обладает большим количеством микрополостей. Их нужно закрыть. Для этого изделие следует прокипятить в дистиллированной воде в течение 30 минут
5. Лакировка и окраска
Деталь из алюминия погружается в емкость с лаком. Для окрашивания используется анилиновая краска (10%), которую тоже нужно налить в емкость с заготовкой. На этом процесс анодирования можно считать полностью завершенным.
Источник: alumiko.ru