Составы электролитов для гальванических покрытий

Гальванотехника получила широкое распространение в народном хозяйстве. Основной набор электролитов и растворов можно считать сложившимся, но на данный момент ведутся работы по радикальному изменению в области создания электролитов, которые бы вызвали резкий скачок в развитии гальванотехники.

При создании новых технологий по усовершенствованию составов электролитов и растворов мы приняли во внимание ряд следующих проблем, возникающих на предприятиях:

• улучшение качества получаемых покрытий;
• снижение удельных норм расхода специальных добавок входящих в состав электролита;
• сохранение стабильности основных характеристик электролита на протяжении длительного периода электролиза.

Новые технологии затронули и электролит блестящего никелирования. В промышленности применяют довольно много электролитов блестящего никелирования. Большинство из них обладает выравнивающим и блескообразующим действием. Наиболее широкое распространение получили сернокислые электролиты.

Сернокисло-хлористый электролит

Мы предлагаем сернокисло-хлористый электролит блестящего никелирования с высокой кроющей и рассеивающей способностями.

Для получения непосредственно из ванны блестящих осадков в новый электролит введены специальные добавки – блескообразователи, условно поделенные на два типа.

Слабый блескообразователь (NicElite-1А) первого типа – придает осадкам незначительный блеск, мало влияет на катодную поляризацию выделения никеля, способствует образованию незначительных внутренних напряжений в полученных осадках. Данная добавка способствует повышению толщины осадков в микроуглублениях катодной поверхности, приводя к выравниванию и сглаживанию микропрофиля поверхности.

Сильный блескообразователь (NicElite-1В) второго типа – придает полученным осадкам сильный блеск уже при малых толщинах покрытия, вызывает значительное повышение катодной поляризации при осаждении никеля.

Добавка NicElite-1С содержит ряд соединений, в особенности, понижающие поверхностное натяжение никелевых растворов, способствует подавлению питтинга в данном электролите никелирования.

Таким образом, при составлении электролита блестящего никелирования, добавки подбирались так, что бы одно вещество выполняло разные функции. Электролит, обеспечивающий интенсивность процесса и позволяющий получать хорошо сцепленные с основой блестящие выровненные покрытия толщиной до 24 мкм, имеет следующий состав (таблица 1):

Необходимо отметить, что технологические параметры блестящего электролита никелирования имеют ряд существенных различий, по сравнению аналогами:

• блестящие осадки никеля, получаемые из стационарной ванны уже можно осаждать в диапазоне температур 30 – 55°С. Естественно, снижение температуры и отсутствие перемешивания позволяет получить более высокую рассеивающую способность;
• цена на применяемые специальные добавки ниже на 20 %, по сравнению с аналогами.

Таблица 1 – Состав электролита блестящего никелирования.

Перечисленные преимущества достигаются применения в добавках специальных полимеров, имеющих тройные связи, которые также можно применять и в сульфатных электролитах никелирования. Отметим так же то, что в состав добавки NicELITE-1В внесены специальные соединения, позволяющие комлексовать примеси цинка.

Из особенностей следует указать, что осажденный никель имеет более темный цвет, по сравнению с цветом никеля у аналогов. При осаждении на поверхность никеля тонкого слоя хрома, цвет более темной подложки никак не отразится на хромовом покрытии.

В электролите, при охлаждении в холодный период года, практически не выпадают осадки солей.

Электролит слабокислого цинкования также приобрел ряд существенных изменений. Вариация компонентов в составе измененного раствора приведена в таблице 2.

Катодный и анодный выход цинка по току в данном электролите близок к 100%. Из этого раствора получаются светлые, мелкозернистые, хорошо осветляющиеся осадки цинка толщиной до 24 мкм и более. Покрываемые детали имеют значительно меньшую степень наводораживания.

Состав

В состав электролита входят специальные концентраты добавок, имеющие следующие назначения:

• действие добавки XEMETEK Zn-CА conc. основано на увеличении рассеивающей способности электролита за счет входящего в состав добавки ПАВ обладающего повышенным адсорбционным механизмом.
• добавка XEMETEK Zn-CБ conc. усиливает блеск осаждаемого покрытия путем образования на поверхности катода мелкозернистой структуры металла за счет смещения катодной поляризации в более электроотрицательною сторону.

Таблица 2 – Состав электролита блестящего слабокислого цинкования.

Разработка концентрата добавок велась и для щелочного электролита цинкования. Раствор получил следующий обновленный состав (таблица 3):

Таблица 3 – Состав электролита блестящего щелочного цинкования.

Модифицированный состав электролита все также содержит цинкат и свободную щелочь. Концентрат добавки повышает рассеивающую способность раствора, блеск и катодную плотность тока. По свое рассеивающей способности раствор наиболее близок к цианидным электролитам.

Хороший блеск осадкам цинка придает «система» входящая в добавку «А», состоящая из смеси полимеров. С одной стороны, «система» блокируя поверхность, способствует более равномерному распределению кристаллов металла на катодной поверхности, с другой, она сглаживает полученные кристаллы, придавая им блеск. Все это является следствием достаточно выраженного скачка катодного потенциала в электроотрицательную сторону.

Добавка ХЕМЕТЕК Zn-Aconc. также имеет в своем составе соединения, которые способны комплексовать примеси тяжелых металлов, а добавка ХЕМЕТЕК Zn-О имеет в свою очередь компоненты, в особенности, понижающие показатели жесткости воды.

К наиболее существенным преимуществам блестящего щелочного электролита цинкования следует отнести возможность получения более светлых осадков толщиной до 18 мкм. Цена на добавки к щелочному раствору ниже на 20%, по сравнению с аналогами конкурентов.

В заключение отметим, что в разработанных электролитах цинкования с концентратами добавок, осаждаются цинковые покрытия, которые отлично пассивируются в растворах, содержащих соли трехвалентного хрома.

• Причины повышения реактивности сталей в зоне Санделина
• Предельно допустимые концентрации ионов цинка в воде
• Термодиффузионное цинкование в смесях на основе гартцинка
• Технология «Film-flux»
• Химическое никелирование