Спосіб хімічного чорніння гальванопокриттів з цинкових сплавів

Способ химического чернения гальванопокрытий из цинковых сплавов, преимущественно с содержанием никеля 5 - 1 5 % , включающий обработку в кислом растворе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обработку ведут при комнатной температуре в растворе, содержащем (г/л): Изобретение относится к гальваностегии и может получить применение в машиностроении и авиастроении для нанесения защитных и защитно-декоративных покрытий. Известен способ нанесения черных покрытий с повышенной коррозионной стойкостью из электролита, содержащего (г/л): кобальта сульфат 3+25, олова сульфат 0,1^-25 и глюконат щелочного металла 30-150 в присутствии добавки аминосоединения (моноэтаноламин, диэтаноламин и др.)[1]. Недостатками известного способа являются: сложный состав электролита, низкая скорость осаждения и стабильность электролита, требующего частой корректировки и доводки. Известен способ получения черного гальванопокрытия на основе никеля и его сплава путем осаждения из электролита, содержащего соли соответствующих металлов, буферную добавку, восстановитель и органическую добавку аминосоединения типа глицина [2]. Недостатки этого способа аналогичны недостаткам предыдущего известного способа, которые в данном случае усугубляются количеством и характером модифицирующих добавок. Известен электролит для нанесения черных покрытий, в состав которого входят соли никеля и цинка, роданистый аммоний, молочная кислота и моющее средство "Прогресс" и отличается дополнительным содержанием для улучшения качества прессованных дрожжей и уксуснокислого свинца [3]. К недостаткам электролита следует отнести низкую скорость осаждения покрытий и узкие интервалы содержания компонентов, при которых достигается удовлетворительная стабильность, а также малые толщины (не более 5 мкм) получаемых из него покрытий. кислота азотная кислота сульфаминовая 70-100, 0,5-1,5. о VI О 6674 В качестве прототипа использован спорН 7,9-8,3 соб химического чернения покрытий цинком плотности тока 1 -3 А/дм 2 и его сплавами, который основан на обраАноды никелевые марки НПА1 в бязеботке изделий с покрытием цинком или его вых чехлах. сплавами в растворе, содержащем не менее 5 Слабое перемешивание электролита двух видов ионов металлов из группы Ag, Sb, очищенным сжатым воздухом. Си и ВІ - 0,18+20 г/л, один или несколько 5. Обработка в растворе состава (г/л): видов ионов металлов из группы Ni, Fe, Co азотная кислота 70-100 1*100 г/л при мольном отношении П и 1 • сульфаминовая кислота 0,5-1,5 групп 0,18-1,9, рН 0,5-7, температуре 30- 10 при температуре 18-25°С 80°С и времени обработки 3-10 с [4]. и выдержке 5-20 с 6. Термообработка в среде воздуха при Недостатком прототипа являются сложтемпературе 200-250°С в течение 1-1,5 час. ный состав раствора, который в процессе эксплуатации нуждается в частом химичеПримеры применения: ском анализе и корректировке, отсутствие 15 1. По прототипу с обработкой покрытия четкой регламентации значения рН, что оссплавом Zn-Ni, полученного по приведенложняет достижение требуемой стабильноной выше схеме (пп.1-4), в растворе состасти и оптимального режима, а также высокая ва (г/л): температура обработки. никеля сульфат 50 меди сульфат 45 В основу изобретения поставлена зада- 20 ча создания способа химического чернения висмута сульфат 5 гальванопокрытий из цинковых сплавов, в при температуре 50°С котором сохранение качества покрытий рН 3 обеспечивается при существенном упрощевремя 5с нии процесса и за счет этого снижается ма- 25 2. По предлагаемому способу с последутериалоемкость процесса, повышается его ющей обработкой в растворе азотной кислотехнологичность и одновременно улучшаютты в присутствии сульфаминат-ионов, ся экологические условия. согласно данных таблицы 1. Поставленная задача решается тем, что Испытания проводились в лабораторспособ химического чернения гальванопок- 30 ных условиях на образцах в виде пластин из рытий из цинковых сплавов, преимущественст.12Х18Н9Ти штатных деталях в виде полоно с содержанием никеля 5-15%, го конуса из сплава типа БрХ, Размер образвключающий обработку в кислом растворе, цов 50x50x2 мм, детали - наружный диаметр согласно изобретению осуществляют так, что нижнего и верхнего оснований соответстобработку ведут при комнатной температуре 35 венно 26 и 20 мм и высота 58 мм. в растворе, содержащем: Для нанесения покрытия сплавами кислота азотная, г/л 70-100 цинк-никель применялась термостатирокислота сульфаминовая, г/л 0,5-1,5 ванная винипластовая ванна емкостью 15 Таким образом, совокупность сущестдм 3 . Чернение осуществлялось в фарфоровенных признаков обеспечивает достиже- 40 вом стакане емкостью 5 дм . ние указанного технического результата. Во всех опытах покрытие наносилось Изобретение осуществляют в следующей толщиной 15 ± 3 мкм при содержании никетехнологической последовательности при наля в сплаве в среднем 10% по массе. несении покрытия на изделия из углеродистых Содержание компонентов в сплаве опи малолегированных сталей после штамповки 45 ределялось химическим анализом. или механической обработки (резания, шлифоПодготовка поверхности и нанесение вания и др.) (основные операции): покрытий согласно приведенной выше схе1. Обезжиривание электрохимическое. ме осуществлялись во всех опытах при сред2. Травление химическое в серно-соляних значениях концентрации компонентов нокислом растворе. 50 электролитов и растворов, а также техноло3. Активация в 10%-ном растворе солягических параметрах процессов. ной кислоты. Оценка качества покрытий производилась 4. Нанесение покрытия сплавами цинквизуально по внешнему виду. В качестве эталоникель с концентрацией 5-15% в электролина принималось равномерное и гладкое черное те состава (г/л): 55 покрытие без разводов и цветовых оттенков, а окись цинка 8-20 также видимых пор. Наряду с этим производисульфат никеля 15-55 лось определение пористости черной пленки хлорид аммония 90-180 по методу наложения фильтровальной бумаги, пирофосфат калия 140-280 смоченной в растворе, содержащем 500 при температуре 20-40°С см3/дм3 аммиака (25%-ный) и 2 г/дм 3 диме 6674 тилглиоксима, с выявлением количества пор Изобретение не требует дорогостоящих и на единице поверхности по окрашиванию дефицитных материалов, является простым в соответствующих точек в розовый цвет. осуществлении и может быть реали, овано в Результаты испытаний представлены в условиях действующих гальванических протаблице 2. 5 изводств. Результаты испытаний свидетельствуют Эффективность способа достигается за о том, что предлагаемый способ в заданных счет упрощения технологии химического параметрах его применения (примеры 2.2чернения гальванопокрытий и снижения ее 2.4) обеспечивают получение черных покрыматериалоемкости при сохранении качесттий, не уступающих по качеству известным, 10 ва, а улучшение экологических условий благодаря исключению ионов тяжелых причем в отличие от последних (пример 1), металлов в растворе и проведению процесэто достигается при обычной температуре са при обычной температуре. (18-25°С). Таблица Изменяющиеся параметры 1 Примеры 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 4 5 7 9 10 Концентрация азотной кислоты в растворе для чернения, % по массе Таблица 2 Примеры Определяемые характеристики 1 2.1 2.2 Внешний Равномер Равномер вид покры ное, глад ное, гладкое, ное, глад тия 2.4 2.3 2.5 То же по То же по п. Заметные п.2.2. 2.2 фиолетово кое, слабые заметные ра- кое, види Слабо раз синие разво синеватые дужные раз личающая ды и оттен оттенки по воды, отдель- нений нет ся интен ки, отдель краям ные точки сивность ок- ные поры пор рашивания Равномер мых откло Количество пор на 1 см 2 (усредненное по всей поверхности) 1-2 2-3 1 3-4 6674 Упорядник В. Нагірний Замовлення 639 Техред М.Моргентал Коректор М. Самборська Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101