C23C18 / 18 - предварителна обработка материал за покритие
Собствениците на патента RU 2544319:
Федерална държава Единната Enterprise "All-руски научно-изследователски институт на авиационни материали" ( "VIAM") (RU)
Изобретението се отнася до химична метал-покритие на повърхността на композитни материали, по-специално метален матричен композиционен материал от силициев карбид, алуминиев. Методът включва обезмасляване, първо промиване, ецване, второ промиване, безтоково нанасяне на никел, третата измиване и сушене, където ецване се провежда във воден разтвор, съдържащ 20-35 тегл.% Флуороводородна киселина и 10-35 г / л амониев флуорид, за 15-30, при температура на разтвор от 10 до 40 ° с Химическа никел отлагане може да се проведе при температура от 55-70 ° С Разтвор за безтоково никел покритие на повърхността на метален матричен композиционен на алуминий силициев карбид включва г / л никелов хлорид 6-никелов сулфат воден или водно-7 10-20, 10-50, лимонена киселина, млечна киселина, 5-50, 15-35 амониев хлорид , амониев флуорид, 2-25, 1-натриев хипофосфит воден 10-45, воден амоняк в количество за осигуряване на разтвор рН 7.0 ÷ 8.0 и вода. Изобретението осигурява непрекъснат и еднакви стъпки никел покритие без извършване на повърхността на свръхчувствителност и активиране лекува, и осигурява подобрена стабилност на разтвор химически никел покритие по време на работа и съхранение. 2N. 1 и ZP F-Ly, 3 права.
Изобретението се отнася до областта на химически покритие на метални повърхности, металокерамика, метални матрични композиционни материали, по-специално метален матричен композиционен материал от силициев алуминиев карбид (наричан МВТ AlSiC), и може да се използва и за двете функционални покрития в електронната индустрия, инструмент, авиационната индустрия, и за декоративни цели.
Повърхностно МВТ AlSiC е комбинация от редуващи алуминий и силициев карбид повърхности. При прилагането на метални покрития за композитен повърхност има трудности, свързани с различните методи за подготовка на повърхността на различни материали преди химическата метализация.
В известния метод на химическата метализация на алуминий, за да се увеличи сцеплението на покритието на никел се провежда двойно лечение цинкатно [химични методи за получаване на метални покрития. Nikandrova LI - L. машиностроене 1971, страница 104 Таблица 17 (str.32-34)] .. Въпреки това, при използване на това лечение не може да се получи никел покритие върху силициев карбид части МВТ AiSiC, тъй това да не води до активиране на повърхността.
Недостатъците на описаните методи са както следва. Те включват голям брой етапи на метода за предварителна обработка на повърхността, като свръхчувствителност и активиране. Разтворът на активиращ използва скъп паладиева сол, което води до значителни разходи процес метализация. В сенсибилизиращ разтвор се използва като система калай сол, характеризиращ се с висока нестабилност по време на работа, при което често е необходимо да се промени разтвора. Описаните технологични схеми не могат да се използват за активиране на композитен повърхност МВТ AlSiC и отлагането на покритието върху него. Това се дължи на факта, че в резултат на разделянето на контакт на калай и паладий върху алуминиев оксид повърхност сцепление намалява рязко депозиран никел покритие върху субстрата. Освен това, обработката на силициев карбид с разтвор на благородни метални соли (паладий или злато) е трудно да се произведе активиране на повърхността поради неговата висока химическа инертност.
Повечето от известните безтоково никелиране разтвори на алкални в неговия състав съдържа органични лиганди за предотвратяване на утаяване на никел хидроксиди. Като лиганди инжектирани соли на органични киселини като лимонена, янтарна, млечна, пропионова, глицин. На практика най-широко използваната сол на лимонена киселина, поради тяхната наличност, ниска цена и лесно получаване на разтвори с тяхното използване.
Известен алкална безтоково никелиране разтвор, съдържащ в г / л: никелов сулфат или хлорид, 20-50, 10-25 натриев хипофосфит, амониев хлорид, 35-55, 35-55 натриев цитрат; Работните условия рН 7,5-9,0, температура от + 78- + 88 ° С [ГОСТ 9.305-84]. Недостатъците са висока концентрация разтвор на никел сол и висока работна температура.
Известен алкална безтоково никелиране разтвор, съдържащ в г / л: никелов сулфат 25 никелов хлорид 25 Натриев цитрат 50 35 амониев хлорид, натриев хипофосфит 30, амоняк (до рН 8-9). Химическа никелиране в този разтвор се извършва при температура от + 80- + 88 ° С [химични методи за получаване на метални покрития. LI Nikandrova. - L. машиностроене 1971, страница 104 Таблица 17 .. Il.10. Bibl.64 заглавия. Стр.34]. Недостатъците на този разтвор включват висока концентрация никел в разтвор, висока температура и рН на разтвора, води до лоша адхезия на покритието и повърхността се лекува, и, следователно, необходимостта от предварителна подготовка цинкатно алуминий повърхност преди химически никелиране.
По горните решения общ недостатък е възможността за утаяване на обшивката никел върху метална повърхност. За да се гарантира отлагането на никел върху повърхността на силициев карбид без отстраняване филм силициев оксид от повърхността за допълнителна подготовка на повърхността, например, като чувствителност и / или активиране.
Задача на предлаганото група изобретения е изборът и оптимизиране на разтвора за ецване и ецване режим за ефективно активиране на съставния повърхността на алуминий и силициев карбид, за пълното отстраняване на замърсители от повърхността на МВТ AlSiC, особено след смилане и подбора и оптимизиране на разтвор химически никел покритие, което позволява да се получи качество никел покритие върху повърхността на МВТ AlSiC (алуминий силициев карбид и порции).
Техническият резултат на изобретението се състои в осигуряването на непрекъснатост и еднаквост на покритие никел, неговата адхезия към композитен повърхността МВТ AlSiC, увеличаване на стабилността на разтвор химически никел покритие по време на работа и съхранение, както и опростяване на производствения процес чрез елиминиране етапите на чувствителност и активиране и намаляване на разходите процес чрез елиминиране на използване на скъпи паладий сол и намаляване на броя на стъпките.
Споменатият технически резултат се постига благодарение на факта, че методът на химически никелиране повърхност на метален матричен композиционен материал от силициев алуминиев карбид съдържа обезмасляване, първо промиване, ецване, второ промиване, безтоково нанасяне на никел, третата измиване и сушене, където ецване се провежда във воден разтвор, съдържащ 20 -35 тегл.% флуороводородна киселина и 10-35 г / л амониев флуорид, 15-30 секунди при 10 до 40 ° С температура на разтвор.
Споменатият технически резултат се постига и поради факта, че разтворът на химически никел покритие метален матричен композиционен материал от силициев алуминиев карбид съдържа никелов хлорид 6-воден или никелов сулфат 7-вода, лимонена киселина, млечна киселина, амониев хлорид, амониев флуорид, натриев хипофосфит 1-воден и воден разтвор на амоняк в следното съотношение, г / л:
Никел хлорид 6-воден или
Химическа никел отлагане от посочения разтвор се извършва при температура от 55-70 ° С
Във всеки концентрация може да се използва като воден разтвор на амоняк.
Трудност химически никел отлагане на силициев карбид, причинени от наличието на гъста оксид филми от силициев оксид, което води до висока повърхностна химична инертност. Обработка на силициев карбид с воден разтвор, съдържащ 20-35 тегл.% Флуороводородна киселина и 10-35 г / л амониев флуорид, подпомага разтварянето на инертен слой от силициев оксид и по този начин повърхност активиране е осигурен от силициев карбид. Така земя алуминий повърхност подлага на достатъчно отстраняване на филм оксид и замърсителите за последващо метализация.
Тъй МВТ AlSiC алуминий повърхност е химически най-активния компонент, етапът на повърхност обезмасляване може да се извърши по всеки известен метод обезмасляване на алуминий, по-специално от ГОСТ 9.305-84. След обезмасляване продукт се промива добре от остатъците от разтвора на обезмасляване. Операцията ецване се провежда във воден разтвор, съдържащ 20-35 тегл.% флуороводородна киселина и 10-35 г / л амониев флуорид, за 15-30 секунди при температура разтвор на + 10 + 40 ° С Горният разтвор и лечение на офорт може ефективно да се подготви съставна повърхност на алуминий и силициев карбид за химическо отлагане на никел. Това се дължи на факта, че висока концентрация на флуороводородна киселина осигурява еволюция бързо газ по време на операция на ецване, която допринася за ефективно отстраняване на замърсители са залепнали по време на смилане детайли. Използване на разтвор, съдържащ минимално количество от флуороводородна киселина налага да се увеличи операцията по време ецване за отстраняване на филма силициевия оксид към повърхността на силициев карбид, което от своя страна води до overpickling секции алуминий повърхност докато недостатъчно отстраняване на примеси остана след смилане. Наличието в разтвор се увеличава концентрацията на флуорид е амониеви флуоридни йони в разтвор, който от своя страна улеснява отстраняването на филм силициев оксид към повърхността на силициев карбид. По този начин, процесът на ецване с 15-30 не води до прекомерна паша алуминий и в същото време позволява да се премахне напълно заразяването с двете алуминиевите части и с силициев карбид части. Последвано от промиване след ецване продукти се отстраняват от повърхностните остатъци офорт разтвор и ецване продукти. Това е последвано от химическо отлагане на работа никел, че се провежда при температура от + 55- + 70 ° С в алкален разтвор в следното съотношение, г / л:
Никел хлорид 6-воден или
Накрая продуктът се промива и суши.
Използването на комбинация от лимонена и млечна киселини може да увеличи стабилността на разтвора по време на работа и съхранение. Наличието на флуоридни йони в разтвор позволява да се поддържа повърхността на силициев карбид в активно състояние, което допринася за отлагането на непрекъснат никел покритие на двете части от повърхността с алуминий и частите с силициев карбид. Провеждане на процеса на химическо отлагане на никел в разтвора с намалена концентрация на никелови йони и при по-ниски температури и стойности на рН позволява да се утаи никел покритие върху алуминиева повърхност цинкатно без допълнителна обработка. Това се дължи на факта, че при високи температури и стойности на рН се ускорява нанасяне на никел, което води до ниска адхезия към третираната повърхност.
Следват примери на химически никел покритие различни членове на МВТ AlSiC.
Заготовката е плоча с размер МВТ AlSiC 104 х 59 х 3 mm. Процесът на лечение се състои от следните етапи:
1. Химично обезмасляване повърхност материал състав се извършва в разтвор, г / л:
Стъкло течен натриев
Процесът се провежда при температура разтвор от + 70 ° С в продължение на 15 минути.
2. Измиване се провежда в поток от топла и студена вода в продължение на 4 минути.
3. ецване се провежда във воден разтвор, съдържащ 20-35 тегл.% Флуороводородна киселина и 10-35 г / л амониев флуорид, в продължение на 20 секунди при температура от + 20 ° С
4. След това се промива със студена течаща вода в продължение на 30 секунди.
5. Химично никелиране се провежда в предложеното решение в следното съотношение компонент, г / л:
Никел хлорид 6-воден
Процесът на химически никел покритие се извършва при температура разтвор + 60 ° С за 40 минути.
6. След това двойно измиване извършва в течаща топла вода.
7. Накрая, продуктът се суши топлия въздух + 70 ° С
Готовият продукт се включва с едно продължително и равномерно покритие от 4,1 микрона дебелина.
качество свързване никел покритие върху субстрата е тествана в съответствие с ГОСТ 9.302-88 по два начина: чрез нагряване и прилагане на мрежа надраскване.
По метода на нагряване на покритие изделие се нагрява до + 200 ° С, държи при тази температура в продължение на 1 час и се охлажда на въздух. Според резултатите от визуален контрол на мехури, лющене, пилинг и напукване са наблюдавани.
По метода на прилагане мрежата надраскване на повърхността на изделието с никел покритие край драскотини стоманени причинени 8 успоредно на дълбочината на mm разстоянието на основния метал 2 една от друга и 8 паралелни надраскване на разстояние 2 mm, перпендикулярна на тях един от друг. В резултат на пилинг на експеримента на покритие не се наблюдава.
По време на живота на без електроди никелова никел спонтанна загуба на основния разтвор и по стените на разтвора на банята не се наблюдава. По този начин, може да се заключи високата стабилност на предложеното решение по време на работа и съхранение.
Заготовката е микровълнова предавател тялото на измерване 180 х 150 х 30 mm МВТ AlSiC с комплекс повърхност геометрия и глухи отвори. Процесът на лечение се състои от следните етапи:
1. Химично обезмасляване повърхност материал състав се извършва в разтвор, г / л:
Процесът на химически никел покритие се извършва при температура разтвор + 90 ° С в продължение на 40 минути.
6. След това двойно измиване се извършва в гореща течаща вода.
7. Накрая продуктът се суши топлия въздух + 70 ° С
Покритието на статията оказа твърд, с висока степен на уеднаквяване на дебелина 5,3 микрона.
Качеството на адхезия на никел покритие върху субстрата, както и в първия пример, се изпитва в съответствие с ГОСТ 9.302-88 два метода: метод за отопление и за прилагане на мрежа надраскване.
По метода на нагряване на покритие изделие се нагрява до + 180 ° С, държи при тази температура в продължение на 1 час и се охлажда на въздух. Според резултатите от визуален контрол на мехури, лющене, пилинг и напукване са наблюдавани.
Заготовката е размер радиатор 150 х 150 х 70 mm с топлинно МВТ AlSiC ребра. Процесът на лечение се състои от следните етапи:
1. Химично обезмасляване повърхност материал състав се извършва в разтвор, г / л:
Стъкло течен натриев
Процесът се провежда при температура разтвор от + 70 ° С в продължение на 15 минути.
2. Измиване се провежда в поток от топла и студена вода в продължение на 4 минути.
3. ецване се провежда във воден разтвор, съдържащ 20-35 тегл.% Флуороводородна киселина и 10-35 г / л амониев флуорид, в продължение на 20 секунди при температура от + 30 ° С
4. След това се промива със студена течаща вода в продължение на 30 секунди.
5. Химично никелиране се провежда в разтвор в следното съотношение, г / л:
Никел хлорид 6-воден
Воден разтвор на амоняк (разтвор на 29 тегл.%)
присъства в количество,
Процесът на химически никел покритие се извършва при температура разтвор + 85 ° С в продължение на 40 минути.
6. След това двойно измиване се извършва в гореща течаща вода.
7. Накрая, продуктът се суши топлия въздух + 70 ° С
Покритието на статията се обърна твърдо и единно 6.5 микрона дебелина.
По метода на прилагане мрежата надраскване на повърхността на изделието с никел покрити стоманени ръб 6 успоредни драскотини, причинени дълбочина до основния метал на разстояние 2.5 mm един от друг и 6 паралелни надраскване на разстояние 2,5 mm, перпендикулярна на тях един от друг. В резултат на пилинг на експеримента на покритие не се наблюдава.
1. Метод за безтоково никел покритие на повърхността на метален матричен композиционен на алуминий силициев карбид, съдържащ обезмасляване, първо промиване, ецване, второ промиване, безтоково нанасяне на никел, третата измиване и изсушаване, характеризиращ се с това, че ецване се провежда във воден разтвор, съдържащ 20-35 тегл. % флуороводородна киселина и 10-35 г / л амониев флуорид, за 15-30 секунди при температура разтвор от 10 до 40 ° с
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че химическо отлагане на никел се провежда при температура от 55-70 ° С
3. Разтвор за безтоково никел покритие метален матричен композиционен на метод алуминий силициев карбид, съгласно претенция 1, съдържащ 6-никелов хлорид или никелов сулфат воден 7-вода, лимонена киселина, млечна киселина, амониев хлорид, амониев флуорид, натриев хипофосфит и воден разтвор на 1 воден разтвор на амоняк, следното съотношение на компонент, г / л:
никелов хлорид 6-воден или
Свързани статии