Технологические советы по хим. покрытием металлов

Использование данного химического процесса позволяет получить пленку осо­бо большой твердости. Ее используют для ремонта пар трения, где требуется повы­шенная износостойкость покрытия.

Составы растворов для борокобальтирования (г/л)

· Хлористый кобальт — 20, гидроксид натрия — 40, лимоннокислый натрий — 100, этилендиамин — 60, хлористый аммо­ний — 10, борогидрид натрия — 1.
Температура раствора — 60°С, рН — 14, скорость наращивания — 1,5...2,5 мкм/ч.

· Уксуснокислый кобальт — 19, ам­миак (25%-ный раствор) — 250, винно­кислый калий — 56, борогидрид натрия — 8,3.
Температура раствора — 50°С, рН — 12,5, скорость наращивания — 3 мкм/ч.

· Сернокислый кобальт — 180, бор­ная кислота — 25, диметилборазан — 37.
Температура раствора — 18°С, рН — 4, скорость наращивания — 6 мкм/ч.

· Хлористый кобальт — 24, этиленди­амин — 24, диметилборазан — 3,5.
Температура раствора — 70 С, рН — 11, скорость наращивания — 1 мкм/ч.

Раствор приготовляют так же, как и бороникелевые;

Кадмирование

В хозяйстве часто приходится приме­нять крепежные детали, покрытые кад­мием. Особенно это касается деталей, ко­торые эксплуатируются под открытым не­бом.

Отмечено, что кадмиевые покрытия, полученные химическим путем, хорошо сцепляются с основным металлом даже без термообработки.

Ниже приведен хорошо зарекомендо­вавший себя раствор для химического кадмирования стальных деталей (г/л).

· Хлористый кадмий — 50, этиленди­амин — 100. С деталями должен контак­тировать кадмий (подвеска на кадмиевой проволоке, мелкие детали пересыпают порошковым кадмием).

Температура раствора — 65°С, рН — 6...9, скорость наращивания — 4 мкм/ч.

Внимание! Последним в растворе (после нагрева) растворяют этилендиа­мин.

{mospagebreak}

Меднение

Химическое меднение чаще всего при­меняют при изготовлении печатных плат для радиоэлектроники, в гальванопла­стике, для металлизации пластмасс, для двойного покрытия одних металлов дру­гими.

Составы растворов для меднения (г! л)

· Сернокислая медь — 10, серная кислота — 10г

Температура раствора — 15...25°С, скорость наращивания — 10 мкм/ч.

· Виннокислый калий-натрий — 150, сернокислая медь — 30, едкий натр — 80.

Температура раствора — 15...25°С, скорость наращивания — 12 мкм/ч.

· Сернокислая медь — 10...50, едкий натр — 10...30, сегнетова соль 40...70, формалин (40%-ный раствор) — 15...25.

Температура раствора — 20°С, ско­рость наращивания — 10 мкм/ч.

· Сернокислая медь — 8...50, серная кислота — 8...50.

Температура раствора — 20°С, ско­рость наращивания — 8 мкм/ч.

· Сернокислая медь — 63, виннокис­лый калий — 115, углекислый натрий — 143.

Температура раствора — 20 С, ско­рость наращивания — 15 мкм/ч.

· Сернокислая медь — 80...100, едкий натр — 80...100, углекислый натрий — 25...30, хлористый никель — 2...4, сегнетова соль — 150...180, формалин (40%-ный раствор) — 30...35.

Температура раствора — 20 С, ско­рость наращивания — 10 мкм/ч.

Этот раствор позволяет получать пленки с не­большим содержанием никеля.

· Сернокислая медь — 25...35, гидроксид натрия — 30...40, углекислый на­трий — 20...30, трилон Б — 80...90, фор­малин (40%-ный раствор) — 20...25, роданин — 0,003...0,005, железосинеродистый калий (красная кровяная соль) — 0.1..Д15.

Температура раствора — 18...25°С, скорость наращивания — 8 мкм/ч.

Этот раствор отличается большой ста­бильностью работы по времени и позволя­ет получить толстые пленки меди.

Для улучшения сцепления пленки с основным металлом применяют термиче­скую обработку такую же, как и для ни­келя.

{mospagebreak}

Серебрение

Серебрение металлических поверхно­стей, пожалуй, самый популярный про­цесс среди умельцев, который они приме­няют в своей деятельности. Можно приве­сти десятки примеров. Например, восста­новление слоя серебра на мельхиоровых столовых приборах, серебрение самоваров и других предметов быта.

Для чеканщиков серебрения вместе с химическим окрашиванием металличе­ских поверхностей (о нем будет сказано ниже) — способ увеличения художест­венной ценности чеканных картин. Пред­ставьте себе отчеканенного древнего вои­на, у которого посеребрена кольчуга и шлем.

Сам процесс химического серебрения можно провести с помощью растворов и паст. Последнее предпочтительнее при обработке больших поверхностей (напри­мер, при серебрении самоваров или дета­лей крупных чеканных картин).

Состав растворов для серебрения (г/л)

· Хлористое серебро — 7,5, железистосинеродистый калий — 120, углекислый калий — 80.

Температура рабочего раствора -около 100 С. Время обработки — до по лучения нужной толщины слоя серебра.

· Хлористое серебро — 10, хлористый натрий — 20, кислый виннокислый калий — 20.

Обработка — в кипящем растворе.

· Хлористое серебро — 20, железистосинеродистый калий — 100, углекис­лый калий — 100, аммиак (30%-ный рас­твор) — 100, хлористый натрий — 40.

Обработка — в кипящем растворе.

Сначала готовится паста из хлори­стого серебра —
30 г
, винной кислоты —
250 г
, хлористого натрия — 1250, и все разводится, водой до густоты сметаны. 10...
15 г
пасты растворяют в
1 л
кипящей воды.

Обработка — в кипящем растворе.

Детали завешивают в растворы для се­ребрения на цинковых проволочках (по­лосках) .

Время обработки определяют визуаль­но. Здесь необходимо отметить, что луч­ше серебрится латунь, нежели медь. На последнюю необходимо нанести довольно толстый слой серебра, чтобы темная медь не просвечивала бы через слой покрытия.

Еще одно замечание. Растворы с соля­ми серебра нельзя долго хранить, так как при этом могут образовываться взрывча­тые компоненты. Это же касается всех жидких паст.

Составы паст для серебрения.

· В 300 мл теплой воды растворяют
2 г
ляпис-карандаша (продается в аптеках, представляет собой смесь азотнокислого серебра и аминокислотного калия, взятых в соотношении 1:2 (по массе). К получен­ному раствору понемногу добавляют 10%-ный раствор хлористого натрия до прекращения выпадения осадка. Творо­жистый осадок хлорного серебра отфильт­ровывают и тщательно промывают в 5...6 водах.

· В 100 мл воды растворяют
20 г
тиосульфита натрия. В полученный раствор добавляют хлорное серебро до тех пор, пока оно не перестанет растворяться. Рас­твор фильтруют и добавляют в него зуб­ной порошок до консистенции жидкой сметаны. Этой пастой с помощью ватного тампона натирают (серебрят) деталь.

· Ляпис-карандаш — 15, лимонная кислота (пищевая) — 55, хлористый ам­моний — 30. Каждый компонент передсмешиванием растирают в порошок. Со­держание компонентов — в % (по массе).

· Хлористое серебро — 3, хлористый натрий — 3, углекислый натрий — 6, мел — 2. Содержание компонентов — в частях (по массе).

· Хлористое серебро — 3, хлористый натрий — 8, виннокислый калий — 8, мел — 4. Содержание компонентов — в частях (по массе).

· Азотнокислое серебро — 1, хлори­стый натрий — 2. Содержание компонен­тов — в частях (по массе).

Последние четыре пасты применяют следующим образом. Тонкоизмельченные компоненты смешивают. Мокрым тампо­ном, припудривая его сухой смесью химреактивов, натирают (серебрят) нужную деталь. Смесь все время добавляют, по­стоянно увлажняя тампон.

При серебрении алюминия и его спла­вов детали сначала цинкуют, а затем уже покрывают серебром.

Цинкатную обработку проводят в од­ном из следующих растворов.

Составы растворов для цинкатной обработки (г/л)

Для алюминия

· Едкий натр — 250, окись цинка — 55.

Температура раствора — 20°С, время обработки — З...5с.

· Едкий натр — 120, сернокислый цинк — 40.

Температура раствора — 20°С, время обработки — 1,5...2,0 мин. Для получе­ния раствора сначала в одной половине воды растворяют едкий натр, в другой — сернокислый цинк. Затем оба раствора сливают вместе.

Для дюраля

· Едкий натр — 10, окись цинка — 5, сегнетова соль — 10.

Температура раствора — 20°С, время обработки — 1 ...2 мин.

После цинкатной обработки детали се­ребрят в любом из вышеперечисленных растворов. Однако лучшими считаются следующие растворы (г/л).

· Азотнокислое серебро — 100, фто­ристый аммоний — 100.

Температура раствора — 20°С.

· Фтористое серебро — 100, азотно­кислый аммоний — 100.

Температура раствора — 20°С.

{mospagebreak}

Лужение

Химическое лужение поверхностей де­талей применяют как антикоррозионное покрытие и как предварительный процесс (для алюминия и его сплавов) перед пай­кой мягкими припоями. Ниже приведены составы для лужения некоторых метал­лов.

Составы для лужения (г/л)

Для стали

· Хлористое олово (плавленое) — 1, аммиачные квасцы — 15.

Лужение ведется в кипящем растворе, скорость наращивания — 5...8 мкм/ч.

· Хлористое олово — 10, сернокислый алюминий-аммоний — 300.

Лужение ведется в кипящем растворе, скорость наращивания — 5 мкм/ч.

· Хлористое олово — 20, сегнетова соль — 10.

Температура раствора — 80°С, скоро­сть наращивания — 3...5 мкм/ч.

· Хлористое олово — 3...4, сегнетова соль — до насыщения.

Температура раствора — 90...100°С, скорость наращивания — 4...7 мкм/ч.

Для меди и ее сплавов

· Хлористое олово — 1, виннокислый калий — 10.

Лужение ведется в кипящем растворе, скорость наращивания — 10 мкм/ч.

· Хлористое олово — 20, молочнокис­лый натрий — 200. Температура раствора — 20°С, скорость наращивания — 10 мкм/ч.

· Двухлористое олово — 8, тиомочевина — 40...45, серная кислота — 30...40.

Температура раствора — 20°С, ско­рость наращивания — 15 мкм/ч.

· Хлористое/олово — 8...20, тиомочевина — 80...90, соляная кислота — 6,5...7,5, хлористый натрий — 70...80.

Температура раствора — 50...100°С, скорость наращивания — 8 мкм/ч.

· Хлористое олово — 5,5, тиомочевина — 50, винная кислота — 35. Темпера­тура раствора — 60...70°С, скорость на­ращивания — 5...7 мкм/ч.

При лужении деталей из меди и ее сплавов их завешивают на цинковых под­весках. Мелкие детали «припудривают» цинковыми опилками.

Для алюминия и его сплавов

Лужению алюминия и его сплавов предшествуют некоторые дополнитель­ные процессы. Вначале обезжиренные ацетоном или бензином Б-70 детали обра­батывают в течение 5 мин при температу­ре 70°С следующего состава (г/л): угле­кислый натрий — 56, фосфорнокислый натрий — 56. Затем детали опускают на 30 с в 50%-ный раствор азотной кислоты, тщательно промывают под струей воды и сразу же помещают в один из растворов (для лужения), приведенных ниже.

· Станнат натрия — 30, гидроксид натрия — 20.

Температура раствора — 50...60°С, скорость наращивания — 4 мкм/ч.

· Станнат натрия — 20...80, пирофосфат калия — 30... 120, едкий натр — 1,5..Л,7, щавелевокислый аммоний — 10...20.

Температура раствора — 20...40 С, скорость наращивания — 5 мкм/ч.

{mospagebreak}

Удаление металлических покрытий

Обычно этот процесс необходим для удаления некачественных металлических пленок или для очистки какого-либо реставрируемого металлического изделия.

Все нижеприведенные растворы рабо­тают быстрее при повышенных темпера­турах.

Составы растворов для удаления металлических покрытий частями (по объему)

Для удаления никеля со стали

· Азотная кислота — 2, серная кислота — 1, сернокислое железо (окисное) — 5...10.

Температура смеси — 20°С.

· Азотная кислота — 8, вода — 2. Температура раствора — 20 С.

· Азотная кислота — 7, уксусная кислота (ледяная) — 3. Температура смеси — 30°С.

Для удаления никеля с меди и ее сплавов (г/л)

· Нитробензойная кислота — 40...75, серная кислота — 180.

Температура раствора — 80...90°С.

· Нитробензойная кислота — 35, этилендиамин — 65, тиомочевина — 5...7.

Температура раствора — 20...80°С.

Для удаления никеля с алюминия и его сплавов при­меняют техническую азотную кислоту.

Температура кислоты — 50°С.

Для удаления меди со стали

· Нитробенаойная кислота — 90, диэти-лентриамин — 150, хлористый аммоний — 50.

Температура раствора — 80 С.

· Пиросернокислый натрий — 70, ам­миак (25%-ный раствор) — 330.

Температура раствора — .60°.

· Серная кислота — 50, хромовый ан­гидрид — 500.

Температура раствора — 20°С.

Для удаления меди с алюминия и его сплавов (с цинкатной обработкой)

· Хромовый ангидрид — 480, серная, кислота — 40.

Температура раствора — 20...70°С. Ф Техническая а зотная кислота. Температура раствора — 50°С.

Для удаления серебра со стали

· Азотная кислота — 50, серная кис­лота — 850.

Температура — 80°С.

· Азотная кислота техническая. Тем­пература — 20°С.

---------------------------------------------------------------

· Серебро с меди

и ее сплавов уда­ляют азотной кислотой технической. Температура — 20оС.

· Хром со стали снимают раство­ром едкого натра (200 г/л).

Температура раствора — 20°С.

· Хром с меди

и ее сплавов удаляют 10%-ной соляной кислотой. Температура раствора — 20°С.

· Цинк со стали

снимают 10%-ной соляной кислотой — 200 г/л.

Температура раствора — 20°С.

· Цинк с меди

и ее сплавов удаляют концентрированной серной кислотой. Температура — 20 С.

· Кадмий и цинк с любых ме­таллов снимают раствором азотнокис­лого алюминия (120 г/л).

Температура раствора — 20°С.

· Олово со стали удаляют раство­ром, содержащим гидроксид натрия — 120, нитрооензойную кислоту — 30.

Температура раствора — 20°С.

· Олово с меди и ее сплавов снима­ют в растворе хлорного железа — 75... 100, сернокислой меди — 135... 160, уксусной кислоты (ледяная) — 175.

Температура раствора — 20°С.

{mospagebreak}

Химическое оксидирование и окрашивание металлов

Химическое оксидирование и окраши­вание поверхности металлических дета­лей предназначаются для создания на по­верхности деталей антикоррозионного по­крытия и усиления декоративности по­крытия.

В глубокой древности люди умели уже оксидировать свои поделки, изме­няя их цвет (чернение серебра, окраска золота и т.п.), воронить стальные пред­меты (нагрев стальную деталь до 220...325°С, они смазывали ее конопля­ным маслом).

Составы растворов для оксидирования и окрашивания стали (г/л)

Заметим, что перед оксидированием деталь шлифуется или полируется, обез­жиривается и декапируется.

Черный цвет

Едкий натр — 750, азотнокислый натрий — 175.

Температура раствора — 135°С, время обработки — 90 мин. Пленка плотная, блестящая.

Едкий натр — 500, азотнокислый натрий —500.

Температура раствора — 140°С, время обработки — 9 мин. Пленка интенсивная.

Едкий натр — 1500, азотнокислый натрий — 30.

Температура раствора — 150°С, время обработки — 10 мин. Пленка матовая.

Едкий натр — 750, азотнокислый на­трий — 225, азотистокислый натрий — 60.

Температура раствора — 140°С, время обработки — 90 мин. Пленка блестящая.

Азотнокислый кальций — 30, ортофосфорная кислота — 1, перекись мар­ганца— 1.

Температура раствора — 100 С, время обработки — 45 мин. Пленка матовая.

Все приведенные способы характери­зуются высокой рабочей температурой растворов, что, конечно, не позволяет об­рабатывать крупногабаритные детали. Однако имеется один «низкотемператур­ный раствор», пригодный для этого дела (г/л): тиосульфат натрия — 80, хлори­стый аммоний — 60, ортофосфорная кис­лота — 7, азотная кислота — 3.

Температура раствора — 20°С, время обработки — 60 мин. Пленка черная, ма­товая.

После оксидирования (чернения) стальных деталей их обрабатывают в те­чение 15 мин в растворе калиевого хром­пика (120 г/л) при температуре 60°С. За­тем детали промывают, сушат и покрыва­ют любым нейтральным машинным мас­лом.

Голубой цвет

Соляная кислота — 30, хлорное же­лезо — 30, азотнокислая ртуть — 30, эти­ловый спирт — 120.

Температура раствора — 20...25°С, время обработки — до 12 ч.

Гидросернистый натрий — 120, ук­суснокислый свинец — 30.

Температура раствора — 90...1000С, время обработки — 20...30 мин.

Синий цвет

Уксуснокислый свинец — 15...20, тио­сульфат натрия — 60, уксусная кислота (ледяная) — 15...30.

Температура раствора — 80°С. Время обработки зависит от интенсивности ок­раски.

Составы растворов для оксидирования и окрашивания меди (г/л)

Синевато-черные цвета

Едкий натр — 600...650, азотнокис­лый натрий — 100...200.

Температура раствора — 140°С, время обработки — 2 ч.

Едкий натр — 550, азотистокислый натрий —150...200.

Температура раствора — 135...140°С, время обработки — 15...40 мин.

Едкий натр — 700...800, азотнокис­лый натрий — 200...250, азотистокислый натрий — 50...70.

Температура раствора — 140...150°С, время обработки — 15...60 мин.

Едкий натр — 50...60, персульфат калия — 14.. .16.

Температура раствора — 60...65 С, время обработки — 5...8 мин.

Сернистый калий—150.

Температура раствора — 30°С, время обработки — 5... 7 мин.