1.4 Получение металлических покрытий химическим способом

Химический способ получения металлических покрытий состоит в использовании окислительно-восстановительных реакций взаимодейст-вия ионов осаждаемого металла (окислителя) с восстановителем. На-пример, при химическом никелировании в качестве восстановителя применяют гипофосфит натрия NaН₂РО₂, гидразин N₂H₂. В случае использования гипофосфита натрия восстановление никеля происходит по реакции

Ni²⁺ + 2NaH₂PO₂ + Н₂О = Ni + 2NaH₂PO₃ + Н₂ + 2Н⁺.

Для химического никелирования черных металлов применяют раствор состава, г/л: ацетат никеля Ni(CH₃COO)₂ − 15; гипофосфит натрия NaH₂PO₂ − 30; глицин CH₂NH₂CH₂COOH − 15; рН раствора от 4,7 до 5,5. Температура процесса 97...98 °С.

Универсальным раствором, используемым как для кислого, так и для щелочного химического никелирования, является раствор, содер-жащий, г/л: хлористый никель NiCl₂ − 30; гипофосфит натрия − 80; хлористый аммоний NH₄Cl − 30; янтарнокислый натрий − 100; аммиак NH₄OH (25 %-ный раствор) − 35 мл/л; рН = 4,5..6,5 или рН = = 7,0...9,0. Температура от 70 до 85 °С.

Для наращивания значительных слоев никеля на черных и цвет-ных (медь, латунь) металлах рекомендуется раствор состава, г/л: сер-ная кислота (ρ = 1,84 г/см³) − 0.4 мл/л; сернокислый никель NiSO₄ − 30; уксуснокислый натрий − 10; гипофосфит натрия − 10; рН = 5,5. Темпе-ратура раствора от 85 до 90 °С. Скорость покрытия от 15 до 20 мкм/ч при загрузке 1,0 дм²/л.

Никелевое покрытие, полученное химическим способом, имеет более высокую твёрдость, чем полученное электролизом, так как в его состав входят фосфор (от 6 до 10 % при использовании кислых раство-ров и от 5 до 7 % − щелочных). Твердость покрытия можно увеличить термообработкой.

Большую восстановительную способность, чем гипофосфит имеют борсодержащие соединения (борогидриды и боразаны). Использование борсодержащих восстановителей дает возможность получать покрытие при относительно низких температурах (40 °С). Это способствует их применению для покрытия нетермостойких неметаллических материалов (пластмасс). Повышенная твердость никель-борных покрытий (особенно после термообработки), высокая температура плавления, большая износостойкость и коррозионная стойкость дают возможность использовать эти покрытия в различных отраслях промышленности. Состав раствора с диметил боразаном в качестве восстановителя следующий, г/л: хлористый никель − 170; диметил боразан − 37; борная кислота − 25; температура раствора − 18 °С.

Процесс химического никелирования обычно проводят в эмали-рованных, керамических и стеклянных емкостях. Перед химическим никелированием нужно проводить тщательную подготовку поверхно-сти. Для равномерного омывания деталей раствором и для исключения образования газовых мешков, ведущих к наличию непокрытых мест на деталях, необходимо производить встряхивание деталей.

Для химического нанесения железа используют несколько соста-вов. В один из них входят, г/л: водорастворимая соль железа − 30; гипофосфит натрия − 10; буферная добавка и комплексообразователь (щавелевая или лимонная кислота) − 10; сегнетова соль от 25 до 100. Процесс проводится в щелочной среде при температуре 50 °С.

При осаждении сплава железа с никелем, кобальтом или хромом раствор состоит из 40−60 г/л водорастворимой соли железа и соосаж-даемого металла, находящегося в низшей степени окисления (более половины соли железа); 10 г/л гипофосфита натрия; от 50 до 160 г/л органических добавок (щавелевая, лимонная кислота и их соли, сегне-това соль). Процесс проводится при температуре от 75 до 90 °С и рН = 8…10. Скорость покрытия 9,2 мкм/час.

Ванны химического нанесения покрытий через определенное вре-мя должны корректироваться по составу. В них добавляются вещества, расходуемые на покрытие.

Химическим способом можно получить покрытия из кобальта, − хрома, меди, олова, кадмия, ванадия и других металлов.