Способ подготовки алюминиевых сплавов перед серебрением

)М. 5 Р 5/4 сударстеенаЮ квинт СССР о делан нзебретенн н ютерытнЯ(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ АЛЮМИНИЕВЫХПЕРЕД СЕРЕБРЕНИЕМ Изобретение относится к гальвано-стегии, в частности к подготовке поверхности алюминиевых сплавов (АИГ"3,АИГ, АЬ, А 26 Д 16), перед электролитическим нанесением серебряных пок%рытий иэ цианистого электролита.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ подготовки алюминиевых сплавов перед серебрением, включающий химическое активирование прикомнатной температуре в растворе, содержащем сульфат марганца и солянуюкислоту, нанесение подслоя иэ чистого никеля при комнатной температуре,и кэтодной плотности тока 1 5-2 А/Дм 1 Зв растворе, содержащем сульфаты нике"ля и магния, хлорид аммония и борнуюкислоту, термическую обработку при90-100 фС в течение 60-80 мин, хими-ческое декапирование в соляной кис".лоте и предварительное серебрение изцианистого электролита 113,Недостатки известного способа заключаются в том, что для ряда алюми-,. ниевых сплавов, в частности для литых сплавов и сплавов с повьнненным содержанием кремния, а также в тех случаях, когда по условиям эксплуатации покрытие подвергают термообработке при 150-200 оС, его применение не обеспечивает удовлетворительной сцепляемости серебряного покрытия сосновой, обуславливает частое вспучивание и пузырение последнего, вызывающие неизбежный брак п 1 крытий.Цель изобретения - повышение сцепления покрытий с основой.Укаэанная цель достигается тем, что в способе подготовки алюминиевых сплавов перед серебрением, включающем химическое активирование, нане-. сение подслоя на основе никеля, термическую обработку, химическое декапирование в соляной кислоте и пред. варительное серебрение в цианистом электролите, после химического акти,вирования проводят электрохимическое активирование при айодной плот-,-.36Способ осуществляют следующим образом.Изделие из алюминиевого сплава предварительно подвергают гидропескоструйной обработке, обезжириванию при3 40-70 оС в течение 3-10 мин в растворе, содержащем, г/л:Гидроксид натрия 8" 12Тринатрийфосфат 20-50Жидкое стекло 25-30 и химическому травлению: для сплавов АМГи АИГв 1 О/-ном растворе плавиковой кислоты при 15-30 ОС в течение 15-20 с, для кремнистых сплавов АКи Д 16 в растворе, содержащем .плавиковую,кислоту (15-30 г/л)43 и азотную кислоту (660-680 г/л) при 15-30 ОС в течение 1-2 мин.После этого проводят следующие операции.Мимическое активирование в растворе, содержащемСульфамат никеля, г 300-350Сульфамат марганца,г 90-100Хлорид никеля, г 5-7Борную кислоту, г 30-35Антипиттинговую до"бавку "Прогресс",млВоду, л 0,1-0,15 До 13 93 8ности тока 3-4 А/дм- в течение 1015 с, в качестве подслоя на основеникеля наносят подслой из сплаваникель-марганец, содержащий 0,6-0,8марганца при катодной плотности тока З2-3 А/дм , а термическую обработкуведут при 140- 160 С, причем химическое и электрохимическое активирование и нанесение подслоя из сплаваникель-марганец осуществляют при рН= 10=2-2,5 и 50-55 оС в одном и том жерастворе, содержащемСульфат никеля, г 300-350Сульфамат марганца, г 90-100Хлорид никеля, г 5-7Борную кислоту, г 30-35Антипиттинговую,добавку "Прогресс", мл О, 1-О, 15Воду, л До 1 2 вКроме того, предлагаемый способпозволяет повысить качество наносимого серебряного покрытия, как следствие повышения сцепления с основой,и несколько снизить трудоемкость про- уцесса (за счет проведения трех операций в одной ванне путем выдержки вней без тока и последующим простымпереклюцением полюсов) . 15 4при рН=2-2,5, температуре 50- 55 С втечение 1-1,5 мин,Электрохимицеское активированиев том же растворе при тех же рН итемпературе и анодной плотности тока3-4 А/дмЪ течение 10-15 с,Нанесение подслоя (толщиной 3-5 мкм)из сплава никель-марганец, содержащего 0,6-0,83 марганца. в том же растворе при тех же рН и температуре икатодной плотности 2-3 А/дм в течение 20-25 мин. (Все три указанныеоперации проводят в одной ванне путемвыдержки без тока и переключениемполюсов),Термическую обработку на воздухпри 140-160 оС в течение 60-80 минс медленным подъемом температуры до,заданного значения в течение 20-30 мин.(Здесь же осуществляют контроль наотсутствие вздутий и отслоений подслоя).Химическое декапирование в соляной кислоте в течение 10-20 с.Предварительное серебрение в цианистом электролите, содержащем, г/л:Серебро азотнокислое1,в пересчете на металл) 1-3Калий цианистый 70-90Калий углекислый 20-30при 18-30 ОС и катодной плотности тока2 А/дм в течение 1-3 мин,Подготовленную вышеуказанным способом поверхность алюминиевого сплава подвергают окончательному серебрению в растворе, содержащем, г/л:Серебро азотнокислое(в пересчете. на металл) 20-30Калий цианистый 20-40Калий углекислый 20-30при 18-30 оС и катодной плотности тока 03-1,5 А/дм в течение 30-40 мин.После чего проводят термическуюобработку при 190-200 С в течение.60 мин. Улучшение сцепляемости серебряного покрытия с основой в предлагаемом способе достигается за счет исключения неравнрмерного растрава поверхности изделий из алюминиевых сплавов, в том числе и кремнистых, наблюдаемого обычно при известном способе, а также отсутствия промежуточных операций - предварительной активации и промывки, которые увеличивают вероятность возникновения локальных дефектов поверхности в процессе ее подготовки перед покрытием.5 Э 3181Наряду с этим покрытие никель-мар"ганец предлагаемого состава характеризуется повышенной пластичностью ихорошей сцепляемостью с алюминиевойосновой, возрастающей при нагреве за %счет возможного усиления термодиффуэионных процессов, которые в данномслучае стимулируются высокой подвижностью атомов марганца.Наиболее благоприятные условия Вдля протекания этих явлений достигаются при температуре выше 140 С.При этой температуре и выдержке1,5 ч обеспечивается также практически полное обезводораживание подслоя. 1Выбор верхнего предела температуры (160 оС) ограничивается областью, впределах которой возможна релаксациямеханических свойств соответствующихсплавов. 20При этом предпочтительным является медленный нагрев подслоя вместес печью (сушильным шкафом) от исход"ной (цеховой) температуры, что исключает воэможность резких сдвиговых дефор Имаций,обусловленных различной степеньюобъемного расширения покрытия и основы, а также мгновенного образования ,микроколлекторов в объеме подслоя засчет, повышенной интенсивности диффу." Эв зии водорода. Время, необходимое для повышения температуры в сушильном шкафу до 140-160 С, составляет обычно 25-30 мин.Толщина промежуточного покрытия сплавом никель-марганец в пределах от 3 до 10 мкм существенного влияния на качество серебряных покрытий не ока", зывает, В данном случае толщина 3-5 мкм,(с учетом раэнотолщинности по профи ф лю покрываемых деталей) отвечает минимальному значению, при котором обеспечивается требуемая коррозионная стойкость покрытия.45Состав сульфаминового электролита и режим электролиза соответствует оп" тимальным условиям получения покрытия сплавом никель-марганец, содержащего 0,6-0,8 вес. Ф марганца, требуемого качествЪ. Высокая степень активации алюминиевых сплавов в этом электроли" те, обеспечивающая надежное сцепление покрытия с основой, при выбранном режиме достигается благодаря разрыхлеИнию пассивной пленки на поверхности алюминиевых сплавов при вэаимодейст" вии ее с соединениями марганца высшей ,валентности и последующего оседания0,1До 1 Термическая обработка при 160 С в течение.80 мин с медленным подъемом температуры.Декапирование в соляной кислоте (300 г/л) в течение 10 с.Предварительное серебрение в электролите, содержащем, г/л:Серебро азотнокислое(в пересчете на металл) 30 Калий цианистый 40 Калий углекислый 20 5 6их на поверхности сплава и частичного контактного выделения марганца.П р и м е р, Обработке подвергают товарные детали усложненной конфигурации иэ алюминиевых сплавов в количестве 30 шт, по следующей технологической схеме.Гидропескоструйная обработка,Химическое обеэжиривание в растворе, содержащем, г/л:Гидроксид натрия 12Тринатрийфосфат 50Жидкое стекло 30 при 70 С в течение 10 мин.Химическое травление в 10-ной плавиковой кислоте при цеховой температуре в течение 15-20 с для деталей иэ сплава АМГ, АМГили в растворе, содержащем плавиковую кислоту (140 г/л) и азотную кислоту (680 г/л) для деталей из сплава АК"6, Д 16, АЬ, АР 6.Обработка в растворе, содержащемСульфамат никеля, г 340Сульфамат марганца, г 100Хлорид никеля, г 7Борную кислоту, г 30Антипиттинговую добавку "Прогресс",млВоду, лпри рН=2 и 55 оСВыдержка без тока в течение 1,5 мин химическое активирование, выдержка на аноде при плотности тока 3 А/дм в течение 15 с электрохимическое активирование; выдержка на катоде при плотности тока 2 А/дм в течение 35 мин - нанесение подслоя иэ сплава никель-марганец.Формула изобретения Детали и ма териалы ос- новы вариант 1 ариант 2 КорпусАМГУдовлетворяет требованиям ГОСТа9.302-78 и9 302-79 Удовлетворяет требованиям ГОСТа 9.301-78 и 9.302-79 Удовлетворя ет требованиям ГОСТа Удовлетворя- Зз ет требованиям ГОСТа 7 9318 при 20 С и плотности тока 1 А/дм в течение 40 мин.Термическая обработка при 200 Со в течение 60 мин.Качество покрытия и прочность его сцепления с основой оценивают визуально под микроскопом по внешнему виду и наличию вздутий, пузырей, отслоений, согласно ГОСТУ 9.301-78 и 9.302-79 по результатам опытной проверки в полупроизводственных условиях двух вариантов технологицеских схем: известной (1 вариант) и предлагаемой (2 вариант).Результаты испытаний приведены в таблице. Внешний вид качества покрыт,ийКрышка Д 16 Мелкие вздутия,пузырьки Корпус АК 6 в местахсопряжения Образцы из Мелкие взду- АМГ,АК, тия на кромД 16 . ках (АК 6,Д 16) приведенные данные таблицы показывают, что изобретение обеспечивает , получение. серебряных покрытий с болеевысокой адгезией к основе из кремнистых алюминиевых сплавов по сравнению с известным. 43Применение предлагаемого способапозволяет резко сократить предел покрытий при серебрении деталей из алюминиевых сплавов, снизить непроизводительные потери серебра, неизбеж- уно возникающие при перепокрытии деталей. Кроме того, сокращение операций по подготовке поверхности при использовании предлагаемого способа обеспечивает снижение трудоемкости процесса серебрения алюминиевых снла. вов, расхода реактивов, а также более рациональное использование прогизводственной площади (исключение двух ванн).Внедрение предлагаемого способа не требует дополнительных капвложений, способствует улучшению условий труда, достигаемая экономическая эффективность на одном предприятии составит 12- 15 тыс. руб. при годовой программе 800- 1000 м в год,Способ подготовки алюминиевыхсплавов перед серебрением, включающий химическое активирование,нанесение подслоя на основе никеля, термическую обработку, химическое декапирование в соляной кислоте и предварительное серебрение в цианистом электролите, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения сцепления покрытий с основой, после химического активирования проводят электрохимическое активирование прианодной плотности тока 34 Р/дм втечение 10-15 с, в качестве подслояна основе никеля наносят подслойиз сплава никель-марганец, содержащий 0,6-0,83 марганца при катоднойплотности тока 2-3 А/дм, а термическую обработку ведут при 140-160 С,причем химическое и электрохимическое активирование и нанесение подслоя из сплава никель- марганец осуществляют при рН 2-2,5 и 50-55 С водном и том же растворе, содержащемСульфамат никеля,г 300-350Сульфамат марганца,г 90-100Хлорид никеля, г 5-7Борная кислота,г 30-35Антипиттинговаядобавка "Прогрес",мл 0,1-0,15Вода, л До 1Источники информации,1 принятые во внимание при экспертизе1. Баташев К,Н. Непосредственноенанесение гальванических покрытий наалюминий и его сплавы; Сборник. Высокопроизводительные электролиты длянанесения металлических покрытий. ЛЛДНТП, 1975, с. 67-70, ВНИИПИ Заказ 3673/35 Тираж 687 Подписноеифилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,