Российское общество гальванотехников
и специалистов в области обработки поверхности
карта сайта
Гальванотехника и обработка поверхности №1 за 2017
Содержание
журналов:

Подписка >>
Выпуск № 1 за 2017 год

Торговый Дом “ЭЛМА”: надёжные насосы, фильтровальные установки, нагреватели, мешалки из композита
перейти в каталог...
Каталог производителей и продукции для гальваники
Материалы и химикаты
для гальванопокрытий
» цинкование » хромирование » меднение » никелирование » оловянирование » кадмирование » драгметаллами » для электроники
Конверсионные пк
» оксидирование » фосфатирование » хроматирование » хромитирование Анодирование
Нанесение покрытий на:
» титан и его сплавы » алюминий и его сплавы » ЦАМ » магний и его сплавы » нержавейку Гальванопластика Нанесение покрытий на
изделия заказчика
Оборудование и приборы
» гальванические линии » ванны из пластика » вентиляция » фильтры, насосы, ТЭНы » выпрямители » измерительные приборы » ячейки Хулла Проектирование и реконструкция
гальванических производств
Решение экологических проблем Автоматизация процессов
Покрытия сплавами
» на основе меди » на основе никеля » на основе олова » на основе цинка
Хим. покрытия
» золотые » медные » никелевые Подготовка поверхности Аноды

Rambler's Top100

Вопросы – Ответы

О коррозионной стойкости покрытия медь-никель-хром и вариантах его замены

Вопрос.

Добрый день. На деталь «якорь» из стали 10880-Ш конструктор задает покрытие М3Н1Х6. Деталь работает во влажной среде, иногда обрабатывается паром (дезинфекция), а также испытывает некоторое механическое воздействие (ударяется о резиновую прокладку). В КД есть пункт «магнитные свойства: магнитная индукция, коэрцитивная сила должны соответствовать ГОСТ 11036-75». Наш гальванический цех давно отказался от цианистого электролита меднения и просто физически не может обеспечить удовлетворительную адгезию меди по стали. Тогда конструктора пошли нам на встречу и поменяли покрытие на Н1М3Х6. Но также ничего путного не вышло. Моё предложение было таковым: нанести химический никель 15-20 мкм с последующей теормообработкой 350-400 градусов в вакууме (а можно и без вакуума, но будут побежалости). На мой взгляд, для влажной среды степень антикоррозионной защиты у химического никеля толщиной 15-20 мкм куда выше, чем у трёхслойного пирога, предложенного конструкторами. Более того, дополнительная термообработка (350-400 градусов) увеличит твёрдость хим. никеля и она будет куда выше, чем у М-Н-Х покрытия. Еще как вариант провести дополнительное гидрофобизирование хим. никеля, но у него свои режимы сушки. Итак, вопрос:

1. Годится ли покрытие М3Н1Х6 (Н1М3Х6) в качестве антикоррозионного и износостойкого покрытия в условиях влажной среды?

2. Подвергается ли Сталь 10880-Ш коррозии без какого-либо покрытия?

3. Можно ли заменить покрытие М3Н1Х6 (Н1М3Х6) на Хим.Н 15-20 с последующей термообработкой 350-400 градусов в вакууме? Каково влияние хим. никеля толщиной 15-20 мкм на магнитные свойства стали?

4. Может быть так, что наличие цветов побежалости (окислов) после термообработки благоприятно повлияют на антикоррозионные свойства и магнитные свойства (хотя насчет магнитных сомневаюсь)?

5. Если можно гидрофобизировать хим.никилевое покрытие, то в какой очередности выполнять операции? 1.Хим.никелирование 2. Термообработка в печи 350-400 градусов 3. Гидрофобизирование 4. Сушка в печи на 180 градусов или 1. Хим.никелирование 2. Гидрофобизирование 3. Сушка в печи на 350-400 градусов. Не уничтожит ли гидрофобный слой температура в 350-400 градусов?

Большое спасибо за ответ!

Уральский приборостроительный завод

 

Ответ.

1. О коррозионной стойкости и защитной способности любого вида покрытия можно говорить только в том случае, если известен состав коррозионной среды и её кислотность. К сожалению, в Вашем вопросе данная информация (кроме наличия влаги) отсутствует.

Покрытие М3Н1Х6, конечно, существенно повысит коррозионную стойкость электротехнической стали, но вследствие малой толщины никелевого подслоя это повышение будет не очень велико и не долговечно, так как хромовые покрытия и никель при толщине 1 мкм имеют очень высокую пористость. Выбор схемы многослойного покрытия и толщин отдельных слоёв производится с учётом коррозионной агрессивности среды, срока службы покрываемого изделия и сложности конфигурации детали. Кроме того, следует учитывать опасность попадания продуктов коррозии в среду, например, в медицинской технике.

Покрытие Н1М3Х6 благодаря нижнему подслою никеля позволит предотвратить контактное выделение меди на стали, но технологически наносить такое покрытие довольно сложно, так как в процессе погружения деталей в электролит без тока тонкий слой меди может в значительной мере раствориться в агрессивном электролите хромирования. По этой причине время нахождения омеднённого изделия в электролите хромирования необходимо сокращать до минимума, что очень трудно сделать при работе в автоматической линии. Кроме того, исключение слоя никеля между слоями меди и хрома существенно снизит коррозионную стойкость покрытия, так как в значительной мере исчезает элемент электрохимического механизма защиты.

Целесообразнее было бы нанести покрытие по схеме Нм - М - Нб - Х. Толщины слоёв зависят от агрессивности коррозионной среды и сложности конфигурации деталей. Подбор толщин производится на основании коррозионных испытаний.

 

Назначение слоёв:

Никель матовый. Подслой матового никеля наносится для предотвращения контактного выделения меди на стали. Рекомендуемая толщина 1-3 мкм. Для плоских деталей можно ограничиться толщиной в 1 мкм. Для сложнопрофилированных деталей желательно наносить до 3 мкм, так как во впадинах толщина никеля будет ниже.

Подслой меди. В коррозионной паре Cu - Ni медный подслой делает никель анодом, что существенно повышает защитную способность покрытия. Кроме того, по сравнению с никелем медь менее пориста и значительно дешевле. Толщина подслоя меди должна быть такой, чтобы отсутствовала сквозная пористость. Пористость медного покрытия зависит от толщины слоя, состава электролита и режимов электролиза (3 мкм – минимум).

Никель блестящий. Никель, благодаря очень высокой склонности к пассивации, является основным защитным слоем. Кроме того, он повышает поверхностную твёрдость покрытия. В кислых средах в коррозионном процессе никель, будучи анодом по отношению к меди, принимает коррозионный удар на себя. По этой причине в кислых средах в процессе эксплуатации никель будет частично растворяться. Таким образом, толщина никелевого подслоя будет зависеть как от рН среды, так и длительности эксплуатации изделия.

Хромовое покрытие. Хромовое покрытие повышает поверхностную твёрдость покрытия, а благодаря высокой пассивности хром повышает коррозионную стойкость. Если механическое воздействие на деталь в процессе эксплуатации заключается только в ударе о резиновую прокладку, то при увеличении толщины слоя никеля толщину хромового покрытия можно уменьшить до 1-2 мкм.

 

2. Сталь 10880-Ш практически не содержит легирующих компонентов. По этой причине в обычных условиях эксплуатации она не является коррозионностойкой. Относительно коррозионной стойкой такая сталь может быть только в достаточно щелочной среде.

3. Коррозионная стойкость и защитная способность химического никеля толщиной 20 мкм может быть и не хуже, чем у многослойного покрытия, предложенного конструкторами, но только за счёт значительно большей толщины покрытия и при условии полной беспористости. Дело в том, что никелевое покрытие по отношению к железу является катодом и защищает сталь только механически.

Себестоимость химического никеля может оказаться существенно выше, чем себестоимость многослойного покрытия. Кроме того, время нанесения толстослойного химического никеля выше, чем суммарное время нанесения тонких слоёв меди никеля и хрома. Так, в обычных электролитах время нанесения 20 мкм химического никеля составит ~ 1,5 часа, а в современных более дорогих электролитах химического никелирования – не менее 30-40 минут. Также нужно иметь в виду, что растворы химического никелирования требуют довольно частой корректировки или замены. Растворы химического никелирования в процессе эксплуатации менее стабильны.

Для решения вопроса о целесообразности замены многослойного покрытия на химический никель необходимо провести сравнительные коррозионные и эксплуатационные испытания и рассмотреть экономическую сторону вопроса.

Поскольку железо-никелевые сплавы относятся к магнитомягким материалам, можно предположить, что никелевое покрытие не существенно повлияет на магнитные свойства изделия.

4. Наличие цветов побежалости на должно существенно повлиять на коррозионную стойкость никеля, так как никель практически всегда находится в пассивном состоянии.

5. Не понятна цель гидрофобизации химического никеля на детали, которая подвергается трению. Гидрофобизацию, как правило, проводят для высокопористых материалов, например, для деталей, изготовленных методом порошковой металлургии. Большинство гидрофобизирующих составов включают вещества органического происхождения. Большинство таких составов при температуре 350-400°С будет разрушено. Кроме того, при отсутствии существенной пористости гидрофобизирующий состав будет находиться только на поверхности изделия в виде плёнки с низкой адгезией и низкой износостойкостью.

Мамаев В.И.

18.03.2015

Курсы повышения квалификации
в I полугодии 2017 года
Новые материалы на сайте
Книги по гальванике (скачать)
Тезисы докладов конференции «Покрытия и обработка поверхности» – 2015, 2014, 2013
«Вопросы – ответы»
Чёрное блестящее покрытие
Покрытие титаном
Растрескивание и отслоение от стали цинкового покрытия с ЛКП на деталях с винтовым соединением
Покрытие алюминия для работы в сильнощелочной среде
Вопрос о Курсах повышения квалификации по гальванике
Рекомендуемые книги по гальванике и гальванотехнике
Оксидирование алюминия и его сплавов. Скопинцев В.Д. (2015)
Никелирование. Мамаев В.И., Кудрявцев В.Н. (2014)
Сборник практических материалов для работников гальванических цехов (2012)
Цинкование. Техника и технология. Окулов В.В. (2008)
Фосфатирование. Григорян Н.С., Акимова Е.Ф., Ваграмян Т.А. (2008)
Электролитическое хромирование. Солодкова Л.Н., Кудрявцев В.Н. (2007)
Промывные операции в гальваническом производстве. Виноградов С.С. (2007)
Организация гальванического производства. Оборудование, расчёт производства, нормирование. Виноградов С.С. Изд. 2-е, под редакцией проф. В.Н. Кудрявцева (2005)
Экологически безопасное гальваническое производство. Виноградов С.С. Изд. 2-е, под ред. проф. В.Н. Кудрявцева (2002)
ООО «Навиком» представляет выпрямители «Пульсар СМАРТ»

 

ООО «Точность» – пружины, шайбы, кольца из ленты и проволоки

© Российское общество гальванотехников - www.galvanicrus.ru, 2007—2017