Курсовая работа: Дільниця функціонального покриття індієм
4
Температура 600 С обрана тому, що при збільшенні температури реакція омилення прогресує, і її швидкість зростає. Критерієм якісного знежирення є суцільна плівка води на поверхні знежирених деталей при промивці.
Після знежирення здійснюється гаряча промивка для кращого видалення залишків забруднень. Під час такої промивки деталі прогріваються. Якщо гарячі деталі помістити в розчин травлення, то може виникнути перетравлювання поверхні, тому що швидкість травлення в гарячій кислоті значно вище, ніж у холодній. Тому після гарячої промивки здійснюється холодна промивка, а лише потім проводять травлення
Видалення з деталей значного прошарку окалини, продуктів корозії, сульфідних чи оксидних плівок, що утворюються внаслідок взаємодії з навколишнім середовищем і міцно зчеплені з металом, здійснюється хімічним шляхом – обробкою поверхні виробів у розчинах кислот. Під час травлення хімічний зв’язок цих сполук з основним металом порушується, і вони видаляються з його поверхні.
Поверхня чорних металів звичайно вкрита шаром окалини та іржі. До складу окалини входять такі оксиди: FeO, Fe2 O3 , Fe3 O4 ; до складу іржі – FeO, Fe2 O3 . Причому шар оксидів неоднаковий як за товщиною, так і за складом: зовнішня частина містить вищі оксиди, а на межі з металом знаходяться нижчі оксиди – FeO. Травлення чорних металів проводять у розчинах сульфатної та хлоридної кислот або їх сумішей. Для травлення обираємо хлоридну кислоту. При травленні перебігають такі реакції:
FeO + 2HCl = FeCl2 + H2 O (1.1)
Fe2 O3 + 6HCl = 2FeCl2 + 3H2 O (1.2)
Fe3 O4 + 8HCl = 2FeCl2 + FeCl4 + 4H2 O (1.3)
Fe +2HCl = FeCl2 + H2 (1.4)
Аналогічні реакції мають місце при травленні в розчинах сульфатної кислоти, але механізм травлення в цих кислотах неоднаковий. В сульфатній кислоті головним чином перебігають реакції 1.1 і 1.4, видалення ж оксидів Fe2 O3 i Fe3 O4 в значній мірі відбувається завдяки порушенню з’єднання з металом внаслідок підтравлення та розпушення воднем, який відриває їх від металевої поверхні. В хлоридній кислоті на відміну від сульфатної переважно розчиняються оксиди, а чистий метал не розчиняється.
З цієї точки зору більш небезпечним є травлення в сульфатній кислоті. При однакових концентраціях і температурах швидкість травлення в хлоридній кислоті вища, ніж в сульфатній, але при підвищенні температури швидкість травлення в сульфатній кислоті різко зростає ( в 10 – 15 разів), тоді як на травлення в хлоридній кислоті температура такого суттєвого впливу не має. До того ж розчини хлоридної кислоти не рекомендують підігрівати вище 40 о С через летючість хлористого водню.
З метою запобігання наводнювання, перетравлювання деталей, а також для зниження втрат металу і витрат кислоти в травильні розчини вводять інгібітори травлення, що захищають метал і від водневої крихкості. На оксидах і травильному шламі інгібітори не адсорбуються. Дія інгібіторів полягає в гальмуванні обох або однієї з супряжених реакцій анодного розчинення заліза
Fe – 2e = Fe2+
чи катодного виділення водню
2H+ + 2e = H2
Якщо втрати металів при травленні досягають 3 – 4 %, то при введенні в розчини інгібіторів вони зменшуються до 1 – 1,5 % .
Для хімічного травлення деталей доцільно використовувати розчин наступного складу, г/дм3 :
| Кислота хлоридна технічна | 200-220 |
| Інгібітор КІ-1 | 5-7 |
| Температура t, 0 C | 15-30 |
| Час обробки t, хв. | 2 |
Після ванни травлення ставиться ванна двокаскадної промивки.
2.3 Вибір і обґрунтування робочого електроліту для одержання покриття
Для індіювання використовуються електроліти як на основі простих гідратованих іонів індію, так і комплексних іонів.
До простих електролітів відносять сульфатні, борфторидні, хлоридні, сульфаматні електроліти. Причому, кислі електроліти індіювання вважаються більш стабільними, ніж лужні.
Сульфатні кислі електроліти прості за складом, стабільні в роботі, не вимагають спеціальної вентиляції і підігрівання. Вихід за струмом в цих електролітах становить 80-90 %. Осади мають порівняно грубокристалічну структуру, їх розсіювальна здатність низька, тому в сульфатних електролітах покривають лише деталі простої форми. Відхилення від вказаного рН призводить до зниження виходу за струмом і погіршення якості покриття. При додаванні боратної кислоти до електроліту різко підвищується вихід за струмом..Тому цей електроліт найкраще підходить для покриття індієм.
З борфторидних електролітів індіювання осаджуються при високих густинах струму. З них отримують задовільні покриття на чавуні. Розсіювальна здатність борфторидного електроліту низька, і майже така ж, як у сульфатного електроліту. Відмінність електроліту – висока чутливість до домішок, тому в процессі експлуатації необхідно чистити електроліт активованим вугіллям.
Хлоридний електроліт використовують для покриття деталей з середнім рел’єфом. Розсіювальна здатність цього електроліту вище, ніж у сульфатного. Покриття в цьому електроліті отримують напівблискучими, мікрокристалічними, щільними, рівномірними.
Сульфаматний електроліт має високу розсіювану здатність, стабільний в роботі, нетоксичний. Різко падає вихід за струмом в процессі роботи. Електроліт треба відновлювати активованим вуглем.
Серед комплексних електролітів індіювання найбільш поширені ціаністі, аміачно-тартратні, поліетиленполіаміновий, пірофосфатний, трилонатний.
В ціаністих електролітах отримують дрібнокристалічні, рівномірні за товщиною плівки осади індію. Їх використання потребує індивідуальної вентиляції, спеціальних заходів щодо скиду та знешкодження стічних вод, в яких промиваються деталі після покриття індієм, і особливої обережності в експлуатації. Розсіювальна здатність ціаністих електролітів висока, вона залежить від складу електроліту та режиму електролізу. При невисокій концентрації ціанистого натрію розсіювальна здатність ціанистого електроліту більше, ніж у кислих електролітів . Вона різко зростає з ростом концентрації вільного ціаністого натрію.
Склад електроліту для індіювання,г/дм3 :
|
Хлорид індію(в пересчете на металл) Пірофосфат калію К-во Просмотров: 390
Бесплатно скачать Курсовая работа: Дільниця функціонального покриття індієм
|