Допустимая плотность серной кислоты в растворе для удаления никелевого покрытия
Вопрос.
Подскажите, пожалуйста, максимально и минимально допустимую плотность серной кислоты в электролите для удаления никелевого покрытия (состав: серная кислота – 1 л, глицерин 10 г/л, температура 15-25°С, плотность тока 3-8 А/дм² ). В тех. процессе указана плотность кислоты 1,74 г/см³, в тех. литературе 1,63 или 1,61, встречается 1,52, в ОСТе в составе нет глицерина, только серная кислота плотность 1.84. Читала, что если плотность электролита ниже 1,52 г/см³, то детали могут «затравиться».
Ответ.
При указании составов электролитов, содержащих кислоты, вначале всегда приводят концентрацию кислоты, которая используется для приготовления раствора, затем ГОСТ, который характеризует её качество и, наконец, её концентрацию в растворе.
Например,
H2SO4 ГОСТ 4204-77 (ρ = 1,84) ………. 720 г/л.
Такая запись означает, что в одном литре раствора содержится 720 грамм концентрированной серной кислоты с плотностью ρ = 1,84.
Таким образом, 1,84 это плотность исходной кислоты, а не плотность рабочего раствора.
В приведённом вами составе указан объём (1 литр) кислоты, но не указана её концентрация. Судя по последующему тексту, можно предположить, что плотность этой кислоты 1,74. Кислота с такой плотностью выпускается башенным способом, она, как правило, низкого технического качества и для снятия никеля не подходит.
Электролит для снятия никеля готовится на основе серной кислоты марки «химически чистая» или «аккумуляторная». Очень важно отсутствие в электролите ионов хлора, так как они способны активировать основу. По этой причине техническая серная кислота для приготовления электролита для снятия никелевых покрытий непригодна.
Кроме того, в своём вопросе вы не указали материал основы, т.е. с какого металла нужно снимать никелевое покрытие. Дело в том, что плотность раствора и режимы электролиза будут зависеть от марки стали, с которой снимается никель. Это объясняется тем, что разные марки стали пассивируются по-разному.
Для снятия никелевого покрытия со стали и меди довольно широкое распространение нашёл способ анодной обработки в растворах серной кислоты.
| Кислота серная H2SO4 (ρ =1,84), г/л | 720 |
| Глицерин, г/л | 30¸50 |
| Анодная плотность тока, А/дм2 | 5¸10 |
| Температура, °C | 15¸25 |
| Напряжение, В | ≈ 6 |
| Плотность электролита | (ρ=1,63) |
| Скорость растворения, мкм/ч | 120 |
| Материал катода | Свинец |
В этом составе указана плотность (ρ=1,63), это значение, на которое нужно ориентироваться при приготовлении электролита.
С целью снижения вероятности растравливания металла основы в серную кислоту вводят глицерин или этиленгликоль, повышающие вязкость раствора, и ингибиторы (триэтиламин, трибутиламин).
Плотность и вязкость раствора может снижаться из-за разбавления водой, находящейся на поверхности влажных деталей, поэтому для предотвращения разбавления электролита рекомендуется детали загружать в ванну снятия никеля сухими. Вместе с тем, нужно иметь ввиду, что по мере эксплуатации электролита его плотность будет увеличиваться за счёт насыщения солями никеля.
Температура раствора должна быть (18¸20°С), допустимо превышение до 30°С. При более высоких температурах железо не пассивируется, что приводит к растравливанию основы.
В химически чистой кислоте плотность тока должна быть не ниже 5¸7 А/дм2, а в аккумуляторной кислоте – не ниже 10¸15 А/дм2. Верхний предел плотности тока ограничен опасностью разогрева электролита за счёт выделения джоулева тепла (объемная плотность тока не должна превышать 0,5¸0,75 А/л).
По мере того как никелевое покрытие снимается и обнажается железо, оголенные стальные участки пассивируются и на них начинается выделение кислорода, поэтому перетравливания детали, как правило, не происходит. Определить полноту снятия никеля по интенсивности газовыделения затруднительно, по этой причине приходится периодически вынимать детали для осмотра, что, как правило, никаких существенных нарушений процесса не вызывает. Оголённые участки стальной основы и оставшееся на поверхности детали никелевое покрытие имеют различные оттенки (поверхность запассивированной стали обычно более тёмная).
С меди и медного подслоя никель снимается тем же способом, который описан для его снятия со стали. Необходимо иметь ввиду, что медь на аноде в серной кислоте пассивируется при значительно более высокой плотности тока. При работе в аккумуляторной серной кислоте плотность тока должна быть не меньше 30¸35 А/дм2.
Первоначально нужно опытным лабораторным путём подобрать наиболее оптимальные режимы для каждого конкретного случая.
24.06.2017
