Процесс холодного уплотнения на основе никелевых солей и фторсодержащих солей

В этом пункте приведены рецепты для реализации процессов «холодного уплотнения» на основе солей никеля и фторсодержащих солей (примечание 1, 2 и 3). Он включает в себя знания об этих процессах, полученных в последние годы, и определяет наиболее важные параметры. Процесс делится на 2 этапа: первый уплотнение анодирования, второй – гидратирование анодного покрытия.

Что касается других процессов уплотнения,  то необходимо производить анодное покрытие хорошего качества  в соответствии с условиями, предусмотренными в настоящем пункте.

Примечание 1.Процессы холодного уплотнения основаны на химических веществах, которые проникают  в поры оксидной пленки и инициируют химическую реакцию. Это зависит не только от температуры, но и от используемых химических веществ, и других факторов процесса. Данная спецификация относится только к процессам холодного уплотнения на основе фторида никеля.

Примечание 2. Продукт, доступный на рынке может быть "смесью" из никелевых солей и фторидов или фторсодержащих солей, где фторид никеля может быть лишь небольшой частью от общего количества.

Примечание 3.Поскольку потребление фтора немного выше, чем стехиометрическое количество никеля, некоторые продукты на рынке, содержат небольшой избыток фторидов.

Первый этап процесса уплотнения

1) Концентрация продукта: содержание ионов никеля   1,5 ± 0,3 г / л; свободных ионов фторида в диапазоне от 0,3 до 1,0 г / л
2) Температура ванны: от 25 до 30 ° С
3) рН: 5,8 - 7,0 (предпочтительно 6,5 ± 0,2)
4)Время уплотнения: 1,0 ± 0,2 мин / мкм анодного покрытия
5) ионы сульфата в растворе менее чем 5 мг / л

Промывка после первого этапа процесса холодного уплотнения имеет важное значение, поэтому  обязанностью поставщика является указать это в условиях.

Примечание 4.   Избыток фторидов, особенно в присутствии низкого рН приводит к быстрой деградации раствора из-за химического воздействия на поверхность оксида. Эта атака особенно заметна на полированных или блестящих частях.
Примечание 5. Избыток ионов, отличных от никеля и фтора может вызвать снижение активности раствора; в этом случае фильтрация может помочь преодолеть эту проблему.

Поставщик должен предоставить заводу анодирования подробную информацию о  проценте активных химических компонентов, а если это порошок, то процент нерастворимого вещества в продуктах.

Качество воды, используемой для приготовления ванны необходимо проверять перед использованием; целесообразно использовать деионизованную воду, чтобы компенсировать потери ванны. Рабочие параметры для холодного уплотнения имеют исключительно важное значение и, как указано ниже, следует тщательно контролировать, чтобы достичь удовлетворительного результата. Важно также помнить, что параметры являются взаимозависимыми; например,ионы фторида высокой концентрации требует более низкой рабочей температуры и / или более короткого времени уплотнения и более высокого значения рН.

Наиболее важными компонентами ванны являются никель и фторид. Избыток свободных ионов фтора может привести к повреждению анодирования. В некоторых случаях, 5 - 10% никеля замещают кобальтом, чтобы минимизировать зеленоватый оттенок. После анализов, ванна должна быть пополнена с особой осторожностью, избегая ее использования до тех пор, пока добавляемые вещества не растворяться  полностью.

Иногда, фторид никеля может содержать нерастворимое вещество. Желательно, добавлять в смесительной камере за пределами ванны. Кроме того, фторид потребляется на более высокой скорости, чем никель, а добавки аммония или фторида калия требуются для поддержания правильного баланса.

Аналитические методы проверки ванны должны быть предоставлены поставщиком. Метод EDTA используется для никеля, а потенциометрический метод с ионно-чувствительным электродом для свободного фторида.

Примечание 6.   Рекомендуется избегать использования плавиковой кислоты или слишком кислых фторированных солей, способных нарушить рН баланс раствора. Сильные изменения рН никогда не являются положительными для конечного качества.

Температура ванны должна поддерживаться с помощью чувствительного термостатического устройства.   Этот параметр имеет большое влияние на кинетику процесса. Слишком высокая температура, особенно, когда концентрация свободного фтора находится на высоком уровне, может стать причиной повреждения оксидной пленки и привести к образованию порошка на поверхности анодированной детали.

Значение рН раствора предпочтительно должно быть 6,5 ± 0,2. В общем, чем выше рН, тем лучше, но невозможно превысить 7,0, не вызывая незначительного осаждения гидроксида никеля. Значение рН влияет на количество никеля, осажденного в порах, но ниже 5,8 осаждается недостаточное количество  никеля, а может произойти химическое воздействие на  поверхность  с помощью фторида. Примечание 7.  рН следует измерять с максимальной осторожностью, так как фторид в растворе может атаковать электроды рН или повредить стеклянную мембрану. Поэтому  важно проверять электроды рН через регулярные промежутки времени.

Промывка.Промывка должна быть достаточно тщательной, чтобы свести к минимуму выведение ионов фторида на второй стадии.

Второй шаг  процесса уплотнения

Для завершения процесса холодного уплотнения, обработанные детали должны подвергаться воздействию высокой влажности в течение некоторого времени, которое может быть ускорено путем погружения детеалей холодного уплотнения в водяную ванну
при высокой температуре. Ванна должна работать при температуре, по меньшей мере, 60°C (предпочтительно 70 ° C).  Эта процедура облегчает перемещение и проверку, и является неотъемлемой частью обработки.

Абсолютно необходима тщательная промывка между холодным уплотнением и обработкой водой  высокой  температуры, так как ионы фторида могут препятствовать процессу гидратации.

Оксидная пленка с холодным уплотнением более склонна к растрескиванию, чем с обычным уплотнением,  особенно при воздействии в теплых, сухих помещениях. Этот эффект значительно снижается при гидратной обработке при повышенной температуре после холодного уплотнения. Хотя и не обязательно, но  использование городской воды может быть предпочтительным для промывки перед второй стадией, так как это вызывает осаждение фторида.

Контроль качества.Если процесс холодного уплотнения в том числе первой и второй стадии, происходит как это описано выше, то уплотнение может быть проверено таким же образом, как обычное уплотнение.   Наиболее подходящие тесты – это  тест пятна  в соответствии с ISO 2143 и тесты потери массы в соответствии с ISO 3210.