Electrolito de níquel.

Electrolito de níquel que contiene:

- sales de níquel,

- de 5 g/l a 150 g/l de ácido orgánico o sus sales,

- de 0,05 g/l a 1 g/l de sólido inorgánico con un tamaño de grano (d50) de 0,1 μm a 3 μm,

-< 10 g/l de ácido bórico,

no conteniendo el electrolito de níquel EDTA.

Electrolito de níquel

La presente invención se refiere a un electrolito de níquel y a su uso.

Los electrolitos de níquel galvánicos se conocen por el experto en las más distintas realizaciones. Por ejemplo, para el perfeccionamiento de superficies se dotan componentes de capas de cobre que se dotan de normalmente dos o tres capas de níquel y una capa de cromo u otras aleaciones. Mientras que las capas exteriores sirven para el aspecto óptico del componente, las capas inferiores sirven esencialmente para la protección frente a la corrosión.

Las áreas de aplicación típicas son por ejemplo diafragmas, listones, rejillas protectoras de radiadores en automóviles.

Los electrolitos de níquel usados con más frecuencia se basan en el denominado electrolito de Watts que tiene normalmente la siguiente composición:

-NiSO4•7H2O 240 g/l a 310 g/l

-NiCl2•6H2O 45 g/l a 50 g/l

-H3BO3 30 g/l a 40 g/l.

Para la protección frente a la corrosión se usan en capas de níquel esencialmente capas microagrietadas y microporosas. En caso de capas microagrietadas se generan tensiones durante la deposición del níquel mediante el uso de ácidos orgánicos. Una fotografía microscópica de una capa de este tipo se muestra en la figura 3. Las grietas en la capa de níquel continúan en el cromo depositado sobre el mismo. Los ataques de corrosión se transmiten por ello desde la capa de cromo exterior hasta la capa de níquel interior y no alteran la superficie.

Las capas microporosas han desplazado en muchos sectores a las capas microagrietadas. En caso de las capas microporosas se usan además de compuestos de azufre también sólidos, sin embargo ningún ácido orgánico.

La figura 4 muestra una fotografía de una capa microporosa.

Aunque de electrolitos de níquel se conocen numerosas variantes, existe además la necesidad de electrolitos de níquel mejorados que conduzcan a revestimientos que tengan propiedades de corrosión modificadas o mejoradas.

El documento US 3.471.271 describe un procedimiento en el que mediante adición de grandes cantidades de sólidos se generan grietas en la capa de níquel.

Era objetivo de la presente invención proporcionar electrolitos de níquel con los que puedieran obtenerse revestimientos con otras propiedades de corrosión preferentemente mejoradas.

El objetivo se consigue mediante un electrolito de níquel que contiene:

-sales de níquel

-de 5 g/l a 150 g/l de ácido orgánico, o sus sales

-de 0, 05 g/l a 1 g/l de sólido inorgánico con un tamaño de grano (d50) de 0, 1 μm a 3 μm

-< 10 g/l de ácido bórico;

no conteniendo el electrolito de níquel EDTA.

Como compuesto de níquel son adecuadas distintas sales de níquel, en particular cloruro de níquel, acetato de níquel, sulfato de níquel así como mezclas de los mismos.

La cantidad del níquel en el electrolito de níquel asciende preferentemente a de 5 g/l a 300 g/l, prefiriéndose una cantidad de 200 g/l a 280 g/l, respectivamente calculada con respecto a NiCI.

Como ácido orgánico son adecuados en particular ácidos orgánicos de bajo peso molecular tal como ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido butírico y mezclas de los mismos. Las cantidades adecuadas del ácido ascienden a de 5 g/l a 150 g/l, preferentemente de 10 g/l a 30 g/l o de 40 g/l a 70 g/l.

Adicionalmente, el electrolito de níquel de acuerdo con la invención contiene un sólido inorgánico, por ejemplo óxido de aluminio, dióxido de silicio, silicatos tales como por ejemplo talco, carburo de silicio o mezclas de los mismos. Los contenidos preferentes del sólido inorgánico se encuentran en el intervalo de 0, 1 g/l a 0, 8 g/l, prefiriéndose una cantidad de 0, 1 g/l a 0, 3 g/l.

Preferentemente, el electrolito de níquel contiene en sólido más de 0, 1 g/l, por ejemplo 0, 15 g/l o 0, 2 g/l. Preferentemente, el electrolito de níquel contiene menos de 0, 8 g/l o menos de 0, 7 g/l, más preferentemente menos

de 0, 5 g/l y más preferentemente menos de 0, 4 g/l o menos de 0, 3 g/l.

En formas de realización individuales, la cantidad de sólidos inorgánicos puede ser también de 0, 05 g/l a 100 g/l o de 0, 1 g/l a 60 g/l. Como tamaño de grano promedio del sólido inorgánico (d50) se usan preferentemente tamaños de grano de 0, 1 μm a 3 μm, más preferentemente de 0, 8 μm a 3 μm, aún más preferentemente de 1 μm a 2, 2 μm. En otras formas de realización puede encontrarse el tamaño de grano promedio en el intervalo de 200 nm a 5 μm o de 0, 8 μm a 3 μm.

De acuerdo con la invención se consigue mediante el electrolito que se depositen partículas inorgánicas en la capa. Se produce una capa microagrietada que contiene partículas inorgánicas depositadas. Las capas obtenidas correspondientes no las ha conocido el experto hasta ahora.

El electrolito de níquel puede contener otros constituyentes habituales de electrolitos, en particular agentes humectantes, sustancias tampón y/o abrillantadores.

En una forma de realización, el electrolito de níquel contiene adicionalmente amoníaco.

El contenido en ácido bórico se encuentra en < 10 g/l.

En una forma de realización de la invención, el electrolito de níquel de acuerdo con la invención no contiene ácido bórico. Se prefiere que el contenido en ácido bórico sea < 5 g/l, más preferentemente < 1 g/l.

Preferentemente, el electrolito de níquel de acuerdo con la invención no contiene ningún agente reductor tal como hipofosfito, tal como se usa para la deposición sin corriente externa. Preferentemente, el contenido en agente reductor se encuentra en < 10 g/l, más preferentemente < 5 g/l, aún más preferentemente < 1 g/l.

El agente reductor es un agente que a partir del electrolito puede reducir Ni2+ a Ni.

El electrolito de níquel de acuerdo con la invención se ajusta preferentemente a un valor de pH ácido entre pH 1, 5 y 6, 5, más preferentemente de 2 a 5, y aún más preferentemente de 3 a 4, 5. Esto puede realizarse de manera habitual mediante la adición de ácidos o bases.

Es también objeto de la invención un procedimiento para la galvanización de un componente que comprende la etapa de poner en contacto el componente con el electrolito de níquel de acuerdo con la invención y aplicar una densidad de corriente de 2 A/dm2 a 15 A/dm2, preferentemente 5 A/dm2 a 10 A/dm2 a una temperatura de 20 ºC a 55 ºC, preferentemente de 25 ºC a 35 ºC.

De acuerdo con la invención se usa un electrolito de níquel que ya sin adición de sólido conduce a una estructura microagrietada y concretamente independientemente de cómo se realice el tratamiento posterior del electrolito, por ejemplo aunque en el caso del tratamiento posterior de la capa se trate de un lavado en caliente o en frío. Un electrolito de níquel (sin adición de un sólido) se aplica en el sentido de esta solicitud como electrolito de níquel microagrietado, cuando con la aplicación de una densidad de corriente de 5 A/dm2 y una temperatura de 25 ºC con un espesor de capa de 2 μm seguida de un lavado en frío aparece una superficie agrietada.

Se ha mostrado que para una incorporación especialmente buena de un número mayor de partículas de sólido es importante que la capa de níquel generada sea más gruesa que el valor d50 de las partículas usadas. Cuanto más gruesas sean las capas, el sólido parece depositado de manera tanto más profunda y compacta. Se prefieren especialmente espesores de capa de más de 2 μm hasta 5 μm. El espesor de capa de cromo muestra poca influencia. Son adecuados espesores de capa de cromo en el intervalo de aproximadamente 0, 375 μm a 2 μm.

En la realización del procedimiento se muestra una influencia del movimiento del baño. Un pequeño movimiento del baño parece necesario para mantener dispersados los sólidos inorgánicos en electrolitos de níquel. Por otro lado un movimiento demasiado grande parece ser perjudicial, dado que probablemente se arrancan partículas de las grietas antes de éstas estén unidas de manera suficientemente fija.

La galvanización con electrolitos de níquel la conoce básicamente el experto y las medidas de procedimiento habituales para la galvanización con electrolitos de níquel pueden aplicarse también para el nuevo electrolito de acuerdo con la invención.

Mediante el uso del nuevo electrolito se obtiene una estructura especial que presenta poros y grietas definidos. Sorprendentemente esto conduce a una clara modificación de las propiedades de corrosión.

Típicamente el componente que se galvaniza está compuesto... [Seguir leyendo]

1. Electrolito de níquel que contiene:

- sales de níquel,

- de 5 g/l a 150 g/l de ácido orgánico o sus sales,

- de 0, 05 g/l a 1 g/l de sólido inorgánico con un tamaño de grano (d50) de 0, 1 μm a 3 μm,

- < 10 g/l de ácido bórico, no conteniendo el electrolito de níquel EDTA.

2. Electrolito de níquel según la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido en níquel asciende a de 5 g/l a 300 g/l, preferentemente de 200 g/l a 280 g/l con respecto a NiCl.

3. Electrolito de níquel según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el ácido orgánico se selecciona de ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido butírico y sus sales y mezclas de los mismos y/o porque el ácido orgánico está contenido en una cantidad de 10 g/l a 30 g/l o de 40 g/l a 70 g/l.

4. Electrolito de níquel según la reivindicación 1 a 3, caracterizado porque el electrolito de níquel forma capas que son microagrietadas.

5. Electrolito de níquel según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el sólido inorgánico se selecciona de óxido de aluminio, dióxido de silicio, silicatos tales como talco, carburo de silicio y mezclas de los mismos.

6. Electrolito de níquel según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el contenido en sólido inorgánico asciende a de 0, 1 g/l a 0, 3 g/l.

7. Electrolito de níquel según al menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el tamaño de grano promedio del sólido inorgánico (d50) se encuentra en de 0, 8 μm a 3 μm, preferentemente de 1 μm a 2, 2 μm.

8. Electrolito de níquel según al menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque están contenidos uno o varios de los constituyentes agentes humectantes, sustancias tampón, abrillantadores, amoníaco, compuesto alcalino, compuesto alcalinotérreo, compuestos de amonio.

9. Electrolito de níquel según al menos una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el níquel se introduce en forma de cloruro de níquel, sulfato de níquel, acetato de níquel o mezclas de los mismos.

10. Electrolito de níquel según al menos una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el valor de pH asciende a de 1, 5 a 6, 5, preferentemente de 3 a 4, 5.

11. Electrolito de níquel según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque no está contenido ningún agente reductor y/o ácido bórico.

12. Procedimiento para la galvanización de un componente que comprende la etapa de poner en contacto el componente con un electrolito de níquel de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11 y aplicar una densidad de corriente de 2 A/dm2 a 15 A/dm2, preferentemente de 5 A/dm2 a 10 A/dm2 a una temperatura de 20 ºC a 55 ºC, preferentemente de 25 ºC a 35 ºC.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque sobre el componente se aplican una o varias capas de cobre y eventualmente otras capas de níquel y finalmente una o varias capas de cubierta, capas de cromo y eventualmente se realiza un proceso de lavado en caliente a al menos 50 ºC.

14. Componente que comprende una o varias capas, en el que puede obtenerse al menos una capa mediante el procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12 y contiene sólidos inorgánicos.

15. Uso de un electrolito de níquel según una de las reivindicaciones 1 a 11 para el revestimiento de componentes.