SU1723194A1 - Aqueous solution for chemical coating application, made of nickel-boron, on the copper surface - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нанесению металлических покрытий способом химического восстановлени  и касаетс  составов водных растворов дл  химического осаждени  покрытий из никель-бора на поверхность меди. Целью изобретени   вл етс  2 улучшение качества.покрыти  за счет снижени  величины переходного сопротивлени  в контактных системах и повышение антифрикционной устойчивости пар трени  при повышении скорости нанесени  покрытий . Дл  этого используют водный раствор, содержащий, моль/л: хлорид никел  (II)0,07- 0,09; этилендиамин 0,08-0,18; глицин 0,25- 0,45; тетрагидридоборат натри  0,04-0,06; гидроксид натри  0,30-0,50; тиосульфат натри  (2,5-3,7). При использовании указанного раствора получают покрыти  никель-бор, переходное сопротивление которых после приработки составл ет 30-60 Ом, что характерно дл  контактов с покрытием золотом. Это дает возможность использовать изобретение дл  замены покрытий из золота. При этом износостойкость получаемых покрытий достаточно высока при высокой скорости их осаждени . 1 табл. СО сThe invention relates to the application of metallic coatings by chemical reduction and concerns the composition of aqueous solutions for the chemical deposition of nickel-boron coatings on the surface of copper. The aim of the invention is to improve the quality of the coating 2 by reducing the magnitude of the contact resistance in the contact systems and increasing the anti-friction stability of the friction pairs with increasing coating speed. To do this, use an aqueous solution containing, mol / l: nickel (II) chloride 0.07-0.09; ethylenediamine 0.08-0.18; glycine 0.25-0.45; sodium tetrahydridoborate 0.04-0.06; sodium hydroxide 0.30-0.50; sodium thiosulfate (2.5-3.7). When using this solution, nickel-boron coatings are obtained, whose transition resistance after running-in is 30-60 ohms, which is typical for gold-plated contacts. This makes it possible to use the invention for replacing gold coatings. At the same time, the wear resistance of the resulting coatings is quite high at high deposition rates. 1 tab. SO with

Description

Изобретение относитс  к области нанесени  металлических покрытий способом химического восстановлени , касаетс  составов водных растворов дл  химического осаждени  покрытий из никель-бора на поверхность меди и может быть использовано в радиоэлектронной, приборо- и машиностроительных отрасл х промышленности.The invention relates to the field of metal coating deposition by chemical reduction, concerns the composition of aqueous solutions for the chemical deposition of nickel-boron coatings on the surface of copper and can be used in the electronic, instrument and engineering industries.

Известен состав водного раствора дл  химического осаждени  покрытий из никель-бора на поверхность меди, содержащий хлорид никел  (Н), борогидрид натри , кали -натри  тартрат, этилендиамин, гидроокись натри  и стабилизатор - метаби- сульфит кали .The composition of the aqueous solution for the chemical deposition of nickel-boron coatings on the copper surface, containing nickel chloride (H), sodium borohydride, sodium potassium tartrate, ethylene diamine, sodium hydroxide, and potassium metabisulfite stabilizer, is known.

Данный раствор при 40-60°С характеризуетс  высокой стабильностью и позвол ет при 80°С получать на меди покрыти  со скоростью 1 мкм/ч.This solution at 40-60 ° C is characterized by high stability and allows, at 80 ° C, to produce coatings on copper at a rate of 1 µm / h.

Однако скорость процесса нанесени  покрыти  при повышенных температурах при использовании этого раствора  вл етс  недостаточной.However, the speed of the coating process at elevated temperatures with this solution is insufficient.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при его использовании результату к.составу согласно изобретению  вл етс  водный раствор дл  химического осаждени  покрытий из никель-бора на поверхность меди, включающий хлористый никель -, (II), комплексообраэователи: этилендиамин иThe closest in technical essence and the result achieved by its use to the composition according to the invention is an aqueous solution for chemical deposition of nickel-boron coatings on the copper surface, including nickel chloride, (II), complexing agents: ethylene diamine and

VIVI

ГО СА)GO SA)

ЧH

кали  - натри  тартрат, тетрагидроборат натри , гидроксид натри  и стабилизатор - 5-нитробензимидазол.potassium - sodium tartrate, sodium tetrahydroborate, sodium hydroxide and stabilizer - 5-nitrobenzimidazole.

Этот раствор обладает удовлетворительной стабильностью в интервале рабочих температур 70-90°С, однако скорость осаждени  из него покрытий никель-бор относительно невелика (8,3 мкм/ч при 80°С). Кроме того, получаемые из этого раствора покрыти  никель-бор неудовлетворительны по качеству: характеризуютс  достаточно высоким значением величины переходного сопротивлени  в контактных системах, а также низкой антифрикционной устойчивостью при использовании на двух парах трени .This solution has a satisfactory stability in the range of operating temperatures of 70-90 ° C, however, the rate of deposition of nickel-boron coatings from it is relatively small (8.3 µm / h at 80 ° C). In addition, nickel-boron coatings obtained from this solution are unsatisfactory in quality: they are characterized by a rather high value of the transient resistance in contact systems, as well as low antifriction stability when used on two pairs of friction.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества покрыти  за счет снижени  величины переходного сопротивлени  в контактных системах и повышение антифрикционной устойчивости пар трени  при повышении скорости нанесени  покрытий.The aim of the invention is to improve the quality of the coating by reducing the magnitude of the transient resistance in the contact systems and increasing the anti-friction stability of the friction pairs while increasing the speed of coating.

Это достигаетс  благодар  тому, что водный раствор дл  химического нанесени  покрытий из никель-бора на поверхность меди, содержащий хлорид никел  (II), два комплексообразовател , в качестве одного из которых используют этилендиамин, тетрагидридоборат натри , гидроксид натри  и стабилизатор, согласно изобретению содержит в качестве второго комплексообразовател  глицин, а в качестве стабилизатора - тиосульфат натри  при еле- дующем соотношении компонентов, моль/л: хлорид никел  (11)0,07-0,09; этилен- диамин 0,08-0.18, глицин 0,25-0,45, тетра- гидридоборат натри  0,04-0,06, гидроксид натри  0,30-0,50, тиосульфат натри  (2,5- 3,7)-10 4.This is due to the fact that an aqueous solution for chemical coating of nickel-boron on the surface of copper, containing nickel (II) chloride, two complexing agents, one of which uses ethylene diamine, sodium tetrahydride borate, sodium hydroxide, and a stabilizer according to the invention contains glycine as the second complexing agent, and sodium thiosulfate as a stabilizer at a subsequent ratio of components, mol / l: nickel chloride (11) 0.07–0.09; ethylene diamine 0.08-0.18, glycine 0.25-0.45, sodium tetrahydridoborate 0.04-0.06, sodium hydroxide 0.30-0.50, sodium thiosulfate (2.5-3.7 ) -10 4.

Экспериментальна  проверка за вл емой рецептуры была выполнена с помощью семи растворов, дл  приготовлени  которых в 900 мл воды последовательно раствор ли необходимые количества хлорида никел , комплексообразователей, щелочи, стабилизатора , тетрагидридобората натри  и доводили водой до объема 1л.Experimental verification of the claimed formulation was carried out using seven solutions, for the preparation of which the required amounts of nickel chloride, complexing agents, alkali, stabilizer, sodium tetrahydrideborate were dissolved in 900 ml of water and brought up to 1 l with water.

Покрытие никель-бор осаждали на фольгообразные медные подложки, которые предварительно подвергали стандартным операци м обезжиривани , кислотного травлени , промывки. Порции рабочего раствора объемом 25 мл термостатировали при необходимой температуре с точностью + 2°С на вод ной бане. Покрываемый участок подложки имел площадь 5 см и, таким образом, плотность загрузки составл ла 2 дм /л. В гор чий раствор вносили подложку и инициировали начало осаждени  покрыти  с помощью ее приведени  в кратковременный (Зс) контакт с алюминием. Скорость осаждени  покрыти  рассчитывали по ГОСТ 9.302- 79, исход  из приращени  массы подложки за первые 40 мин процесса,The nickel-boron coating was deposited on foil-shaped copper substrates, which were previously subjected to standard degreasing, acid etching, washing operations. Portions of the 25 ml working solution were thermostatically controlled at the required temperature with an accuracy of + 2 ° C in a water bath. The substrate area to be coated had an area of 5 cm and, thus, the loading density was 2 dm / l. A substrate was introduced into the hot solution and the beginning of the deposition of the coating was initiated by bringing it into short-term (Cc) contact with aluminum. The deposition rate was calculated according to GOST 9.302-79, based on the substrate mass increment over the first 40 minutes of the process,

В таблице приведены данные, характеризующие скорость осаждени  покрытий, степень износа и их переходное сопротивление .The table shows data characterizing the rate of deposition of coatings, the degree of wear and their transient resistance.

Как следует из таблицы, при осуществлении изобретени  удаетс  получать покрыти  никель-бор, переходное сопротивление которых в исходном состо нии (сразу после осаждени ) в 1,5-2,5 раза, а после приработки контакта в 3-6 раз меньше, чем поAs follows from the table, in the implementation of the invention it is possible to obtain nickel-boron coatings, whose transition resistance in the initial state (immediately after deposition) is 1.5-2.5 times, and after contact running-in is 3-6 times less than

прототипу.the prototype.

Достигаемые после приработки величины переходного сопротивлени  30-60 Ом характерны дл  контактов с покрытием из золота, т.е. раствор согласно изобретениюThe transient resistance values of 30-60 ohms achieved after running-in are characteristic of gold-plated contacts, i.e. solution according to the invention

может быть использован дл  замены покрытий из золота.can be used to replace gold coatings.

При этом износостойкость получаемых покрытий в 1,6-2,7 раза выше износостойкости покрытий согласно прототипу, а скорость осаждени  покрытий превышает таковую согласно прототипу.At the same time, the wear resistance of the resulting coatings is 1.6-2.7 times higher than the wear resistance of the coatings according to the prototype, and the deposition rate of the coatings exceeds that according to the prototype.

Claims (1)

Формула изобретени  Водный раствор дл  химического нанесени  покрытий из никель-бора на поверхность меди, содержащий хлорид никел  (II), два комплексообразовател , в качестве одного из которых используют этилендиамин. тетрагидридоборат натри , гидроксид натри  и стабилизатор, отличающийс DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Aqueous solution for chemical coating of nickel-boron on the surface of copper, containing nickel (II) chloride, two complexing agents, one of which uses ethylene diamine. sodium tetrahydrideborate, sodium hydroxide and stabilizer, characterized тем, что, с целью улучшени  качества покрыти  за счетснижени  величины переходного сопротивлени  в контактных системах и повышени  антифрикционной устойчивости пар трени , при повышении скорости нанесени  покрыти  в качестве второго комплексообразовател  он содержит глицин, а в качестве стабилизатора - тиосульфат натри  при следующем соотношении компонентов , моль/л:In order to improve the quality of the coating by reducing the magnitude of the transient resistance in contact systems and increasing the antifriction stability of friction pairs, while increasing the coating speed as the second complexing agent, it contains glycine and sodium thiosulfate as a stabilizer in the following ratio of components, mol / l: Хлорид никел  (II)0,07-0,09Nickel (II) chloride 0.07-0.09 Этилендиамин0,08-0,18Ethylenediamine 0.08-0.18 Глицин0,25-0,45Glycine0.25-0.45 Тетрагидридоборат натри  0,04-0,06 Гидроксид натри 0,30-0,50Sodium tetrahydride borate 0.04-0.06 Sodium hydroxide 0.30-0.50 Тиосульфат натри Sodium thiosulfate (2,5-3,7). О(2.5-3.7). ABOUT -4-four