SU540946A1 - Электролит дл гальванического меднени стали - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области электрохимии и может быть использовано дл  нанесени , например, защитно-декоративных гальванических покрытий в машиностроенин, нрнборостроении , автомобильной промышленности и т. п.

Известны составы электролитов дл  гальвапического меднени  стали, содержащие ком .плексиые иоиы меди, в том числе уксусиокис .лые, щавелевокислые, виннокислые, аммиач: ,ные. Однако они не нащли промышленного .применени , так как дают хрупкие осадки, об-разующие слабое сцепление со сталью.

Известиы также пирофосфатиые электролиты дл  гальванического меднени  стали. Однако их использование св зано с технологическими трудност ми, обусловленными необходимостью примен ть предварительное меднение в низкоконцентрироваииом иирофосфатном электролите, предварительную анодную обработку, исиользовать «удар тока.

В наиболее широко примен емом пирофосфатиом электролите катодный выход по току равен 75-80%, рассеивающа  способность .существенно ииже, чем у цианистых, причем медное покрытие имеет слабое сцепление со сталью. Дл  повыщени  его проч}юсти необходимо давать «удар тока на 30-60 сек, что улучшает сцепление, но приводит к неизбежной щероховатости покрытий. Кроме того, при

меднении стальных изделий их нужно подвешивать под током во Избежание выделени  контактной меди.

При отделке изделий бытового назначени , нанример осветительной электроарматуры, в насто щее врем  получили распространение электролиты на основе аминоироизводных, в частности этилендиаминовые. Они также требуют «удара тока в начале процесса во избежание отслаивани  медных покрытий. Однако и в этом случае удовлетворительные покрыти  удаетс  получить только на издели х, подвергнутых токарной обработке или тщательиой обдувке кварцевым песком. На щтампованных детал х после травлени  или грубой обдувки песком не удалось получить качественные медные покрыти . Существенными недостатками электролита  вл ютс : необходимость завески деталей под током, большое

начальное повышение плотности тока в 3-5 раз против заданной и известна  профессиональна  вредность этилендиамииа, что вместе вз тое делает его весьма неполноцеппым заменителем цианистых ванн.

Известен также электролит дл  гальванического меднени  сталей, представл ющий собой водный щелочной раствор, содержащий сернокислую медь и лимонную кислоту. Это техническое решение  вл етс  наиболее близКИМ к изобретению по технической сущности.

Целью изобретени   вл етс  повышение прочности сцеплени  медного покрыти  с основой и повышение рассеивающей способности электролита.

Эта цель достигаетс  благодар  тому, что в электролит дл  гальвапического медцепи  стали, представл ющий собой водный раствор, содержащий сернокислую медь и лимонную кислоту, дополнительно введен сернокислый алюминий и фосфорнокислый натрий при следующих концентраци х компонентов, г/л: Сернокисла  медь50-100

Лимонна  кислота84-168

Сернокислый алюминий 133-266 Фосфорнокислый натрий20-60

ЩелочьДо рН 8-9,3

Приготовление электролита.

Навески лимонной кислоты, сернокислой меди, сернокислого алюмини  и фосфорнокислого натри  раствор ют в воде и раствором концентрированной щелочи довод т рН до 8-9. Полученный раствор разбавл ют до необходимого Объема.

Ниже привод тс  примеры составов ванн и режимов электролиза, при которых получаютс  плотные, мелкокристаллические покрыти , обеспечивающие очень высокую прочность сцеплени  как со стальной основой, так и ,с последующими металлическими сло ми. Анодный и катодный выходы по току во всех примерах равны 100%.

Пример 1. Электроосаждение меди на стальные катоды осуществл лось из электролита следующего состава:

Сернокисла  медь0,2 м/л (50 г/л)

Лимонна  кислота0,4 м/л (84 г/л)

Сернокислый алюминий0 ,2 м/л (133 г/л)

Фосфорнокислый натрий20 г/л

,5; температура - 20°С.

При Ок 0,2 а/дм, Z)a 0,05 а/дм покрытие толщиной 3 мкм осаждаетс  за 60 мин.

Пример 2. Электроосаждение меди на стальные катоды осуществл лось из электролита следующего состава:

Сернокисла  медь0,2 м/л (50 г/л)

Лимонна  кислота0,4 м/л (84 г/л)

Сернокислый алюминий0 ,2 м/л (133 г/л)

Фосфорнокислый натрий20 г/л

. Температура - 40°С.

При ,4 а/дм, Da 0,l а/дм покрытие толщиной 3 мкм осаждаетс  за 30 мин.

Пример 3. Электроосаждение меди на стальные катоды осуществл лось из электролита следующего состава:

Сернокисла  медь

0,3 м/л (75 г/л) Лимонна  ккслота 0,6 м/л (126 г/л) Сернокислый алюминий0 ,3 м/л (200 г/л) 5 Фосфорнокислый натрий40 г/л рН-9. Температура - 25°С. При 1к 0,4 а/дм, Da 0, а/дм покрытие толщиной 3 мкм осаждаетс  за 30 /1Ш«.

Пример 4. Электроосаждение меди на 0 стальные катоды осуществл лось из электролита следующего .состава: Сернокисла  медь0,3 м/л (75 г/л)

Лимонна  кислота0,6 м/л (126 г/л)

Сернокислый алюми5НИИ0 ,3 м/л (200 г/л)

Фосфорнокислый натрий40 г/л

рН 9, 3. Температура - 40°С. При А.,6 а/дл, Da 0,l5 а/дм покрытие толщиной 3 Л1КЛ1 осаждаетс  за 20 мин. J .

Пример 5. Электроосаждение меди на стальные катоды осуществл етс  из электролита следующего состава:

Сернокисла  медь0,4 м/л (100 г/л)

5 Лимонна  кислота0,8 м/л (168 г/л)

Сернокислый алюминий0 ,4 м/л (266 г/л) Фосфорнокислый натрий60 г/л ,3. Температура-40°С. 0 При Ач 0,8 а/дм, Оц 0,2 а/дм покрытие толщиной 3 л{км осаждаетс  за 16 мин.

При а/дм, Da 0,25 а/дм покрытие толщиной 3 мкм осаждаетс  за 13 мин.

Свойства электролита.

Рассеивающа  способность электролита измер лась в  чейке Филда размерами 145х X75X50, котора  термостатировалась. Расчеты производились также по формуле Филда:

Мб

/СЛ1д

г100% ,

fк +

К - отношение рассто ни  от анода

где до дальнего катода к рассто нию от анода до ближнего катода (в опытах );

Me, М,

привес ближнего и дальнего электрода за врем  опыта соответственно .

Врем  электролиза - 15 мин. В таблице приведены данные по рассеивающей способности электролита согласно изобретению .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электролит дл  гальванического меднени  стали, представл ющий собой водный щелочной раствор, содержащий сернокислую медь и лимонную кислоту, отличающийс  тем, что, с нелью увеличени  прочности сцеплени  медного покрыти  с основой н повынтени  рассеивающей способности электролита.

   он дополнительно содержит сернокислый алюминий и фосфорнокислый натрий при следующих концентраци х компонентов, г/л:

   Сернокисла  медь50-100

   Лимонна  кислота84-168

   Сернокислый алюминий 133-266 Фосфорнокислый натрий20-60

   ЩелочьДо рН 8-9,3