Файл: Андрющенко Ф.К. Пирофосфатные электролиты.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.04.2024

Просмотров: 61

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

лита высокая. Для улучшения качества покрытий вво­ дятся добавки цитрата аммония. Содержание железа в сплаве можно изменять от 15 до 80%.

СПЛАВЫ МОЛИБДЕНА И ВОЛЬФРАМА

Вольфрам и молибден ха­

 

 

 

 

 

рактеризуются высоким

отри­

 

 

 

 

 

цательным потенциалом

выде­

 

 

 

 

 

ления, чем обусловлена слож­

 

 

 

 

 

ность осаждения этих метал­

 

 

 

 

 

лов электролитически из вод­

 

 

 

 

 

ных растворов. Перенапряже­

 

 

 

 

 

ние водорода на них незначи­

 

 

 

 

 

тельно. В начале электролиза

Рис. 33. Кривые зависи­

осаждается очень тонкий слой

мости

катодной

поляри­

металла, но сразу же

после

зации

от

pH

раствора

этого выход по току резко па­

при осаждении Со (/, 4),

дает, осаждение прекращается

и N1

(2, 3)

из

пирофос­

фатных

электролитов:

и на катоде происходит только

 

/ — pH “ Ю.З: 2

рН =

выделение водорода.

 

 

= 8.5; 3 — рН = 8,8;

4 —

 

 

 

 

pH = 10.5.

Исследования показали,что

 

 

 

 

 

вольфрам и молибден могут выделяться на катоде в виде сплавов с другими металлами, главным образом, под­ группы железа. Образующиеся таким путем сплавы обладают высокой твердостью, износоустойчивостью, хи­ мической стойкостью и жаропрочностью.

Из пирофосфатных растворов удалось получить спла­

вы Ре — Мо [53], Со — Мо [55], Ре —

[85], № — ’М [64],

Со — Ш [86, 87], и тройные сплавы

типа N1 — Ре - -

Ш [65, 84]. Составы предлагаемых электролитов и их ре­ жимы работы приведены в табл. 30, 31.

На рис. 34, 35, 36 показаны кривые зависимости со­ става осадков и выхода по току сплава Со — Мо (элек­

67


тролит № 2) от плотности тока, температуры и pH. Важ­ ным фактором является также соотношение концентра­ ций металлов в растворе. С увеличением плотности тока возрастает содержание молибдена в сплаве и выход по току. Подогрев электролита значительно увеличивает выход по току, однако на состав сплава не оказывает существенного влияния.

Таблица 30

Состав электролитов для

осаждения сплавов молибдена

и вольфрама, г/л

 

 

 

 

 

Номер электролита

 

Компонент

[55]2 Со—Мо

 

_=£

[53]1 —РеМо

[85[3 ре-\У

Г—1

юО

 

 

2-1

00 I

 

 

— с

(>[88) N1—Ре-\¥

N а2Мо04 •2Н20

40

32,2

_

. _

_

_

РеС13-6Н20

9

6,76—54,1

 

6,76-54,1

На4Р20 7- ЮН20

45

66,9

39—312

27,9 -425

60,9

-

к 4р 2о 7 . .

 

 

112—363

ИаНСОз . .

75

80

16,8

 

СоС12 •6Н20 .

 

11,9

 

-

5,9

Гидразин .

1,5

Ыа2\У04 . .

3—88

1,5—220

18,4

15-118

№С12-6Н20 . —

5,94—9

11,8—68

Цитрат аммония

12,3

11,3

12,3

68


Рис. 34. Кривые зависимости катодного выхода по току и состава покрытия от плот­ ности тока при осаждении сплава Со—Мо:

1

катодный

выход

по

току;

2 —

содержание

Со

в

сплаве;

 

 

3 — то

же, Мо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 31

Режим работы электролитов

для

осаждения сплавов молибдена

и

вольфрама

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер электролита

 

 

 

 

 

Показатель

1

[53]

2

[55]

3

[851

4

[64]

5

[87]

6

[88]

 

 

 

 

Ре—Мо Со-Мо

Ре—V/

N1—\У

Со-Ш N1—Ре—\У

pH

 

8,3

 

8,3

7 ,7 - 9 ,3

7,7—10

 

9,1

7,9—9,6

Температу-

 

50

 

60

30 -9 0

3 0 -9 0

 

40

40—80

ра,

°С

 

 

 

Катодная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плотность тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с перемешива-

15,6

17,8

12

3

0,5—6

 

15

нием, а/дм 2

 

Катодный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выход по то-

 

44

 

46

13—65

5—74

41—45

5—50

ку,

%

 

 

Процентное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в сплаве

Мо—61

Мо—56

IV—12-Г56

\У-47-1-94

Со-70-1-81 \У—11—48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N1-14-75

Ре—10—53

5— 964

69



На кривых зависимости состава сплава от pH видны минимум для кобальта и максимум для молибдена при

Рис. 35. Кривые зависимости катодного выхода по току и со­ става покрытия от температуры при осаждении сплава Со—Мо:

1 — катодный выход по току; 2 — со­ держание Со в сплаве; 3 — содержа­ ние Мо в сплаве.

Рис. 36. Кривые зависимости катодного выхода по току и состава покрытия от pH электролита при осаждении сплава Со—Мо:

1 — катодный выход по току; 2 — содержание Со в сплаве; 3 — со­ держание Мо в сплаве.

pH = 8,25. Максимальный выход по току достигается при рН = 9.

ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПИРОФОСФАТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

________________________ МЕДНЕНИЯ

В настоящее время пирофосфатные электролиты мед­ нения широко применяются в гальванических цехах для непосредственного меднения стальных и алюминиевых деталей, а также меднения под цементацию. Из опыта работы Ярославского моторного завода следует, что контроль и корректирование электролита должны про­ изводиться по содержанию пирофосфорнокислого натрия и меди. Корректирование растворов производится по ре­ зультатам химического анализа один раз в неделю при трехсменной работе цеха. Проработка пирофосфатного электролита меднения вызывает понижение pH. Постоян­ ное значение pH раствора поддерживалось нейтрализа­ цией избытка кислоты кальцинированной содой. В каче­ стве анодов применялась медь (ГОСТ 767—41). Для футеровки ванн использовался винипласт или резина.

Хорошее сцепление медного покрытия со стальной основой обеспечивалось анодным декапированием сталь­ ных деталей в смеси серной и фосфорной кислот. Для улучшения адгезии применяется также режим «толчка тока». В электролитах с высокой концентрацией меди при «толчке тока» получаются осадки с шероховатой по­ верхностью, не сглаживающейся при дальнейшем нара­ щивании медного слоя.

5 *

71

Более перспективными оказались электролиты на ос­ нове пирофосфата калия [21, 33], в которых при неболь­ ших концентрациях меди и значительных концентра­ циях пирофосфата калия катодная поляризация очень велика, и потому возможно осаждение медных покрытий непосредственно на стальную основу без контактного вытеснения меди. Для этой цели рекомендуется следую­ щий электролит (г/л):

СиБОч •5Н 20 ....................................................................

1— 2,5

К 4 Р 20 7 - З Н 20 ....................................................................

80— 120

При температуре 18—20° С и плотности тока 1—3 а/дм2 длительность меднения продолжается 0,5—2 мин. В ре­ зультате электролиза получается гладкий осадок меди с хорошей адгезией. Затем без промывки детали перено­ сятся в основной пирофосфатный электролит меднения. В исследованиях В. И. Лайнера и сотр. [20, 21] отрабо­ таны условия получения качественных покрытий меди на стали и титане из двух пирофосфатных электролитов на основе калия — предварительного и основного. Предва­ рительный электролит отличается высоким содержанием пирофосфата калия и малой концентрацией меди: для осаждения на сталь отношение пирофосфата к металлу Р2О7- : Си2+ =25. В состав электролита предваритель­

ного меднения для улучшения анодного процесса и ста­ билизации pH вводится оксалат калия. Концентрации компонентов раствора (г/л):

Си504 •5Н20 в пересчете на Си металлическую

10

Р2С>7

о б щ и й ...........................................

250

К4Р20 7

с в о б о д н ы й ....................................................................

372

С20 ^

- ..............................................................................

5 -1 0

При комнатной температуре и катодной плотности тока 0,4—0,8 а/дм2 наращивается тонкий слой меди

72