ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2024
Просмотров: 58
Скачиваний: 2
0,05—0,2 мк в течение 0,5— 1 мин при pH = 8,5—9. Катод ная поляризация приближается по величине к значению поляризации цианистого раствора. Это обеспечивает хорошее качество сцепления и высокую рассеивающую способность пирофосфатного электролита меднения.
Для наращивания основного слоя покрытия детали из предварительного .электролита переносятся в раствор состава (г/л):
СиБ04 •5Н20 в пересчете на Си металлическую |
25 |
||
РгО 7~ общий . . . . |
, .....................................190 |
||
К4Р2О7 с в о б о д н ы й ................................................................. |
|
1 0 2 |
|
КМОз в пересчете на N 0 ^ " ............................................ |
|
5— 10 |
|
ЫН3 .......................... |
' . ..........................................................1—3 |
||
При подогреве до |
40—60° С |
и перемешивании рабочие |
|
катодные плотности тока составляют до |
6—8 а/дм2, |
||
pH = 8,2—8,8. |
значения |
анодной плотности тока |
|
Оптимальные |
2 а/дм2. Эту величину можно несколько повысить, но при 4 а/дм2 наступает пассивирование анодов. Осадки меди толщиной до 15—20 мк светлые, мелкокристалли ческие, полублестящие, с хорошим сцеплением. Осадки меди до 50— 100 мк также имеют красивый внешний вид.
Аммиак вводится в электролит для улучшения внеш него вида покрытия и как депассиватор анодов. Ион N0 ^ (КфЮз) повышает верхний предел допустимых
плотностей тока.
Так как щелочность пирофосфатного электролита меднения небольшая, рекомендуется тщательное обез жиривание изделий перед покрытием, в противном слу чае на деталях появляются пятнистые неравномерные осадки. Это же явление вызывается жиром и органичес кими примесями в электролите, для удаления которых
73
раствор следует обработать активированным углем (2—
5 г/л) |
в течение 4—8 ч при 50—55° С. Также может |
||||
быть |
применен перманганат |
калия (0, 1—0,2 г/л) |
с по |
||
следующей |
обработкой активированным |
углем, |
либо |
||
30% |
Н20 2 |
(0,5—2,0 мл/л) |
с последующей |
обработкой |
активированным углем или добавлением некоторого ко личества гипофосфита для разрушения остатков пере киси водорода.
Контроль и корректирование электролита рекомен дуется проводить по меди, пирофосфату и аммиаку, при двухсменной работе — раз в неделю, измерения pH — через каждые 24 ч работы электролита. Нитрат и окса лат калия добавляют пропорционально пирофосфату и отдельно не контролируются. Аммиак добавляют еже дневно. Электролит по методике В. И. Лайнера отли чается по приготовлению от пирофосфатных растворов меднения. По мнению В. И. Лайнера, ион 5о24~ является
вредной примесью в электролите и его следует удалять. К раствору СиЭО} добавляют рассчитанное количество К4Р2О7 для осаждения Си2Р207. Осадок Си2Р207 после довательно отмывают от иона Б0 2~ несколько раз водой
и декантируют, после чего растворяют в остальном ко личестве К4Р2О7. Прочие компоненты растворяют в от дельных порциях воды и добавляют к электролиту.
В. В. Гурылевым [10] изучались пути интенсифика ции электролиза в пирофосфатном растворе для медне ния стальной проволоки в производстве биметалла медь — сталь, бортовой проволоки и металлокорда. Обычно меднение для этих целей осуществляется в циа нистом электролите. Из результатов исследований сле дует, что процесс меднения в производстве бортовой про волоки и металлокорда можно вести в электролите со става (г/л):
74
СиБО« •5Н20 . |
85—95 |
КАО? •ЗН20 . |
350—380 |
К2НРО4 . . |
25—50 |
(ШЪЬОА •н20 |
10— 15 |
при рН = 8—9, температуре 40—50° С, |
катодной плот |
ности тока 15—25 а/дм2 при воздушном перемешивании. Толщина покрытий составляет 0,5—2 мк. Для осаждения подслоя меди под кислое меднение в производстве би металлической проволоки применяется электролит (г/л):
СиБО« •5Н20 ......................................................... |
50—60 |
К4Р20 7 •ЗН20 ......................................................... |
400—450 |
К2НР04 |
20—50 |
при pH = 8,9—9,2, температуре 20—30°С. Рекомендуется также воздушное перемешивание электролита.
Чтобы улучшить прочность сцепления, в начале элек тролиза применяют «толчок тока».
Интенсифицирование процесса достигается за счет наложения ультразвука и тока переменного направле ния. Для возбуждения ультразвуковых колебаний ис пользовался магнитострикционный преобразователь с рабочей поверхностью 80X90 мм и резонансной часто той 23 кгц. Интенсивность ультразвука составляла у по верхности преобразователя 1,5—2,5 вт/см2.
При наложении ультразвука рабочие плотности тока увеличиваются до 22—24 а/дм2, при этом катодный вы ход по току составляет 90—95%. В концентрированных электролитах катодная плотно'сть тока повышается до 55—60 а/дм2. Катодная поляризация в ультразвуковом поле уменьшается на 300—400 мв по сравнению с катод ной поляризацией при стационарном режиме и на 100— 150 мв по сравнению с перемешиваемым электролитом. Автор не рекомендует поднимать интенсивность ультра
75
звука выше 1,5 вт/см2, так как при этом наблюдается за метная эрозия медных анодов.
Изучение влияния реверсирования тока показало, что катодная поляризация уменьшается. Допустимые плот ности тока увеличиваются с повышением частоты ревер сирования и уменьшением отношения длительности ка тодного периода к анодному. При реверсировании с ка тодным периодом т,. = 5 сек и анодным та =0,5 сек ра бочие плотности тока повышаются на 30—40 %•
При исследовании анодного процесса было обнару жено, что уменьшение pH электролита, интенсивное перемешивание и повышение температуры способствуют активированию анодов. Диапазон рабочих анодных плот ностей тока с увеличением концентрации свободного пирофосфата в электролите расширяется.
Значительный интерес представляет нанесение мед ного слоя на электроотрицательную основу, например, алюминий, титан, цинковые сплавы и т. п.
При осаждении медного покрытия на титан в элек тролите предварительного меднения отношение концен трации пирофосфата к концентрации металла состав ляет РгО^- : Ме2+ =35 [35]. Загрузка производится под
током с «толчком тока», в 3—4 раза большим рабочей плотности тока. После «толчка» плотность тока снижа ется до рабочего значения.
Изделия из цинковых сплавов в основном подверга ются декоративному хромированию по подслою меди и никеля.
Цинковые сплавы обладают большой химической ак тивностью в кислых и щелочных средах, но вследствие высокой пористости деталей из них при осаждении ме таллопокрытий электролит попадает в поры и вызывает разрушение основы и покрытия.
76
Цинковые сплавы характеризуются высоким электро отрицательным потенциалом, поэтому при нанесении покрытий на цинковые сплавы из обычных электролитов наблюдается контактное вытеснение металлов, что ухуд шает адгезию осадка.
По существующей в автомобильной промышленности технологии [3] осаждения гальванических покрытий на детали из цинковых сплавов последние предварительно шлифуют, полируют, а затем обезжиривают при темпе ратуре 70—75° С в течение 3—5 мин в электролите со става: 50—60 г/л фосфорнокислого натрия, 25—30 г/л кальцинированной соды, 3—5 г/л калийного мыла. Пос ле промывки в горячей воде изделия подвергают в тече ние 1 мин анодной обработке в растворе пирофосфорнокислого натрия (50—70 г/л) при температуре 45—50° С и анодной плотности тока 3—5 а/дм2. Затем для защиты основы от действия агрессивных сред в цианистом элек тролите предварительно наносится слой меди, который должен быть беспористым.
Авторами был исследован процесс нанесения покры тия на детали из цинковых сплавов. Цинковый сплав был следующего состава: 2п — 90%; А1 — 8,5%; Си — 1,5%. При обработке деталей по описанной выше техно логии оказалось, что одного химического обезжиривания недостаточно для получения чистой поверхности, поэтому в том же растворе детали подвергались электрохимичес кому обезжириванию на катоде при плотности тока 1— 3 а/дм2 в течение 3—5 мин. Однако температуру обез жиривающего раствора пришлось снизить до 30—40° С, в противном случае на поверхности изделия появлялся трудноудаляемый черный налет.
После анодной обработки детали без промывки пе реносились в ванную предварительного меднения с
77
высоким содержанием пирофосфата калия и низким со держанием меди [20].
Загрузка деталей должна производиться под током с обязательным «толчком тока» в начале электролиза плотностью тока в 3—4 раза выше рабочей в течение 15 сек. При несоблюдении этого условия может появить ся отслаивание покрытия. Затем плотность тока снижа ется до рабочих величин. Для предотвращения контакт ного омеднения предварительно наносится слой меди в течение 1 мин, после чего детали перегружаются в основ ной электролит меднения [20], в котором осаждался слой меди толщиной 10— 15 мк.
Качество сцепления проверялось нанесением сетки царапин и изгибом образцов до излома. Сцепление мед ного слоя с основой было хорошим. Осадки меди светлорозовые, мелкокристаллические, полублестящие. По мед ному подслою осаждалось 10— 15 мк никеля из пирофос фатного электролита никелирования с добавкой хлорис того аммония. Хлористый аммоний повышает катодные плотности тока до 4—6 а!дм1 и катодный выход по току до 90%. Сцепление всего покрытия с основой, проверяе мое изгибом до излома, также было хорошим.
Л И Т Е Р АТ У Р А
1. Б а р т л Д., М у д р ох И., Технология химической и элек трохимической обработки поверхностей металлов, М., Машгиз, 1961, 554—562.
2.В а г р а м я н А. Т., Электроосаждение металлов, Изд. АН
СССР № 54 546. 1937.
3.В а й н е р Я. В., Д а с о я н М. А., Технология электрохими
ческих покрытий, М.—Л., Машгиз, 1962, 167, 193.
4. |
|
Г а м о в |
М. |
И., |
Ф о м е н к о |
3. С., Авторское свидетельство |
||||||
СССР |
|
№ |
54546, |
1937. |
|
|
|
|
|
|
||
5. |
|
Г е р ш е в и ч А. И., Тезисы докладов |
П-й Всесоюзной конфе |
|||||||||
ренции |
по |
прикладной и теоретической |
электрохимии, |
Киев, 1948, |
||||||||
24—25. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
|
Г и н б е р г |
А. М., Технология гальванотехники, Л., Судпром- |
|||||||||
гиз, |
1962, |
92, |
188. |
|
|
|
|
|
|
|
||
7. |
Г о р ш е н и н а |
А. П., Передовой научно-технический и про |
||||||||||
изводственный опыт, тема |
16, № М—61—378/20, |
1961, 27. |
||||||||||
8. |
|
Г у д о в и ч |
Н. |
В., |
Автореферат |
диссертации на |
соискание |
|||||
ученой |
степени |
канд. |
техн. наук, |
Киев, |
1956. |
|
||||||
9. |
Г у д о в и ч |
Н. |
В., |
К у д р а |
О. К., |
Укр. |
хим. |
ж., 27, 1, |
||||
1961, |
121. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. Г у р ы л е в В. В., Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук, УПИ, Свердловск, 1964.
79