Файл: Андрющенко Ф.К. Пирофосфатные электролиты.pdf

В пирофосфатных электролитах меднения pH может

чиваются, однако при pH меньше семи контактно выде­ ляется медь на стальных деталях. При слишком высоких

кристаллические осадки меди с хорошей адгезией, кото­ рые применяются и как подслой при дальнейшем нара­ щивании металла в кислой медной ванне для преду­ преждения контактного вытеснения меди и как само­ стоятельное покрытие. Скорость осаждения равна

10—12 мк/ч.

Покрытие толщиной 15—20 мк не имеет пор и может

18

служить для защиты от науглероживания при цемен­ тации.

Микротвердость медного осадка из пирофосфатных ванн равна микротвердости обычных медных покрытий из цианистых электролитов [1].

Рис. 3. Кривые катодной поляризации в электролитах меднения:

/ — кислом; 2 — пирофосфатном; 3 — цианистом.

По рассеивающей и кроющей способности электро­ литы пирофосфатного меднения не уступают цианистым [41, 42, 48, 49, 59]. Из графика кривых катодной поляри­ зации, снятых в кислом, цианистом и пирофосфатном электролитах меднения (рис. 3), видно, что при осаж­ дении металла в пирофосфатном растворе (кривая 2)

катодная поляризация несколько меньше, чем в цианис­ том (кривая 3), но значительно превосходит указанную величину в кислом растворе (кривая /).

Применяя различные блеокообразователи, например, селенит натрия, триоксиглутаровую кислоту, цитрат ам­ мония, меркаптобензинидазол и др. получают блестящие медные покрытия в широком интервале плотностей тока [1, 30, 35, 59].

Электролит становится устойчивым только в том случае, когда катодный и анодный выход по току со­ ставляет 100%. Необходимыми условиями для этого являются наличие свободного пирофосфата, достаточная концентрация двузамещенного фосфата натрия или де-

катода. При 100%-ном выходе по току аноды покрыты тонкой зеленовато-коричневой пленкой.

При исследовании электролитов № 1, 2, 5 и 7 мед­ нению подвергались сначала стальные образцы, а затем детали. Так как режим электролиза полностью выдержи­ вался и пассивирование анодов не наблюдалось, то сегнетова соль не добавлялась.

Электролит № 5 исследовался без селенита натрия. Предварительная подготовка поверхности деталей со­ стояла в электрохимическом обезжиривании на катоде, химическом травлении и анодном декапировании в со­ ляной кислоте. При значительном слое окалины приме­ нялось электрохимическое травление в растворе щелочи. Детали загружались под током при «толчке», равном 3—

+шзких температурах она снижалась. Применение плот­ ности тока выше 2 а/дм2 считалось нерациональным, так как выход по току (ВТК ) уменьшался до 70% и

20

ниже, процесс сопровождался выделением водорода и ухудшалось качество осадка.

Медные покрытия из электролита без специальных добавок были мелкокристаллическими, полублестящими.

Проверка осадков меди на пористость стандартным ферроцианидным реактивом показала практически пол­ ное отсутствие пор при толщине 15—20 мк. Омедненные детали подвергались газовой цементации, диффузия углерода при этом не была обнаружена.

Для определения качества сцепления медного покры­ тия со стальной основой на детали наносилась сетка царапин, а образцы изгибались до излома. В обоих слу­ чаях отслаивание не наблюдалось.

Вэлектролите № 7 качественные осадки были полу­ чены только при нагреве до 70—80° С, но с плохой адге­ зией. При более низких температурах катод покрывался губчатой медью.

Рассеивающая способность электролита № 2 опреде­ лялась в ячейке Филда: два катода располагались на разном расстоянии от анода. В той же ячейке была опре­ делена рассеивающая способность цианистого раствора. Оказалось, что в первом случае рассеивающая способ­ ность составляет 63,4%, во втором случае — 65%, т. е. рассеивающие способности обоих электролитов примерно одинаковы.

Вэлектролите № 2 подвергались меднению гайки, завешенные так, что они перекрывали одна другую. Не­ смотря на это, осажденный металл был равномерно рас-’ пределен по всей поверхности гайки, как внешней, так

ивнутренней.

Меднение алюминия. Медное беспористое покрытие, получаемое из пирофосфатного электролита, обладает хорошей адгезией с алюминием и его сплавами. В этом случае цинкатная обработка не пригодна. Взамен

21

последней применяется анодная обработка 30—55%-ным раствором Н3РО4 [50]. Режим анодирования: анодная плотность тока 1—2 а/дм2, температура 15—25° С, вре­

Режим работы: катодная плотность тока Д к = 2 —4 а!дм2, температура 45—60° С, pH = 7,8 -4-8,5. Применяется не­ прерывное перемешивание сжатым воздухом.

В английском патенте [29] для меднения алюминия предложен электролит № 8 (см. табл. 2).

А н а л и з э л е к т р о л и т а п и р о ф о с ф а т н о г о м е д н е н и я . В связи с широким внедрением пирофос­ фатного электролита меднения, анализ его разработан и освещен в литературе довольно подробно [17, 25]. Для определения меди применяют иодометрический метод, а для пирофосфата — метод с молибденовой жидкостью. Более удобный метод определения пирофосфата предло­ жен А. П. Горшениной [7].

Сущность метода заключается в следующем: к 5 мл электролита, разбавленного водой, прибавляют 6—7 ка­ пель индикатора бромфенолблау и оттитровывают фос­ фаты 0,2 н. раствором НС1 до желто-зеленой окраски раствора. Затем прибавляют 15—20 мл 1 н. раствора Z nS04 и титруют 0,2 н. раствором NaOH до сине-фиоле­ товой окраски раствора.

22

Расчет количества пирофосфата натрия в растворе производится по формуле

в— количество мл электролита, взятое на ана­ лиз.

ЦИНКОВАНИЕ

Осаждение цинка из пирофосфатных растворов про­

люжной [12], имеет значение порядок введения в раствор соответствующих солей. Сначала растворяется Ма4Р2С>7 в воде, подогретой до 50—70°С; после полного растворе­ ния добавляется раствор 2 п 5 0 4; при этом выпадает осадок, который растворяется в избытке пирофосфата натрия при интенсивном перемешивании1, образуя комп­ лекс

ггпБО, + Ма4Р20, - 2п3Р30 7 + 2№3804;

•порциях воды и добавляются к полученному комплекс­ ному раствору. При этом декстрин следует растворять

23