Водный электролит меднения

 

ВОДНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ МЕДНЕНИЯ, содержащий сернокислую медь, пирофосфорнокислый калий, селенистокислый натрий и лимоннокислый калий, преимущественно двузамещенный, отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности медных осадков , он дополнительно содержит молочную кислоту и поливиниловый спирт при следующем соотношении компонентов: Сернокислая медь, 50-80 г Пирофосфорнокислый 250-350 калий, г Селенистокислый 0,001-0,01 натрий, г Лимоннокислый двуз амещенный 20-40 калий, г Молочная кислоГ 1-2 та, мл Поливиниловый 0,005-0,05 спирт, г До 1 Вода, л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О ИИ

1ЕаЪ1;ЛИК (l9) (11) 3($D С 25 D 3/38

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

50-80

250-350

0,001-0, 01

20-40

1-2 та, мл

Поливиниловый

0,005-0,05

До 1 спирт, r

Вода, л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3491 743/22-02 (22) 20 .09 .82 (46) 15.09.84. Бюл . ff 34 (72) В.Е.Разуваев, Г.Г.Лаврентьева, Н.Ф.Волкова, M.Ä.Âòþðèíà и А.Н.Макси. мова (53) 621. 357.7:669.387(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 372292, кл . С 25 П 3/38, 1970.

2. Пурин Б.А. и др. Комплексные электролиты в гальванотехнике.

Рига, Лиесма, 1978, с. 60. (54) (57) BOQHbfff ЭЛЕКТРОЛИТ МЕДНЕИИЯ, содержащий сернокислую медь, пирофосфорнокислый капий, селенистокислый натрий и лимоннокислый калий, преимущественно двузамещенный, о т л и чающий с я тем, что, сцелью повышения пластичности медных осадков, он дополнительно содержит молочную кислоту и поливиниловый спирт при следующем соотношении компонентов:

Се рно кисл ая медь, r

Пирофосфорнокислый калий, г

С елени стокислый натрий, г

Ли мои иоки слый двузамещенный калий, r

Молочная кислоI I 134

Таблица!

Серно кисл ая медь, г

Пир офо сфор иоки слый к апий, г

С еленист окислый натрий, r

Лимоннокислый двузамещенный калий, г

Молочная кис:Компоненты

50-80

250-350

;o— лита тип

2 3

0,001-0,01

g0 Сернокислая медь, г

20-40

50 70 80 90

1-2 лота, мп

Поливиниловый

0 005-0,05

До 1 спирт, г

Вода, л

Лимоннокислый калий,г

Изобретение относится к электроосаждению металлов, в частности меди, и может быть использовано при осаждении медных покрытий в качестве подслоя при защитно-декоративной отделке поверхности деталей из цинковых сплавов типа ЦАМ.

Известен пирофосфатный электролит, меднения, содержащий сернокислую медь, пирофосфорнокислый калий 10 и сульфосалициловый натрий (I) .

Недостатком известного электролита является узкий диапазон допустИмых плотностей тока и недостаточный уровень пластичности получаемых покры- 15 тий .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является водный электролит меднения, содержащий серно- 20

,кислую медь, пирофосфорнокислый калий, лимоннокислый капий и селени— стокислый натрий j2J .

Недостатком прототипа является то, что получаемые медные покрытия характеризуются большими внутренними напряжениями и высокой твердостью и поэтому не отвечают требованиям по пластичности, предъявляемым к медным покрытиям, осаждаемым в качестве подслоя.

Цель изобретения — повышение пластичности медных осадков.

Указанная цель достигается тем, что водный электролит меднения, со— держащий сернокислую медь, пирофос35 форнокислый калий, селенистокислый натрий и лимоннокислый калий, преимущественно двузамещенный,дополнительно содержит молочную кислоту и поливиниловый спирт при следующем соот40 ношении компонентов:

Меднение осуществляют при температуре 15-60 С, плотности тока о

29 2 2,0 — 10,0 А/дм, рН 8,3-8,6. Электролит необходимо перемешивать (механически или воздухом) и непрерывно фильтровать. Соотношение катодной и анодной поверхности I:2.

Аноды медные марок MO или MI. Пассивации анодов при длительном элек.тролизе не наблюдалось.

Медные покрытия получаются блестящими или полублестящими (при катодной плотности тока больше 6,0 А/дм ).

Электролит готовится следующим образом.

Необходимое количество пирофосфорнокислого калия растворяют в холодной воде. Сернокислую медь раст- .

0 воряют в горячей воде при 40-50 С) в отдельной емкости и небольшими порциями приливают к раствору пирофосфорнокислого капия. При этом образуется голубой осадок, который растворяется в избытке пирофосфата калия при интенсивном перемешивании. После этого в раствор вводят предварительно растворенные лимонно. кислый калий двуз амещенный и селенистокислый натрий, а также молочную кислоту. Расчетное количество поливинилового спирта р аст в оряют в горячей воде до полного растворения и вливают в электролит. После введения всех компонентов электролит до— водят водой до необходимого объема и тщательно перемешивают. Значепие рН корректируют до заданного 107-ным раствором едкого калия или серной кислоты

Примеры конкретных составов предлагаемого электролита и прототипа приведены в табл.l..

Состав электро- IIpoПирофосфорнокислый калий,г 250 300 3 50 350

429

Компоненты

Состав электролита

Прото» 5 тип

1 2 3!

Лимо ннокислый калий двузамещенный, г

20 30 40

Молочная кислота (40X-ный водный раствор), мл

Тринатрийфосфат

Кальцинированная сода

20-40

20-40

101,520 по режиму:

Селенистокислый натрий, r

Температура, С

Катодная плотность тока, А/цмто

Продолжительность, ми н

60-80

2-3

0,3-0,5

3 !1!3

Продолжение табл. 1

0,00! 0,005 0,01 0,002 25

Поли в и нил овый спирт,г 0,005 0,01 0,05

Свойства электролитов и получаемых покрытий определяют по следующим методикам.

Скорость осаждения медного покрытия и выход его по току определяют весовым методом согласно

ГОСТ 9.302-79. Время осаждения покрытия 1 ч.

Адгезия медных покрытий с основой 40 из сплава ЦАМ-4-1 определяется согласно ГОСТ 9.302-79 термическим методом (нагрев до 140+10 С в тече—

0 ние часа) .

Рассеивакщая способность электро- 45 литов определяется с помощью ячейки

Холла.

Кроющая способность электролитов оценивается по ширине "неомедненной" оны на угловом катоде с величиной

Г угла изгиба 60

Качество медных покрытий контролируется согласно ГОСТ 9.301-78 и ГОСТ 9. 302-79.

В качестве критериев пластичности измеряют микротвердость и относительное удлинение медных покрытий различной толщины.

Меднение из предлагаемого электролита проводится по следующей схеме.

Меднению подлежат образцы диаметром 50 мм и толщиной 2 мм из сплава ЦАМ-4 — I . .Перед меднением они обезжириваются в растворе состава, г/л:

После промывки в теплой и холодной воде образцы активируются в

2-3. г/л серной кислоты в течение

0,3-0,5 мин. Далее после промывки в холодной воде образцы пассивируются в растворе 60-90 г/л пирофосфорнокислого калия н течение 0,5-

0,8 мин и "под током" завешиваются в ванну меднения.

Меднение осуществляют при температуре 60 С, тностн тока

2,0 †!0,0 A/äì2, рН 8,3-8,6, соотношении катодной и анодной площадей, равном I:2, и при умеренном перемешивании электролита воздухом (4-6. 10 м воздуха в час/50 л электролита).

Свойства предлагаемого электролита и прототипа сведены в табл. 2 ..

) 113429!

Свойства

Состав электролита

Прототип

23

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

)08

97

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

83 85

82 83

80

2,0

8;0

1,0

l,0 0

0 0

l,0

2,0

8,0

Скорость осажде,ния меди при катодной плотнос ти тока, А/дм

Выход по току меди,Х, при катодной плотности тока, А/дм2:

P ассеивакицая способность,Ж, при катодной плотности тока, А/дм

Кроющая способность, мм, при катодной плотности тока, A/äì.2.

26 27

52 52

76 77

97 98

I09 !09

97. 98

96 97

94 95

90 91

81 81

Таблица 2

1113429

Состав электролита

Прототип

Свойства

Адгезия медного покрытия с основой из сплава

ЦАИ-4-1 при катодной плотности тока, А/дм 2:

2Ä0

Удовлетворяет ГОСТ 9. 302-79

8,0

То же

Стабильность

2,0

49

8,0

48 49

В табл. 3 и 4 представлены значения механических характеристик медных осадков толщиной 24-30 мкм, полученных из предлагаемого элекМикротвердость, кг/мм, при катод2 .ной плотности тока, A/äì

Зле ктролит

40

35 .5

37

37 36

34 438

140

Прототип электролитов, А.ч/л, при катодной плотности тока,А/дм

Продолжение табл. 2 тролита и электролита-прототипа при рН электролитов 8,5, температуре о

45-50 С, перемешивании электролитов и различных плотносчях тока.

Т а б л и ц а 3

О

Т а блица 4

1113429

Относительное удлинение,K, при катодной плотности тока,А/дм

Эле ктр олит

20 40 60

8,0 . 10,0

24!

l6

25

21, 15

24

l5

Прототип

Составитель В. Белогл азов

Техред А.Ач Корректор Е.Сирохма»

Редактор Т. Be с слов а

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 6534/22 Тираж 632

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

»о делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5