Электролит блестящего меднения

 

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к нанесению медных покрытий на сталь без промежуточного подслоя и может быть применено в машиностроении и приборостроении для получения пластических медных покрытий с минимальным наводораживанием стальной основы. Электролит блестящего меднения содержит: медь сернокислая 100-120 г, аммоний сернокислый 200-250 г, водный раствор аммиака 25%-ный 70-110 мл, Конго красный 1-3 ммоль, полиэтиленполиамин 2-6 г, 2,4-динитрофенилгидразин 1-3 ммоль, вода до 1 л, pH 9-10. Использование раствора электролита позволяет получить беспористые медные покрытия с зеркальной поверхностью, а также минимальное наводораживание стальной основы. 3 табл.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению блестящих медных покрытий на сталь без промежуточного подслоя.

Известен электролит меднения, содержащий сернокислую медь, сернокислый аммоний, полиэтиленполиамин, водный раствор аммиака 25%, декамин [1]. Недостатком данного электролита является невозможность получения блестящих медных покрытий без наводороживания стальной основы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является водный электролит меднения, содержащий сернокислую медь, аммоний сернокислый, водный раствор аммиака 25%, полиэтиленполиамин и блескообразующую добавку [2].

Недостатком данного электролита является невозможность получения зеркальных медных покрытий в широком интервале плотностей тока.

Целью данного изобретения является получение беспористых медных покрытий с зеркальной поверхностью и минимальным наводороживанием стальной основы.

Указанная цель достигается тем, что в электролит, содержащий сернокислую медь, сернокислый аммоний, водный раствор аммиака, полиэтиленполиамин и органические добавки, в качестве которых применяются (динатриевая соль 4,4-бис)-1-амино-4-сульфо-2-нафтилазо /бифенила (конго красный), имеющий структурную формулу и 2,4-динитрофенилгидразин, имеющий структурную формулу при следующем содержании компонентов: Медь сернокислая, г - 100-120 Аммоний сернокислый, г - 200-250 Водный раствор аммиака, 25%-ный, мл - 70-110 Конго красный, ммоль - 1-3 Полиэтиленполиамин, г - 2-6
2.4-динитрофенилгидразин, ммоль - 1-3
Вода, л - До 1
Конго-красный - красно-коричневые кристаллы, растворим в воде. Получается азосочетанием бисдиазотированного бензидина с нафтионовой кислотой.

Электролит готовят следующим образом: растворяют отдельно при температуре 50-60^oC сернокислую медь, сернокислый аммоний и полиэтиленполиамин. Затем при перемешивании растворы смешивают, фильтруют, затем добавляют водный раствор аммиака и органические добавки.

Высокий ингибирующий и блескообразующий эффект органических добавок - конго красный и 2,4-динитрофенилгидразин в аммиачном электролите меднения связан с явлением синергизма, при котором действие каждого соединения усиливается. Конго красный имеет несколько адсорбционных центров. Сульфогруппа отдает свои электроны на кислороды. При этом образуются еще три пары атомов 0, обладающих повышенной электронной плотностью и способных вступать во взаимодействие с поверхностью катода. Кроме того, молекула имеет линейное строение, содержит бензольные кольца, соединенные непосредственно с адсорбционно-активными центрами - атомами N и S. Они на поверхности металла создают адсорбционный слой, который препятствует проникновению водорода в глубь металла основы. Образование зеркальных осадков связано с избирательной адсорбцией молекул добавок на различных гранях растущих кристаллов. Преимущественная адсорбция органического вещества на активных центрах поверхности катода приводит к тому, что выделение металла происходит преимущественно в углубленных участках шероховатой поверхности, что вызывает сглаживание и выравнивание поверхности.

Для приготовления электролита использовали реактивы марки "чда". Свойства медных осадков, полученных из заявляемого электролита, представлены в акте испытания (табл. 2 и 3).

Для получения электролита приготовлены три состава компонентов.

Пример 1. Меднение осуществляли в электролите состава III табл. 1 при концентрации добавки 2 ммоль/л и плотности тона 2 А/дм². Осадки мелкокристаллические, плотные, гладкие, хорошо сцепленные с основой, зеркальные (блеск 100 отн. ед). Потенциал катода сильно смещается в область отрицательных значений (-0,446 мВ). Пластичность стальных образцов равна 98-96%. Выход по току составляет 96%.

Пример 2. Меднение осуществляли в электролите состава III табл. 1 при концентрации добавок 3 ммоль/л и плотности тока 3 А/дм². Катодные осадки получаются практически беспористыми при толщине покрытия свыше 3 мкм и минимальным наводороживанием стальной основы (99-96%). Выход по току достигает 93%. Потенциал катода равен - 0,462 мВ, что обеспечивает получение качественных гальванических осадков, с хорошей адгезией и зеркальной поверхностью (блеск 100 отн. ед.).

Таким образом, приведенные примеры наглядно иллюстрируют, что применение данного электролита в гальванотехнике позволяет получать мелкокристаллические осадки, практически беспористые, минимальным наводороживанием стальной основы и зеркальной поверхностью, особенно для деталей, склонных к водородному охрупчиванию.

Формула изобретения

Электролит блестящего меднения, содержащий медь сернокислую, аммоний сернокислый, полиэтиленполиамин, водный раствор аммиака 25%-ный и блескообразующие добавки, отличающийся тем, что он в качестве блескообразующих добавок содержит Конго красный динатриевую соль 4,4-бис-(1-амино-4-сульфо-2-нафтилазо)бифенила формулы

и 2,4-динитрофенил гидразин формулы

при следующем соотношении компонентов:
Медь сернокислая, г 100 120
Аммоний сернокислый, г 200 250
Водный раствор аммиака 25%-ный, мл 70 110
Конго красный, ммоль 1 3
Полиэтиленполиамин, г 2 6
2,4-Динитрофенил гидразин, ммоль 1 3
Вода До 1 л
pH 9 10.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4