Электролит для нанесения покрытий из сплавов на основе олова

 

6сьссь

NILTSH THo-технически бли ека А

II I676638

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву-(22) Заявлено 14.02.77 (21) 2451899 22-02 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (51) I1. Кл.-

С 250 3.60

Государственный комитет ло делам изобретений (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетен ¹ 24 (53) УЛК 621.357 7:

669 6 5 25 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (72) Авторы изоорете" ия Л. К. Бобровский, В. Н. Крейцберг и Т. А, Яковлева (71) Заявитель Ярославский политехнический институт (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

ИЗ СПЛАВОВ HA ОСНОВЕ ОЛОВА

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению покрытий из сплавов олово — цинк — кобальт.

Известен электролит для нанесения покрыт|ий из сплавов олово — цинк, содержаший хлористое олово, сер нокислый цинк, лимонадную кислоту, хлор истый аммотнй, гидразин солянокй слый, желатин, декстрин и едкий нат р (Il).

Наиболее близким к изобретению по соста ву кампонентов является известный электролит для нанесения покрытий из сплавов на ос нове олова (олово — кобальт), содержащий хлористые олово и кобальт, фторид натрия, соляную кислоту и ее соль (хларистый .натрий) и смачиватель ОС-20 (оксиэтилированная смесь высших ж|и рных спи ртов) (2).

Однако из укаван ных электролитов осаждаются покрытия с иедостаточной корpo3IHoIHIHoH стойкостью, микротвердостью и износоcToHKocTblo (см. таблиц у).

Предлагаемый электролит отличается от известного тем, что с целью повышения кор розианной cTQHKQIcTH, микротвердости и износостойкости покрытий путем получения трой ного сплава олово — цинк — кобальт ан дополнительно содержит хлар истый цинк, бифтарид калия и вещество, выбранное из группы, выключающей,натриевую соль нафTBJI HIH-2-,сульфокислоты,и дисульфанафтал|иновую кислот у, а в качестве соли соляной кислоты — аммон ий хлористый прои следующем соотношении компонентов, г/л:

Олово хлористое двухводное 10- 20

Кобальт хлористый шестиводный 10 — 25

Цинк; лористый 55 — 75

Фторид натрия 20 — 22

Бифторнтд калия 7 -21

Аммоний xлористый 50 — 100

Соляная юислота (уд. вес = 1,19 г см") 5 —.15

Смачиватель OC-20 1 — 3

Вещество, выбранное из группы, включающей на гриевую соль нафталин-2-сульфокислоты зи дисульфонафталиHoвую кислоту 1 — 3

Кроме того, стоимость получаемы: покрытий тройным сплавом ниже стоимости бинарного сплава олово-кобальт за счет замены олова цинком до 40".о.

Процесс осаждения рекомендуют проводить при рН = 3 — 5,", температуре 18—

25 С, катодной плотности тока 0,5 — 2 А!дм с,использованием литых а подов из сплава олово — ц и нк состава, соответствующего со5, ставу осаждаемого на катоде сплав».

Электролит готовят следующим ооразом.

В предварительно подкисленной соляной кислотой воде растворяют фторит нат3ЗО. рия и бифтарид калия, хлорпстые олово, кобальт и аммон ий и, наконец, хлористый ц и нк. Смачиватель ОС-20 и натриевую соль ,нафталин-2-сульфо кислоты или дисульфонафталиновую кислоту вводят в электролит в растворе ином состоянии.

670638

Примеры

Извес тн ы й

Предлагаемый

17

/о эо 14

1 . (65

22

14

40 10

5Ю.

2,!

6

< о

Я!

1,5

1,5

0„55

8 9

39

0,23

0 5О

0 <2«

98

26 1

0.05

)1 .5

0„55

9!

3!6

О,!9

2,0

0.70

88

28

О,!2

0Ä0i3

Серебристо-белое

Блестящее

Полублестяшее

Светлое равномерное

Внешний вид покрытия при толщине 15 мкм

351

Ы5Ю

1700

1:460

1860

2050 о !

I0

7, 5!

10i 1ОО

1ОО

IОО

IЮО

93

100 !

IОО

1Оа

3

Рассеивающая способность элилролита составляет 28%.

Хлор истый аммоний вводят в электролит для электрон!роводност<и электролита и предотвращвн<ия,выпадения ц и нка в осадок в в и де ф тор ид а.

Совместное в ведение фторида натрия и б ифтсрида .калия улучшает буферные свойства электро;гита и способствует улучшению внеш него вида поирыпий.

Сульфопроизводные нафталина (натриевая соль нафтал ин-2-,сульфокислоты и дисульфонафталиновая кислота) гакже спосоствуют улучшению качества покрытий и позволяют получать п р и пропускании не менее 85 А-ч/л электр ичества полублестящие осад!си сплава олово †цинк вЂ,кобальт, после чего необходимо дополнительно ввод ить сульфопро<изводное нафталина в кол ичестве 0,5 — il г/л.

Состав электролита, г/л. режим осаждения, экспериментальные данные

Хлористое олсзо

Хлорпстый коба;и т

Хлористый цинк

Хлорнстый аммоний

Фто!мьд натрия

Би фто рид калия

Соляная кислота

Смачиватель ОС-20

Натрисвая соль нафталин-2-сульфокислоты

Дисульфонафталпновая кислота

Плотность тока, А/дм

Скорость осаждения, х<км/мпн, Выход по току

Содержание цинка в сплаве, Содс рн<анис кобальта в сплаве, /p

Микротвердость, кг/мма

Износостойкость, число переклгочений

Показатель коррозии

К вЂ” баллы

3 — баллы

Способность к пайке, измерения ,по смачи ваемости поверхности распла влен ным припоем ПОС-60 при температуре 25ОГС, свсжсосажденное покрытие после трехмесячного хранения

Hpèìå÷àiíHå. Ко рроз<ионные,испытания проводятся в 3%-ном ра ство ре хлор истого натрия в течение 5 суток по режиму: 10 ч п ри 40 С, 14 ч при комнатной температуре и т. д. Оценка ко рроз ионных свойств IIOжрытий толщиной 6 мкм про водится по десятибальной шкале, пр ичем индекс К—

Поте1ри кобальта в электролите воспол няют периодическим корректированием его солью кобальта после пропускания,не менее 60 Ач/л.

5 Поддернсивая определенную концен1рацию олова в электрол ите и плотность тока, регулируют содержание цинка в сплаве от

5 до 60%,и кобальта от 0,01 до 0,25%.

Из п1редлагаемого электролита осажда10 ют покрытия толщиной до 20 мкм с выходом по току 86 — 98p/p и скоростью осажден ия 0,2 — 0,7 мкм SHIH.

Микрот вврдость покрытия со тавляет

35 — 48 кг/м м, из носостойкость (изх!ерен ия

15 по числу пе реключен ий при контактном давлен ии 100 г/|мм .и толщине покрытия

10 мкм в IIaipe с никелем) — 1700 — 2200 пе р екл юч е н.и й.

Изобретение может быть проиллюстри20 ровано несколькими примерами, предусматриваемыми в таблице. коррозиояная стойкость, индекс 3 — за60 щи<рная апоао б ность.

Мик1рот1вердость пок<рыт!ий измеряется на при мере ПМТ-3 при напрузке 20 г. Покрыл ия толщи ной 20 мкм наносятся на

65 медную основу.

670638

15

Составитель В. Бобок

Техред А Камышникова

Корректор Л. Орлова

Редакгор Xoдакова

Подписное

Изд М 402 Тираж 727

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретени11 и открытий

116035, Москва, Ж-35„Раушская наб д. 4/5

Заказ 4169

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома о

Таким образом, более высокая твердость и износостойкость сплавов олово— цинк — кобальт в сочетании с хорошей коррозпонной стойкостью и внешним видом позволяет применять данные покрытия для за.щитно-декоративной отделки деталей и увеличить срок их службы.

Кроме того, покрытия сплавом могут оыть примене ны для улучшения пайки.

Способность к пайке даже у сплавов с высоким содержанием ц инка остается высокой, как у свежеосажденных, так и после длительного сравнения. Использование сплава для пайки позволяет сберечь дефи цитное олово и дает экономию в стоимостном вы,ражени и.

Фо рмула изобретен ия

Электролит для на несения покрытий из спла вов на основе олова, содержа1цнй хлористые олово и кобальт, фторид натрия, соляную кислоту и ее соль и смачиватель

OC-20 (окаиэти 7ированная смесь высшгих жирных спиртов), отличающийся тем, что, с целью повышения коррознонной стойкости, микротвердости и износостойкостн покрытий путем получения тройного сплава олово — цвнк — кобальт, он дополнителыно содержит хлористый цинк, бифтор71д калия, .и вещество, выбранное из группы, включающей натриевую соль нафталин-2сульфокислоты и дисульфонафталиновую

6 кислоту, а в качестве соли соляной кислоты — аммоний хлористый прп следующем соотношении компонентов, г!7:

Олово x70ðHcòîå двухвод ное 10 — 20

Кобальт х.7ористый шестиводный 10 — 25

Цинк хлористый 55 — 75

Фтор ид,натрия 20 — 22

Бифторид калия 7 — 21

Аммоний х.7îðèñòûé 50 — 100

Со.7я ная кислота (уд. вес = 1,19 r, cìз) 5 — 15

Смачиватель ОС-20 1 — 3

Вещество, выбранное из группы, включающей натриевую соль нафта 111Н-2-сульфокнслоты и лис льфонафта7ннов ю к! I c.7 0TY

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кочман Э. Д. и др. Электроосажденне олова и сплава олово †ци пз цитратных электролитов. — «Реферативный ж урнал. Коррозия и защита от коррозии», 1974, Х 10, 10 К 330.

2. Коптева P. В. и др. Электроосажден ие олова с пр имвсью кобальта,из хлорид@ фторидного электролита. — «Электролитические покрытия сплавами». М., МДНТП, 1975, с. 24 — 26.