Електроліт латунування

Електроліт латунування, який містить сірчанокислу мідь, сірчанокислий цинк, пірофосфат натрію і воду, який відрізняється тим, що він додатково містить амоній фосфорнокислий двозаміщений, сірчанокислий кобальт та ненаси 3 60008 вода до 1 л. Присутність в пірофосфатному електроліті латунування вказаних компонентів зумовлена наступними причинами. Сірчанокисла мідь, сірчанокислий цинк та пірофосфат натрію - обов'язкові компоненти електроліту. Концентрація пірофосфату натрію визначається концентраціями сульфату міді та сульфату цинку і вводиться в кількості, яка необхідна для утворення та розчинення пірофосфатних комплексів металів. Добавка ненасиченої поліфункціональної органічної сполуки сприяє подрібненню структури осаду, розширяє діапазон робочих густин струму, підвищує розсіювальну здатність і вихід за струмом електроліту при осадженні жовтої латуні. Сірчанокислий кобальт процентної концентрації компонентів сплаву у покритті не змінює, але додатково збільшує значення технологічних параметрів електроліту. Амоній фосфорнокислий двозаміщений є буфером і впливу на технологічні параметри електроліту та якість покриття не виявляє. При приготуванні електроліту у розчин, який містить розрахункову кількість пірофосфату натрію і нагрітий до температури 100 °С, послідовно розчиняли сульфат міді, сульфат цинку і амоній фосфорнокислий двозаміщений, а після фільтрування - сульфат кобальту та ненасичену поліфункціональну органічну сполуку. Корегування електроліту 4 до необхідних значень рН здійснювалось розчинами гідроксиду натрію і пірофосфатної кислоти. В таблиці приведені суміші заявляемого і відомого пірофосфатних електролітів латунування, їхні технологічні параметри, склад та зовнішній вигляд покриттів. При концентрації сульфату міді нижче 8 г/л, а сульфату цинку нижче 65 г/л знижуються технологічні параметри електроліту (вихід за струмом, розсіювальна здатність, діапазон робочих густин струму) і погіршується якість покриття. При концентрації сульфату міді вище 12 г/л та концентрації сульфату цинку вище 75 г/л змінюється співвідношення міді та цинку у сплаві та зменшується можливість отримання його заданого процентного складу. При відсутності органічної добавки лише в діа2 пазоні 0,25-0,50 А/дм утворюються однорідні за складом матові покриття. При її концентрації нижче 1,7 г/л в осаді збільшується кількість міді, а при концентрації вище 3,35 г/л - кількість цинку до значень, які відповідають у першому випадку сплаву червоної латуні, а у другому - білої. При концентрації добавки 1,70-3,35 г/л спостерігається осадження жовтої латуні. Крім того, при кількості органічної сполуки нижче 1,70 г/л максимального ефекту її впливу на технологічні характеристики електроліту та якість покриттів не досягається, а при кількості вище 3,35 г/л відбувається зниження виходу за струмом та погіршення зовнішнього вигляду осадів. Таблиця Склад електролітів Технологічні Прототип А.с. CPCP показники електролітів та покриттів № 1475988 Сірчанокисла мідь, г/л 1,0-4,0 Сірчанокислий цинк, г/л 40-60 Пірофосфат натрію, г/л Пірофосфат калію, г/л 250-300 Амоній фосфорнокислий двозаміщений, г/л Насичена поліфункціоанльна органічна сполука, г/л Сірчанокислий кобальт, г/л Янтарна або лимонна кислота, г/л 5-15 1,4-бутілдіол, мл/л 0,2-0,4 Хлорамін Б, г/л 0,2-0,4 Сірчанокислий кадмій, г/л 0,05-0,20 Гліцерин, мл/л 0,05-0,10 рН 7,15-8,50 t,°C 18-30 Розсіювальна здатність, % 61-68 Вихід за струмом, % 57,8-59,1 Діапазон робочих густин струму, 0,3-1,0 А/дм2 Вміст міді, % 67,8-70,0 Зовнішній вигляд Блискучі, жовтого кольору 1 2 70 251,7 20 Електроліт, який заявляється (приклади) 2 3 4 5 6 8 10 12 60 65 70 75 232,6 257,9 282 309,0 20 18 20 22 6 14 80 334,9 20 1,3 1,5 1,7 2,52 3,35 3,50 0,005 – 7,2-8,0 15-25 78,9 52,45 0,01 7,2-8,0 15-25 78,7 63,50 0,025 7,2-8,0 15-25 78,2 79,69 0,05 – 7,2-8,0 15-25 78,2 79,69 0,075 – 7,2-8,0 15-25 78,2 79,69 0,10 – – – – – 7,2-8,0 15-25 79,1 76,38 0,25-2,5 0,25-2,5 0,25-2,8 0,25-2,8 0,25-2,8 0,25-2,5 75,7 76,2 76,8 77,2 76,9 Блискучі, рівномірні, жовтого кольору Оптимальна концентрація сірчанокислого кобальту, при якій вихід за струмом, розсіювальна здатність і діапазон робочих густин струму досягають своїх максимальних значень становить 0,025-0,075 г/л. У присутності 18-22 г/л амонію фосфорнокислого двозаміщеного рН розчину електроліту відповідає значенням 7,2-8,0. При його концентрації нижче 18 г/л відбувається підвищення кислотності 78,5 Блискучі, Дзеркально-блискучі, рівномірні, жовтого рівномірні, кольору жовтого кольору розчину, а при концентрації вище 22 г/л - зниження, що викликає погіршення якості покриттів. Таким чином встановлено, що електроліт латунування, який заявляється, має новину і забезпечує отримання позитивного ефекту. Для доведення відповідності ознак електроліту критерію «суттєві відзнаки» було проведено пошук споріднених властивостей в інших відомих електролітах 5 60008 за основними та суміжними рубриками МКВ. Аналогічних рішень не виявлено. Отже, електроліт, який відповідає критерію «суттєві відзнаки», в цілому відповідає критерію корисної моделі. Розчини електроліту, який заявляється, досліджувались шляхом електролізу з визначенням розсіювальної здатності (метод Геринга-Блюма), виходу за струмом (по доважку з використанням кулонометру), допустимих значень густин струму (з використанням комірки Хулла об'ємом 250 мл). Зовнішній вигляд оцінювався візуально. Кількість міді в сплаві визначалась фотометричним методом за оптичною густиною розчинів моноаміачного комплексу міді. Покриття осаджувались на сталь марки 1Х18Н10Т. Перед нанесенням осаду зразки попередньо електрохімічно знежирювались та підлягали травленню в 10-20 % сірчаній кислоті і декапіруванню в 3% сірчаній кислоті. У ванну зразки завантажувались під струмом. При електроосадженні використовувались аноди марки Л-63. Як видно з таблиці, склади 3, 4 і 5 електроліту, який заявляється, є оптимальними. У широкому діапазоні густин струму від 0,25 2 2 А/дм до 2,8 А/дм з них осаджуються дзеркальноблискучі, рівномірні та однорідні за складом (74% міді) покриття. За цими показниками він перевищує прототип. Таким чином, в порівнянні з прототипом пірофосфатний електроліт латунування, що заявля Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 6 ється, дозволяє значно покращити фізичні властивості та зовнішній вигляд покриттів, розширити діапазон робочих густин струму, як у бік більш ни2 зьких, так і більш високих значень (0,25-2,8 А/дм ), збільшити розсіювальну здатність (78,2 %) та вихід за струмом (79,7 %). Тривалі лабораторні випробування електроліту показали, що в процесі електроосадження концентрації його основних компонентів практично не змінюються. Корегування по добавкам_необхідно проводити 1/10 початкової їх кількості після пропу. скання 25-30 A ч/л електрики. Джерела інформації: 1. Бондарь, В.В. Электроосаждение двойных сплавов / В.В. Бондарь, В.В. Гришина, В.П. Павлов // Итоги науки и техники, сер. Электрохимия. 1980.-Вин. 16.-С. 154. 2. Харламов, В.И. Особенности совместного восстановления ионов меди, цинка и кадмия из пирофосфатных электролитов / В.И. Харламов, М.В. Хлонцева, Т.Л. Азаренко, Т.А. Ваграмян // Электрохимия. - 1991. -Т. 27, № 2. - С. 282-284. 3. Харламов, В.М. Особенности микрораспределения электролитических сплавов и их компонентов / В.М. Харламов, С.С. Кругликов, Н.С. Григорян // Электрохимия. - 2001. - Т. 37, № 7. - С. 780-788. 4. А.с. 1475988 СССР, МКИ С 25 Д 3/58. Электролит блестящего латунирования / В.Ф. Попов, В.А. Гусаков (СССР). - Заявлено 04.02.86, Опубл. 30.04.89. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601