Спосіб композиційного електрохімічного золочення

Винахід відноситься до технології гальванічних покрить, конкретно до способів одержання покрить на основі золота, і може бути використаний при виробництві деталей і виробів з покриттям у ювелірній, годинниковій, медичній, радіо- й електронно-технічній промисловості, а також у виробництві сувенірів, біжутерії і т.п. Відомі способи осадження гальванічних золотих покрить з розчинів на основі комплексної солі дицианоаурату калію KAu(CN)2. Додатково в розчин вводять в ефективних концентраціях струмопровідні, буферні добавки і речовини, що сприяють кращому блиску, однорідності й іншим корисним якостям золотого покриття. Електроліти золочення з величиною рН399м 2/г недоцільно, тому що для одержання покрить з поліпшеними характеристиками вимагаються високі концентрації УДА і більш висока витрата на одиницю площі покриття, що погіршує економічні характеристики способу. Оптимальний діапазон Sпит.=150-399м 2/г переважно 250-330м 2/г обумовлений, очевидно, сприятливою формою часток і структурою їхньої поверхні. За допомогою електронної мікроскопії встановлено, що частки з Sпит.=150-399м 2/г мають округлу ізометричну форму без зовнішнього кристалічного огранювання. Поверхня часток енергетичне однорідна. Збільшення питомої площі більш 399л2/г зв'язано з перекручуванням форми часток, ерозією поверхні, неоднорідністю її властивостей. Параметри адсорбції на такій поверхні неоднорідні, що в остаточному підсумку частково дезактивує ультрадисперсні частки. З іншої сторони частки УДА з Sпит. менше 150м 2/г виявляють ознаки кристалічного огранювання, що, як відомо, також диференціює енергетичні характеристики поверхні кристала в залежності від площини кристалографічної орієнтації. У ряді випадків також відзначається агрегація алмазних часток, що приводить до зниження питомої поверхні до 150м 2/г і нижче, що також погіршує якість композиційних золотоалмазних покрить. Для способу, що заявляється, важливо, що при концентрації УДА 0,1-1,99г/л осадження покрить проводять у режимі, що забезпечує наступне співвідношення-швидкостей осадження алмазу і металу: від 1:100 до 1:1000. Зазначене співвідношення швидкостей співосадження компонентів забезпечує найкращі фізико-хімічні властивості композиційних покрить, а саме підвищену твердість, зносостійкість і безпористість на малих товщинах покриття. Співвідношення швидкостей осадження залежить від повного складу електроліту, включаючи концентрацію УДА, а також від умов осадження: температура, катодна щільність струму, перемішування електроліту. Зазначені параметри є добре відомими для різних типів електролітів золочення, що не містить, однак, часток УДА. При проведенні осадження відповідно до заявленого способу вибір режиму осадження проводиться відповідно до відомих параметрів, а також з урахуванням швидкості осадження часток УДА .Масова частка ультрадисперсних алмазів у покритті, віднесена до масової частки золота в покритті, характеризує відносну швидкість співосадження компонентів композиційного електрохімічного покриття (КЕП). Так, при вмісті в покритті 0,3% УДА і 99,5% золота (0,2% складає так званий неалмазний вуглець, що звичайно включається в покриття при електролізі розчинів, що містять органічні компоненти) співвідношення швидкостей осадження складає 1:331,6. Збільшення відношення швидкостей співосадження алмаза і золота більш, ніж 1:100, приводить до перенасичення золотоалмазного покриття алмазними частками (вміст УДА в покритті більш 1,01%). У цьому випадку покриття стає грубим, шорсткуватим, втрачає блиск, погано полірується, має локальні дефекти у виді включень агрегатів часток. При зменшенні згаданого співвідношення менш 1:1000 кількість алмазних часток, що включилися в структур у покриття, нижче оптимального (менш 0,08% УДА в покритті), структура покриття погіршується: збільшується середній розмір мікрокристалітів золота, з'являється значна кількість пір. Зносостійкі характеристики покриття змінюються мало, не досягаючи кращих значень твердості і зносостійкості. На відміну від прототипу, осадження покрить золото-алмаз за способом, що заявляється, проводиться при значеннях катодної щільності струму в інтервалі 0,1-2А/дм, як це відомо для традиційних технологій золочення, при температурі від 20 до 80°С, що також є відомим діапазоном температур при золоченні відомими способами. У той же час саме сукупність ознак, що заявляються: кількість алмаза в електроліті, характеристика поверхні алмаза, умови введення алмазу в електроліт і умову співосаждения золота й алмаза - визначають позитивний ефект від застосування даного способу: спрощення технології, зниження матеріальних витрат і тр удозатрат, підвищення якості покрить. Нижче приводяться приклади конкретного здійснення способу. Приклад 1. Наготовлюють електроліт золочення, що містить (г/л): УДА-1. Осадження ведуть при температурі і щільності струму, що забезпечують співвідношення швидкостей осадження алмаза і золота 1:255. При цьому одержують покриття, що містить 0,39% УДА. Покриття однорідне, рівномірне, напівблискуче, золотаво-жовтого кольору. Мікротвердість HV=147, відносна зносостійкість у порівнянні з покриттям, нанесеним з аналогічного електроліту, що не містить добавки УДА в 2,87 раза вище. Приклади 2-4 Готовлять електроліт золочення і проводять осадження покрить, як описано в прикладі 1. При цьому концентрацію алмазних часток в електроліті задають (г/л): 0,1; 0,08 і 1,5 відповідно. Одержують покриття, що характеризуються наступними показниками. Таблиця 1 Відн. Мікротверд ість, HV зносостійкість, відн.од № прикладу Конц-я УДА в електроліті, г/л Вміст УДА в покритті, % 2. 0,1 0,15 135 1,93 3. 0,08 0,05 78 1,13 4. 1,5 0,42 165 3,15 Примітка Рівномірне, однорідне, блискуче покриття, без дефектів. Рівномірне, однорідне, блискуче покриття, недостатня твердість і зносостійкість. Рівномірне, однорідне, блискуче покриття. Приклади 5-7. Наготовляють електроліти золочення на основі дицианоаурату калію в порядку, описаному в прикладі 1. Склади й умови осадження розчинів наведено в таблиці 2. Таблиця 2 Показники 5 УДА, г/л 1,5 Співвідношення швидкостей осадження УДА:Аu 1:230 Вміст УДА в покритті, % 0,42 Мікротвердість Hv, МПа 165 Відносна зносостійкість 3,15 Блискуче, однорідне, Примітки рівномірне покриття Приклади 8-12 № прикладу 6 1,99 1:150 0,66 168 3,21 Напівблискуче, однорідне, рівномірне покриття 7 1 1:255 0,39 147 2,87 Блискуче, без дефектів покриття Наготовлюють електроліти золочення, як у прикладі 5-7, при цьому використовують УДА, що характеризуються величиною питомої поверхні 137; 150,2; 287,4; 349,8 і 420,1м 2/г Осадження покрить проводять при оптимальних значеннях відносних швидкостей співосаждення алмаза і металу. Одержують покриття, що характеризуються наступними властивостями: Таблиця 3 Відн. № Вміст УДА в Мікротвердість, Sпит. УДА, м 2 /г зносостійкість, прикладу покритті, % HV відн.од. 8. 137 0,11 83 1,43 9. 150,2 0,23 99 2,13 10. 287,4 0,56 166 3,20 11. 349,8 0,78 172 3,35 12. 420,1 1,2 153 2,75 Примітка Рівномірне, однорідне, блискуче покриття, без дефектів, недостатня твердість. Рівномірне, однорідне, блискуче покриття, недостатня твердість. Рівномірне, однорідне, блискуче покриття. Рівномірне, однорідне, блискуче покриття. Нерівномірне матове покриття з локальними дефектами і включеннями. Приклади 13-17 Наготовлюють електроліт золочення, як у прикладі 1. Осадження покрить ведуть, змінюючи співвідношення швидкостей осадження алмаза і металу в такий спосіб: 1:95; 1:100; 1:450; 1:1000; 1:1100; Одержують покриття, що характеризуються наступними властивостями: Таблиця 4 № прикладу Співвідношення Відн. Вміст УДА в Мікротвердість, швидкостей 25 знососійкість, осадження покритті, % Hv , МПа відн. од. УДА:Ме 13. 1:95 1,04 170 2,98 14. 1:100 0,99 169 3,39 15. 1:450 0,22. 97 2,21 16. 1:1000 0,099 74 1,35 17. 1:1100 0,09 69 1,15 Примітка Нерівномірне за блиском покриття. Рівномірне, однорідне, блискуче покриття, без дефектів. Рівномірне, однорідне, блискуче покриття, недостатня мікротвердість. Рівномірне, однорідне, блискуче покриття, недостатня мікротвердість і зносостійкість. Блискуче, однорідне, м'яке золоте покриття з низькою зносостійкістю. Таким чином, спосіб електрохімічного композиційного золочення в електроліті на основі комплексної солі дицианоаурату калію, що містять струмопровідні і буферні добавки, та 0,1-1,99г/л ультрадисперсних алмазів у виді водяної суспензії, причому частки алмазу мають питому поверхню 150-399м 2/г, а осадження покриття проводять при катодній щільності струму, що дає швидкість осадження золота й алмазів від 99,9:0,1 до 99,0:1 по масі, забезпечує спрощення технології золотоалмазних покрить, зниження матеріальних витрат і трудозатрат, підвищення якості покрить. На підставі вищевикладеного, просимо прийняти до розгляду наступну формулу вина ходу: Спосіб електрохімічного композиційного золочення в електроліті на основі комплексної солі дицианоаурату калію, що містять струмопровідні і буферні добавки, відрізняється тим, що в електроліт вводять 0,1-1,99г/л ультрадисперсних алмазів у виді водяної суспензії, причому частки алмазу мають питому поверхню 150-399м 2/г, а осадження покриття проводять при катодній щільності струму, що забезпечує швидкість осадження золота й алмазів від 99,9:0,1 до 99,0:1 (від 1:100 до 1:1000) по масі.