Способ подготовки поверхности металлов перед нанесением гальванических покрытий

Способ подготовки поверхности металлов перед нанесением гальванических покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ и втовскому свидаталаствю ((() 662624

Союз Советских

Социалистмческих

Республик

l ., 1 " (Ж 3ЯЩ (С 25 Э 5/38

С 25 Р 3/08

С 23 F 1/00

ОС 09 К 13/Оь (61) дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 27,05.76 (2l) 2367249/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.05. 79.Бюллетень № 18

Таауааратаанный квинтет есср аа,авлам нзабратанмй н атнрмтнй (53) УИК 621.357..5(088;8) Дата опубликования описания 18.05.79

И. А. Витиня, Б. А. Пурин, Г. К. Крукле, Д. И. Белый и М. В. Трубицина (72) Авторы изобретения, Институт неорганической химии Академии наук Латвийской CCP и Всесоюзный научно-исследовательский институт кабельной промышленности (71) Заявители (54) СПОСОБ HOllIOTOBKN ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ

ПЕРЕД НАНЕСЕНИЕМ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к области нанесения гальванических покрытий, в част- ности к подготовке поверхйости ниобия перед нанесением оловянных покрытий. бля получения гальванических покры тий с удовлетворительным сцеплением на 5 ниобии известен способ химического травления поверхности ниобия смесью плавиковой и азотной кислот (1). Однаю известный способ подготовки не обеспечивает необходимого сцепления оловянных покрытий с поверхностью ниобия.

Наиболее близким к изобретению яв ляется способ подготовки поверхности металлов перед нанесением гальванических, в том числе и оловянных, покрытий, заключающийся в том, что поверхность подвергают электрохимической обработке на аноде в растворах кислот, например фтористоводородной, а затем химической обработке в кислом растворе, например в растворе азотной кислоты, что позволяет увеличить прочность сцепления оловянных покрытий с основой (21.

Однако известный способ не позволяет получать на ниобии оловянных покрытий с удовлетворительным сцеплением, что связано с пассивностью металла и наличием на его поверхности плотной окисной пленки. Помимо этого, способность ниобия к наводороживанию приводит к образованию хрупкого поверхностного слоя, что также служит причиной отслаивания покрытий.

Белью изобретения является повышение прочности сцепления оловянных покрытий с поверхностью ниобия.

Бель достигается тем, что электрохимическую обработку осушествляют в растворе, содержашем, г/лт

Фторастоводород- ная кислота 260««400

Ациллярованные производные полиглицеридов алкенил-, янтариых кислот 0,5-3,0 при плс.гности тока 3-5 А/дм в тече- и ние 25 мин, химическую обработку - в растворе, содержашем, гlл:

662624

Пирофосфат калия

Солянокислый гидр азин в течение 5-10 с.

350-450

80-150

3 5-45

1,5-2,5

В результате электрохимической анод ной обработки ниобия в предлагаемом растворе происходит удаление окисной пленки и адсорбция ациллнрованных производных полиглицеридов алкенилянтарных © кислот на поверхности ниобия, Используют производные с мол. весом 1280-1350, стойкие в кислой среде, общей формулы

СН СОЕК

С H СНСОО(СН СНСНСН 0)„ОС-СН-С Н

18 15!

СИ COO(C,H CHOHCH 0) ОС СН С H

2 3 9 15

СН С00К

При етом режиме анодной обработки лимитировано выделение кислорода, а также достигается необходимая шероховатость поверхности. Последующая химическая обработка устраняет окисление поверхности ииобия, а также способствует адсорбции гидразин-иона на поверхности.

Солянокислый гидразин, присутствующий в растворе для химической -обработки, является сильным восстановителем и обладает способностью связывать раство» ренный в водных растворах кислород.

Таким образом, в процессе подготовки поверхности ниобия по предлагаемому способу окисную пленку не только уца35 ляют с поверхности, но и предотвращают ее образование до начала процесса электроосаждения.

На подготовленную поверхность ниобия наносят оловянное покрытие электроосаждением из комплексного пирофосфатного электролита. Полученные покрытия хорошо сцеплены с основой до толщины 5-7 мкм.

Юля электросаждения может быть использован, например, электролит, содержащий:

Олово 0,55-065 моль/л

П ирофосфор нокислый калий

Гидраэин солянокислый 8-12 г/л

"Прогресс 2" 3-5 мл/л

Желатин или клей столярный (гидролизованный) 1,0-2,5 г/л или электролит состава, г/л:

56

1,35-1,45 моль/л

Олово (в пересчете на металл) 70-85

Пнрофосфат калия (общий) 5 406 20

Солянокислый гидразин

Желатин

Ацилированные производные полиглицеридов алкенилянтарной кислоты О, 8-1,0 .

Процесс рекомендуется проводить при

Пк 3-2 А/дм и температуре электро2 g ° о лита 20-25 С. Покрытия, получаемые из сернокислых,и станнатных электролитов, отслаиваются от основы, Эти пределы концентраций компонентов в растворах, а также, режимы анодной и химической обработки обеспечивают наилучшее сцепление покрытий с основой. Покрытия выдерживают до отслаивания 60-90 термоударов. Снижение концентрации компонентов в растворах, а также увеличение продолжительности электрохимической и химической обработки ухудшают сцепление покрытий. Отслаивание покрытий происходит после 20 термоударов. Увеличение концентрации компонентов в растворах не приводит к улучшению сцепления покрытий и не сокращает продолжительности обработки.

Способ иллюстрируется следующими о примерами.

Пример 1. Иэделие из ниобия обрабатывают на аноде в течение 5 мин при плотности тока 5,0 А/дм в растворе, 2 содержащем 260 г/л фтористоводородной кислоты (уд,вес. 1,114) и 0,5 г/л смеси ациллированных производных полиглицеридов алкенилянтарных кислот со средним мол.весом 1280. Температура 25, расстояние между катодом и анодом

3 см. Затем иэделие погружают на 5 с. в ванну с раствором, содержащим пирофосфат калия 350 г/л, солянокисный гидраэин 80 г/л.

После обработки изделие помещают в качестве катода в пирофосфатный электролит лужения. При испытании образцов термоударом (выдерживание образцов о при температуре + 150 С, затем охлаждение до температуры жидкого азота) отслаивание покрытия не наблюдается до

60 термоударов.

Пример 2. Производят анодную обработку ниобия в растворе, содержащем 400 г/л тористоводородной кислоты и 3 г/л ациллированных производных

662624

/ ной .химической обработке полученные из пирофосфатного электролита оловянные покрытия отслаиваются после 20 термо ударов.

5 Пример 8. При анодной обработке р- согласно примеру 2 и последуюшей химической обработки в течение 10 с в расте- воре, содэржашем пирофосфат калия о«300 г/л, солянокнслый гидразин 70 г/л, s. 1О покрытия выдерживают до 48 термоударов.

Как показывают примеры, при этих л условиях наилучшее сцепление оловянных покрытий обеспечивает комплексное иси» пользование анодной и химической обра° -" б

350-450 полиглицеридов алкенилянтарных кислот со средним молекулярным весом 1280 в течение 2 мии при плотности тока .3 A/äì (температура 25 С, расстоя ние до катода 5 см). Затем производят химическую обработку в растворе, соде жашем 450 г/л пирофосфата калия и

150 г/л солянокислого гидразина в т чение 10 сек. Полученные оловянные п крытия выдерживают до 80 термоударо

Пример 3. Анодная обработка ниобия в растворе, содержашем 330 г/ фтористоводородной кислоты и 1Ä5 г/л смеси ациллированных производных пол глицеридов алкенилянтарных кислот (ср д ний мол.вес. 1280) при D =.5 A/äì h течение 3 мин (температура и расстоя,ние аналогичны примеру 2) и последуюшая химическая обработка в течение

5 сек в растворе, содержашем пйрофосфат калия 350 г/л, солянокислый гидра- . зин 80 г/л, дают возможность получать йз пирофосфатной ванны покрытия, выдерживаюшие до 90 термоударов.

Пример 4. Обработка ниобия на аноде в растворе, содержашем от 260 до 400 г/л фтористоводородной кислоты

2 в течение 3 мин .при33 5 А/дм и послеА дующая обработка в течение 8 с в растворе, содержашем 350 г/л пирофосфата калия и 80 гlл солянокислого гидразина дает возможность получить покрытия, выдерживаюшие только 20 термоударов.

Пример 5. Изделия, обработанные

3% на аноде согласно примерам 1-3, промывали в воде и подвергали лужению. Полученные покрытия отслаиваются после

2-S термоударов.

Пример 6. Анодная обработка ниобия в растворе, содержащем 200 г/и фтористоводородной кислоты g 00,3 г/л ациллироваиных производных полиимнцери- дов алкенилянтарных кислот в течение .

2 мин щж 9А 3 А/дм {расстояние до катода S см) и химическая обработка в течение 10 с в растворе, содержащем

450 г/л пирофосфата калия и 150 г/л солянокислого гидразина, даки возмож ность при последующем лужении получать покрытия, выдерживаюшие тольаэ 20 термоуда ров.

Й р и м е р 7. При анодной обработке в растворе ан шогнчно примеру 6 в те чение .8 мин при З 3 А/дм и аналогичФормула изобретения

Способ подготовки повер.-.ности металлов перед нанесением гальванических покрытий путем электрохимической обработки на аноде в растворе на основе фтористоводородной кислоты, а затем химической обработки в кислом растворе, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения прочности сцепления оловянных покрытий с поверхностью ниобия, электрохимическую обработку осушествляют в растворе, содержашем, г/л:

Фтористоводородная кислота (уд.в. 1, 114) 260-400

Ациллиров аниме производwe полиглицеридов алкенилянтарных кислот 0,5-3,0 при плотности 3-5 А/дм в течение

2-5 мин, а химическую обработку осушествляют в растворе, содержашем, г/л:

Пирофосфат калия

Солянокислый гидразин 80-150 в течение 5-10 с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетелытво % 138123, кл. С 25 Х) 5/38, 1961.

2. Вайнер Я. В. и др. Технология электрахимических покрытий, Машиностроение, МЛ 1967, с, 113,118.

ЦНИИПИ Заказ 2652/33 Тираж 719 . Подписное

Филиал ППП Патент", г Ужгород, ул Проектная, 4