Раствор для химического полированиямеди и ee сплавов

Раствор для химического полированиямеди и ee сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз .Советских

Сюциалистичесиих

Ресиублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИЖ©МУ СВИ ОЗЛЬСЗВУ (61) Дополнительное «.авт. сеид-ау(22) Заявлено 100179 P)) 2212349/22-02 щ842111

РЦМ К 3

С 23 F 3/00

С 09 К 13/06 с присоединением заявки Hо

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300681. бюллетень Ио 24 (53) УДК 621.9. . 047. 4 (088.8) Дата опубликования описания 300681 (72) Авторы изобретения

И.Н. Жуков, В.Ф. Волошин, Л.Н. Соколян, В.С. Скопенко и С.И. Немчинов,, (.," !

Ь1, 1.г "" ТЕ ;"-;., ГЕ,т 8. .» p»

Днепродзержинский индустриальный институт ф61, им. М.И. Арсеничева !" а!! (71) Заявитель (54) РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ

МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ

Изобретение относится к химической обработке поверхности металлов,. в частности к полированию изделий из меди и ее сплавов. э

Из существующих механических, электрохимических и химических способов полирования деталей наиболее перспективным является химическое полирование.

Известен раствор для химического полирования меди и ее сплавов (1 ), который содержит серную кислоту, перекись водорода с добавками моноэтилового эфира этиленгликоля, неионогенного ПАВ и производных азолов при следующем соотношении компонентов, г/л:

Серная или азотная кислота 10-150

Перекись водорода 50-200

Моноэтиловый эфир гликоля 10 20

Триазолы 0,01-10

Неионогенные IIAB 0,5-1

Метиловый или этиловый эфир этиленгликоля 20 мл/л или вместо них

50 мл/л метилового или этилового спирта..

Поверхность металла, обработанная таким раствором, получается недостаточно йо однородной в результате протрав-. ливания металла на различную глубину.

Наиболее" близким к предлагаемому яо технической сущности является раствор (2 f, содержащий серную кислоту, *ерекись водоррда и поверхностноактивное вещество

Однако блеск поверхности низкий при этом съем металла довольно высокий.

Цель изобретения — повышение блеска и снижение растравливания поверхности меди и ее сплавов.

Для достижения указанной цели в раствор, содержащий серную кислоту, перекись водорода, поверхностно-активное вещество и воду, в качестве

IIAB вводят гексафторокремниевые соли 2-алкил-1(2 -аминоэтил) -2-имида/ золинов или 2-алкил-1(2 -полиэтилен-! полиамин)-2-имидазолинов общей формулы

„и-сн H-СН

К-С Н 5,-Г а

И-Сa ".a 1 Ü или R-(;

СН хСН НН (СНеСН ейН),СН СНаИНа !

842111 где R - .С 0 Н i C2o Н4, R С Н C OН4 n = 1 5, при следующем содержании компонентов, г/л:

Серная кислота (уд. вес. 1,84) 50-100

Перекись водорода 100-150

Гексафторокремниевые соли 2-алкил-1

{2 -аминоэтил) -2-имидазолинов или

2-алкил-1(2 -полиI этиленполиамин) -2-имидазолинов 1-3

Гексафторокремниевые соли 2-алкил-1(2 -аминоэтил) -2-имидазолинов получают реакцией взаимодействия 2-алI кил-1 (2 -аминоэтил) -2-имидазолинов с гексафторокремниевой кислотой в среде ацетона при температуре 2040 С и мольном соотношении исходных компонентов 1:1:

ФМ вЂ” СН2 l4 — СН2

R-С I + H2SiFg R-С ) Н2

М вЂ” СН2 М вЂ” СК2

I сн сн,,ян сн сн вн или имидазолин-основания 2-алкил-1.-(2 -полиэтиленполиамин)-2-имидазо.линов) обшей формулы: м — се, к — с м — се, (2 2 " ) " СЕ2 С) 2 2 где R = С. о Н2„-. С2о Н4, n = 1: 5, Растворы приготавливают, добавляя в ванну к расчетному количеству серной кислоты и.перекиси водорода предлагаемые добавки. Содержимое ванны тщательно перемешивают и доводят температуру рабочего раствора до 30-45 С. Полированию подвергают пластины размером 75 к 100 мм.

Полирование в известных растворах проводят в условиях, аналогичных описанным выше.

Конкретные условия полирования для каждого отдельного случая отражены в примерах 1-18, результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 1. Состав раствора, г/л:

Серная кислота (0 = 1,84 г/см ) 50

Перекись водорода 100

Гексафторокремниевая соль 2-тетрадецил-1I !

-(2 — ами но э тил ) — 2-имидазолина 1

Вода 849

Полирование обработанной пластины из технической меди марки М-3 (Cu — 99,53, Вi — 0,003%, Pb

100

0,05%) проводят в вышеуказанном растворе при 30ОС в течение 1 мин.

Пример 2. Состав раствора, г/л:

Серная кислота (d 1,84 г/см ) 100

Перекись водорода 150

Гексафторокремниевая соль 2-додецил-1-(2 —

-аминоэтил-2-имидазолина 3

Вода До1л

Полирование пластины из латуни марки Л-68 осуществляют при температуре раствора в ванне 45 С в течение 30 сек.

15 H p и м е р 3. Состав раствора, г/л:

Серная кислота (d = 1,84 r/cM3)

Перекись водорода

Щ Гексафторокремниевая соль 2-децил-1-(2

-аминоэтил)-имидазолина 1

Вода До Г л.

Полирование пластины из техничес кой меди марки М-3 проводят при температуре 30 С. в течение 1 мин.

Пример 4. Состав раствора, г/л:.

Серная кислота (d 1,84 г/см ) 100

Перекись водорода 150

Гексафторокремниевая соль 2-децил-1-(2 -амир ноэтил)-2-имидазолина 3

Вода До 1 л

Латунь марки Л-68 полируют при

45 С в течение 30 сек.

П р и м в р 5. Состав раствора, г/л:

Серная кислота

40 (d = 1 84 г/см )

Перекись водорода

Гексафторокремниевая соль 2-октадецил-1†(2 -аминоэтил) -2-имиI дазолина 2

Вода До1л

Пластины из технической меди марки

М-3 полируют при 35 С в течение 1 мин. мин.

Hp и м е р 6. Состав раствора, г/л:Серная кислота (d = 1,84 г/см ) 60

Перекись водорода 90

Гексафторокремниевая соль 2-октадецил-1-(2 -аминоэтил)-2-имидазолина 2

Вода До 1 л

Латунь марки Л-68 полируют при д 40 С в течение 1 мин. о

Пример 7 (используется извес- г ный раствор) (() .

Содержание компонентов, г/л:

Серная кислота 40 д Перекись водорода

842111

150

150 азотная кислота 20

1-амино-1,2,3-триаэол 5

Метанол 50 мл/л

Неионогенный IIAB 2 мл/л

Вода До 1 л

Полирование пластин из меди марки

М-3 проводят при 30 С в растворе в течение 1 мин.

Пример 8. Состав раствора такой, как в примере 7.

Полирование пластин из латуни марки Л-68 проводят погружением их в раствор при 45 С в течение 30 сек.

Пример 9. Состав раствора, г/л:

Серная кислота (д = 1,84 г/см ) 50

Перекись водорода 100

Вода До 1 л

Пластины из меди марки М-3 полируют при 30аС в течение 1 мин.

Пример 10. Раствор приготовлен по рецептуре, приведенной в примере 9. Полирование пластины из латуни марки Л-68 проводят в течение

1 мин при температуре раствора.30 С.

Пример 11. Состав раствора, г/л:

Серная кислота. (d = 1,84 г/см ) 60 . Перекись водорода 90

2-тетрадецил-1 (2 -диаминодиэтил)-2-имидазолина 2

Вода До 1 л

Полирование пластины иэ меди марки M-3 проводят при 35 С в течение

1 мин.

Пример 12. Состав раствора, г/л:

Серная кислота (d = 1,84 г/см ) 60

Перекись водорода . 90

2-тетрадецил-1(2

-диаминодизтил)-2-имидазолина 2

Вода До1л

Полирование пластины из латуни

Л-68 проводили при 40 С в течение

1 мин.

II р и м е р 13. Состав раствора, .г/л:

Серная кислота 50

Перекись водорода 100

2-децил-1(2 -гекса-! . аминоэтил) -2-имидаэолина 1

Вода До 1 л

Полирование .пластины из меди марки M-3 проводят при ЗООC s течение

1 мин.

Пример 14. Состав раствора, г/л:

Серная кислота (d = 1,84 г/см )

Перекись водорода

2-децил-1(? -гексааминоэтил}-2-имидаэолина 2

Вода До1л

Полирование пластины из латуни марки Л-68 проводят при 45 С в течение 30 сек.

Пример 15. Состав раствора, 5 г/л:

Серная кислота (d = 1,84 г/см ) 50

Перекись водорода 100

2-октадецил-1 (2 —

-диаминодиэтил)-2-имидазолина 1

Вода До1л

Полирование пластины из меди марки М-3 проводят при 30 С в течение

1 мин.

Пример 16. Состав раствора, г/л:

Серная кислота (d = 1,84 г/см )

Перекись водорода

20 2-октадецил-1(2 -диаминодиэтил)-2-имидаэолина 2

Вода До 1л

Полирование пластины из латуни о марки Л-68 проводят при 45 С в течение 30 сек.

Пример 17(используется известный раствор (2)).

Состав раствора,;:,вес. Ф:

Зр Перекись водорода 15

Серная кислота

f (d = 1,.84 г/см ) 9,95

Этанол 5

Неионогенное ПАВ 0,1

35 Вода

Остальное

Полирование пластины проводят при

45 С в течение 30 сек для меди маро ки М-З.

Пример 18 (раствор такой, как в прим ере 17) .

Состав раствора, вес.Ъ:

Перекись водорода

Серная кислота (0 = 1,84 г/см ) 9,95

Этанол 5

45 Неионогенное IIAB 0,1

Вода Остальное

Полирование пластины из латуни о марки Л-68 проводят при 45 С в течение 30 сек.

$p Раствор, согласно изобретению, для химического полирования меди и ее сплавов содержит гексафторокремниевые соли 2- алкил-(2 -аминоэтил)—

-2-имидазолинов. Это катионоактивные

I органические вещества или имидазоI лин-основания 2-алкил-(2 -полиэтиленполиамин)-2-имидазолинов., которые в сернокислых растворах образуют сернокислые соли (в растворах других кислот, например в азотной — соотеО ветственно азотнокислые соли и т.д.).

Основная роль, как видно из таблицы, принадлежит органическому катиону, что подтверждается кулоностатическими и импедансометрическими изме6S .рениями.

842111

В известном растворе (21 в состав входят спирты (метанол, этанол) вещества молекулярного типа, а также неионогенное ПАВ, действующее, как и спирты, по молекулярному механизму.

Следовательно, механизм действия катионоактивных веществ и веществ молекулярного типа различный, что и наблюдается из результатов эксперимента. Важным фактором является уменьшение съема металла (с 0,350,37. мкм/мин в чистом растворе до

0,16-0,20 мкм/мин в присутствии добавок).

Коэффициент отражения, света, Полирующий раствор

Параметр шероховатости, мкм

Класс шероховатости, разряд

Иеталл до обработки после обработки до обработки

По примерам:

0,18 медь б латунь . б 0,20

0,17

0,12

О, 22

0,26

30-34

67-69

20-24 б 5-10

7 15-17

8 5-10

0,41

4 1,5-1,3 бв

4 1,2-1,15

4 2,3-2,1

0,43

0,33 ба

4 . 2,2-2,1

0,35 ба

10 5-10 18-20 . латунь

4 1,0-0,94

4 1,15-1,0

0,20

7б

0,24

7а

26-30

5-10

0,14

0,18

0,16

0,12

0,37

60-63

32-34

17 15-17

4 1,2-1,0

7а

0,39

5-10

1 15-17 70-77

2 5-10 17-21

3 15-17 68-75

4 5-10 .16-20

5 15-17 77-81

9 15-17 50-52

11 15-17 60-62

13 15-17 66-68

14 5-10 20-26 15 .15-17 68-78

16 5-1 О 24-26 медь латунь медь латунь медь латунь медь медь латунь медь латунь медь латунь медь латунь

Оптимальная добавка находится в пределах 1-3 r/ë. Увеличение концен-, трации почти не влияет на качество обрабатываемой поверхности.

Как следует из таблицы, предлагаемый раствор по сравнению с извест" ным позволяет получить поверхность с высоким коЭффициентом отражения света при незначительном съеме металла, испольэовать для обработки заготовки с шероховатостью на 1 класс ниже, что в итоге снижает се,бестоимость деталей.

4, 0,92-0,80 7в

4 0,70-0,66 7в

4 0,97-0,87 7б

4 0,80-0,70 7в

4 . 0,78-0, 64 7в

4 0,62-0,57 8а

4. 0,62-0,55 -8а

4 0,93-0,87 7б

4 0,47-0,44 8б

4 0,80-0,74 7в

4 0,97-, 0,86 7б

842111 М <Еа

E-C I ила

У СК2 z1 sic

C)1à CHà à

Составитель В. Олейниченко

Редактор Н..Беэродная Техред M,рейвес . Корректор А .Гриценко

Заказ 4985/25 Тираж 1048 Подписное

ВНИИПИ ГосударственнОго комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5, Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Раствор для химического полирования меди и ее сплавов, содержащий серную кислоту, перекись водорода, воду и поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что, с целью повышения блеска и снигде R = С о Н21 -, C2о Н4<, и = 1 5 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Серная кислота (cI 1,84 г/см ) 50-100

Перекись водорода 100-150

Гексафторокремние-, вые соли 2-алкил-1†(2 -аминоэтил)-21

-имидазолинов или женйя растравливания поверхности,,он в качестве поверхностно-активного вещества содержит гексафторокремниевые соли 2-алкил-1-(2 -аминоэтил)»

I .-2-имидазолинов или 2-алкил-1-(2-полиэтиленполиамин)-2-имидазолинов общей формулы

М- CK?. к-е м- сн, 1 (CZz CZPg) „CK> CEz > !

2-алкил-1 (2 -полиэтиленполиамин) -2-имидазолинов 1-3

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3,948;703,156-20, опублик. 1976.

2. Патент Великобритании

М 1,164.347, кл. С 7 V, опублик.

17.09.69.