Электролит для осаждения покрытий из сплава золото-медь

Электролит для осаждения покрытий из сплава золото-медь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Севетсмих

Социанистичесмих

Мсвубанк

И АВ36РСЗЮММ ИИКВЮ (64 } Дополнительное к авт. сеид-ау (22) За»влеко 02.11. 79. (2t} 2868165/22-02 (зцм, к.з с присоединением зв»вии 89

С 25 D 3/62

f åñóäàðñòâåâ»ìé «еиатет

С C Ñ У

«в ааааи «зебрам«ай

» ет«рытвй (23} Г3риоритет

Опублнкбй&но 3Я)831. Ьяэллетеиь @ 32

Дата опубликоваии» описания 30. 08. 81 (53) УДК 621. 357. .7:669.21 3 (088.8) (72} Авторы из обретения

И.Д. Кудрявцева,.Н.М. Сербиновская, Л..Н. Букас, В.A. Морозов и В.И. Лупандина

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникицзе и Раменский ордена трудоеого красного знамени приборостроительный эаВод (И } Заявители (54) ЭЛЕКТРолит для ОСлждения поКРЫтИй ИЗ СПллвд.> 0-èêäü

Изобретение относится к гальвано . стегии, в частности к электролити" ческому осаждению покрытий из сплава золото-медь на поверхность слаботОчныХ скользящих контактов, обладающих низким и постоянным во времени значением переходного сопротивлений, высокой надежностью контактирования и большим ресурсом.

Известно использование для слаботочных, скользящих контактов металлургического сплава с структурой упорядоченного твердого раствора

АиС.и1, который позволяет совместить противоречивые требования — низкого и постоянного во времени значения .переходного электрического сопротивления н высокой износостойкости контакта. Структуру AuCul получают путем термической обработки литого сплава по определенному режиму Q7 ..

Недостатками данного способа получения .слаботочных скользящих контактов являются сложный технологический процесс получения сплава заданной структуры AuCuf и большой расход soлота.

Иейболее близким к предлагаемому является известный электролит для ,осаждения покрытий иэ сплава золотомедь, содержащий соли золота и меди .и калий желеэистосннеродистый. Электролит содержит также калий роданистый. Процесс осаждения ведут при

46-70ОC с исгольэованием реверса тока.

Данный электролит позволяет. получать покрытия с удельным и переходньв сопротивлением, соответственно равным 0,61-10 6 Ом.см и 1,5; 10 Ом, ® микротвердость покрытий составляет

2200-2900 Ийа внутренние напряжения - 40 Юа 2 .

Однако:износостойкость получаемых покрытий недостаточна: при испыта1э нии покрытий при нагрузке 3 r без тока через 100 ч испытаний надежность контактироваиия снижается, явно виден иэйос дорожки, пыль, нереходное сопротивление повышается, а че26 рез 140 ч покрытие уже не выдерживает испытаний. Кроме того, данный . электролит не-позволяет получить покрытйя с упорядоченной структурой типа АССЫ,:пригодные для слаботочхэ ных скользящими< контактов, имеет повыаенную рабочую температуру электролиза,-vro приводит к нестабильности электролита м ухудшает санитарно-гигиенические условия, необходимость

30 же реверсировавия тока осложняет

85948б

Пример (Золото (металл)

Медь (металл) 15

250

100

40

Калий углекислый

Калий сернокислый

Полиэтиленполиамин

0,1

1,5 как сам процесс нанесения покрытий, так и оборудование для их нанесения.

Цель изобретения - повышение износостойкости при сохранении низкого и постоянного значения удельного и переходного сопротивления и экономия золота. указанная цель достигается тем, что электролит дополнительно содержит калий углекислый, калий сернокислый и полиэтиленполиамин при следующем соотношении компонентов,г/л:

Соль золота (в пересчете на металл) 3-8

Соль меди (в пересчете на металл) 5-15

Калий железистосинеродистый 100-250

Калий углекислый 30-40

Калий сернокислый 20-40

Полиэтиленполиамин 0,1-1,5

Электролит для осаждения контактного сплава золото-медь готовят из электролитов золочения и меднения с удвоенной концентрацией по металлу, приготовленных отдельно. Электролиты готовят на дистиллированной воде.

Железистосинеродистый электролит меднения готовят путем составления соли шевреля, после чего к декантированному осадку соли приливают 50Ъный раствор железнстосинеродистого калия, нагретый до кипения, подщелачивая полученную смесь едким калием до рН 11-12, при этом 10%-ный едкий калий вводят в смесиь в количестве 30 г/л и кипятят все вместе

3.,5-4 ч. Осадок, содержащий Fe(OH), айализируют на отсутствие Си и удаляют из ванны фильтрованием.

При приготовлении электролита золочения сливают горячие растворы поташа и железистосинеродистого калия, в полученную смесь вводят золотохлористоводородную кислоту, приготовленную непосредственно перед использованием путем растворения металлического золота в царской водке при нагревании на водяной бане до полного растворения золота. После

Состав электролита, г/л, режим и результаты электролиза

Калий железистосинеродистый

t5

26

3$

40 кипячения 15 мин на газовой горелке отфильтровывают осадок гидроокиси железа, в фильтрат вводят раствор сернокислого калия и продолжают кипячение в термостате, залитом кремнийорганической жидкостью сополимер

5 при постоянном перемешивании б8 ч ° Полученный электролит фильтрую1 и доводят объем до заданного. Затем сливают равные объемы электролитов меднения и золочения, вводят расчетное количество полиэтиленполиамина, рН электролита доводят до 11,8-12,5 . едким кали или соляной кислотой.

Электролит устойчив во времени и в работе.

Осаждение покрытия для предотвращения взаимной диффузиии подложки (медь) и покрытия производится на подслой химически осажденного никеля толщиной 2 мкм или электроосажденного висмута такой же толщины. По внешнему виду осадки светлые, полублестящие.

Из предлагаемого электролита не посредственно в процессе электроосаждения формируются покрытия со структурой упорядоченного твердого раствора AuCul, совмещающие высокую износостойкость и микротвердость с низкими значениями переходного и удельного электрического сопротивления и постоянством свойств во времени. Так, при испытании покрытий на износостойкость 280 ч сохраняется стопроцентная надежность контактирования, переходное сопротивление не увеличивается, свыше 340 ч происходит небольшое увеличение переходного сопротивления при сохранении стопроцентной надежности контактирования,а после 500 ч переходное сопротивление увеличивается в 1,5 раза, но сохраняется стопроцентная надежность контактирования.

Осаждение покрытий ведется при

15-30 С, т.е. во всем интервале температур производственных помещений.

В таблице приведены примеры предлагаемого электролита.

059486

Продолжение таблицы

Состав электролита, г/л, режим и результаты электролиза

Пример

Температура,о С .

11,8 рН

12,4

Плотность тока, A/äì

0,5

0 1

Скорость осаждения,мкм/ч

Выход по току, %

Удельное электрическое сопротивление, Ом.см

8,0 ° 10

1,0 10

0,22 10

0,30 10

Переходное электрическое сопротивление при величине постоянного тока на точечный контакт 0,15 мА и нагрузке

50 г, Ом

1,0 ° 10

2300-2920

1,4 . 10

2250-2340

Микротвердость, МПа

Внутренние напряжения, МПа

100-250

30-40

20-40

0,1-1,5

Составитель В. Бобок

Редактор К. Лембак Техред И. Асталош КорректорН. Швыдкая

Заказ 7480/45 . Тираж 704 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Таким образом, получение покрытий Зр сплавом ЗлМ-750 непосредственно иэ ванны взамен литых металлургических контактов приводит к экономии драгоценного валютного металла, так как производится замена литых контактов из сплава на контакты из другого металла (бронза, латунь, медь), покрытые слоем упорядоченного твердого раствора AuCul. Отпадает необходимость термообработки контактов, что дает возможность покрывать сплавом 4О

АиСи1 детали, содержащие термопластичные элементы, например коллекторы электрических микромашин.

В связи с повышением надежности и ресурса слаботочных скользящих кон- 45 тактов, покрытых сплавом АиСи!, рекомендуется их использование также взамен контактов, покрытых золотом.

Формула изобретения

Электролит для осаждения покрытий из сплава золото-медь, содержащий соли золота и меди и калий железистосннеродистый, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения из- носостойкости при сохранении низкого и постоянного значения удельного и переходного сопротивления и экономии золота, он дополнительно содержит калий углекислый, калий сернокислый и полиэтиленполиамин при следующем соотношении компонентов, г/л:

Соль золота (в пересчете на металл) 3-8

Соль меди (в пересчете на металл) 5-15

Калий железнстосинеродистый

Калий углекислый

Калий сернокислый

Полиэтиленполиамин

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сюткин П.Н. и др. Физика металлов н мвталловедение. М., 1970, т. 29, с. 1069.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 188254, кл. С 25 0 3/62, 1966.