Электролит золочения
Патент 863721
Авторы
Электролит золочения
Иллюстрации
Реферат
ОЛИСЛНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВ ОВСКОМХ СВИДЕтюльетвУ
Союз Советсимк
Социалмстмчесими
Республик (iii 86372 3 (6I) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 27.08. 79 (21) 2826351/22-02 с присоединением заявки М(23) Приоритет—
Опубликовано 15.09. 81. Ьтоллетень РЬ 34
Дата опубликования описания 17.09.81 (5! )М. Кл.
С 25 Р 3/48
С 25 .0 3/62
Государственный комитет по делам нэаоретеннй и отнрмткй (53) УДК т621.357. . 7. 669. 21 (088. 8) М. П; Нарбикова (7 2 ) Авторы изобретения
А. П. Полковенков, P.M. Федосова, С.М, Ряб (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ЗОЛОЧЕНИЯ
Изобретение относится к гальвано,стегии, в частности к электролитическому осаждению золотых покрытий контакт-деталей магни-,оуправляемых элементов (герконов) в качестве мягкой подложки под более твердое контактирующее покрытие путем частичного погружения изделий в электролит, например при погружении на малую глубину порядка 1-2 мкм.
Известен электролит золочения, содержащий дицианоаурат калия, фосфорнокислый калий однозамещенный лимонную кислоту и кобальт в виде комплексного соединения с этилендиаминтет15 рауксусной кислотой 11 1.
Известен электролит золочения, содержащий дицианоаурат калия, фосфорнокислый калий однозамещенный, лимонную кислоту, едкое кали, лимоннокислый кобальт и пиридинсульфокислоту (21.
В указанных электролитах комплексное соединение кобальта и лимоннокислый кобальт в сочетании с пиридинсульфокислотой являются блескообразо. вателями.
Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) и пиридинсульфокислота являют ся органическими веществами, которые в процессе электролиза разрушаются, Это обстоятельство сильно затрудняет поддержание постоянства состава этих органических веществ в электролите, способствует накоплению продуктов распада их в электролите, и, следовательно, ведет к потере стабильности электролита в процессе его эксплуатации, Кроме того, ЭДТА является токсичным веществом, а пиридинсульфокислота способствует процессу пенообразования, что сильно затрудняет использование этого электролита для покрытия частичо но погруженных в него изделий, в частности при погружении на малую глубину порядка 1-2 мм, при этом невозможно достичь требуемой высоты покрытия изделий. Процесс, осаждения в электролите с ЭДТА ведут при относительно
863721
50
75-85
55 больших плотностях тока (2-5 А/дм ) приводящих к увеличению количества выделяемого совместно с золотом водорода, что практически исключает использование этого электролита для по5 крытия изделий, частично погруженных в электролит.
Наиболее близким к изобретению по техническои сущности является электро-лит золочения, содержащий дицианоаурат калия,, пирофосфатокобальт калия, пирофосфат калия и сегнетову соль (3, Однако покрытия, получаемые из данного электролита с толщиной более
3 мкм,, получаются шероховатые и, глав- 5 ное, не блестящие, чаще всего с "подгаром". Кроме того, такой пирофосфатный электролит имеет довольно низкий выход по току (17-35%), при этом низкая скорость осаждения пок2О рытий (3-4 мкм/ч), недостаточна плотность тока (0„3 A/äì ). Недос2 татком указ анного электролита являет-. ся и его низкая стабильность в рабо-. те так как уже при незчачительном
Э
25 отклонении величины рН происходит выпадение осадка основных солей кобальта в электролите. На состав получаемых осадков большое влияние оказывает изменение плотности тока, 1Q что вызывает затруднение в получении осадков постоянного состава в сериином производстве.
Цель изобретения — повышение толщины и скорости осаждения покрытий и стабильности электролита.
Указанная цель достигается тем, что электролит, содержащий дицианоаурат калия,. пирофосфат калия и комплексное соединение кобальта, дополнительно содержит фосфорнокислый калий однозамещенный и лимоннокислый калий двухзамещенный, а в качестве комплексного соединения кобальта "= лимоннокислый кобальт трехзамещенн и при следующем соотношении компонентов, г/л:
Дицианоаурат калия (в пересчете на металл) 8-12
Пирофосфат калия 60-72
Фосфорнокислый калий однозамещенный 16-20
Лимоннокислый калий днухзамещенный ,Пимоннокислый кобальт трехзамещенный (в пересчете на металл) 0,5-1,5
Пирофосфат калия способствует увеличению рассеивающей способности электролита, созданию мслкокристаллических осадков, что ведет к получению более стабильной толщины покрытия в каждом изделии и способствует осаждению покрытия с равномерной толщиной по всей покрываемой поверхности изделия. Это обстоятельство имеет особенно большое значение при покрытии иэделий. частично погруженных в электролит, а также служит для создания электропроводности электролита. Калий фосфорнокислый однозамещенный служит для создания электропроводности электролита и для поддержания постоянным значение рН: кобальт в виде кобальта лимоннокислого трехзамещенного является блескообразующим ингредиентом, а также повышает твердость и износоустойчивость покрытия: калий лимоннокислый двухзамещениый служит для поддержания постоянным значение рН и для создания электропроводности электролита.Пирофосфат калия, калий фосфорнокислый однозамещенный и калий лимоннокислый двухзамещенный представляет собой буферный компаунд, Данный электролит золочения позволяет получать блестящие покрытия толщиной до 10 мкм. Скорость осаждения покрытий составляет 12-18 мкм/ч. При изменении значения рН выпадение осадка основных солей кобальта не происходит, что говорит о стабильности работы электролита.
В течение 3 мес,работы через электролит объемом 3 л пропущено 355 А/ч (количество электричества), что составляет 118,3 А ч/л. При этом получено шлама 0,578 г, что составляет
0,193 г/л. При длительном хранении (5 мес)из электролита объемом 0„5 л (контрольный электролит) в нерабочем состоянии выпадение осадков не наблюдается, Продолжительность процесса нанесения покрытий аоставляет в зависимости
Ф от плотности тока и рН 3-5 мин на осаждение 1 мкм. E качестве материала подложки, на которую наносится данное покрытие, служит пермаллой ковар, никель и .др. Процесс осаждения рекомендуется проводить при 30-40 С, о рН 4,5-5,5. Указанный процесс осаждения возможно проводить при плотности тока 0,3-0,9 А/дм2 с нерастворимыми (платиновыми) анодами, плотность электролита составляет 1,1-1,45 г/см, 863721
3 4
Т 2!
1л5
0,5
1 5
66
20
При,осуществлении процесса осаждения выход по току достаточно высок и составляет 60-707. Микротвердость покрытий составляет 150-180 кг/мм
Способ приготовления электролита заключается во взвешивании и растворении отдельно каждого компонента в небольших количествах воды (из расчета в 1 л воды растворяется 300 r солей) после чего все растворы сливаются вместе. При этом в одном стакане растворяется пнрофосфат калия, калий лимоннокислый двухзамещенный, калий фосфорнокислый однозамещенный, затем в отдельном стакане с дистиллированной водой, подогретой до 50 С, растворяется кобальт лимоннокислый трехзамещенный. Далее проверяется рН всего раствора, доводится до значения 4,5-5,5 с помощью раствора фосфорной кислоты (307) и едкого калия (40%), потом в отдельном стакане растворяется дицианоаурат калия из расчета 60-80 г/л по золоту, затем этот раствор вводится в емкость с общим раствором.
Корректироваиие электролита по золоту производится ежесменио, исхоця из количества заложенных деталей и норм расхода на иих, концентрированным раствором (50 г/л)днциаиоаурата калия. Один раз в неделю проводится корректирование по результатам химического анализа на содер:-.ание золота в электролите.
Корректирование по кобальту лимоннокислому трехзамещеииому, калия фосфорнокислого однозамещеиного, пирофосфата калия, кал я лнмоннокислого двухзамещенного осуществляется путем ввода укаэанных компонентов в электролит специальной корректирующей добавкой следующего состава, г/л:
Пирофосфат калия 60-72
Лимоинокислый калий двухзамещенный 70-90
Состав электролита, г/л
Дицианоахрат калия (в пересчете на металл ) Лимоннокислый кобальт трехзамещенный (в пересчете на металл) Пирофосфат калия
Лимоннокислый калий двухзамещенный
Фосфорнокислый калий однозамещенйый
Фосфорнокислый калий однозамещенный 16-20
Лимоннокислый кобальт трехзамещенный 0,5-1 ° 5 рН 4,5-5,5
Плотность, г/см 1,1-1,4
Корректирование производится ежесменно, исходя из количества покрытых деталей и норм расхода добавки, которые разрабатываются опытным путем для каждого вида деталей, исходя из площади и сложности поверхности.
Пло-.ность электролита измеряется ареометром ежесменно. Корректирование плотности электролита производится сухой солью калия лимоннокислого двухзамещенного в случае, если плотность ниже установленной нормы.
Особенностью данного электролита является то, что на содержание компонентов, входящих в электролит, не требуется проведение химического анализа (кроме золота). рН электролита показывает соотношение компонентов в заданных пределах, а плотность электролита — нх количество.
В табл.1 и 2 приведены состав электролита, режим и результаты электролиза.
Применение изобретения позволяет увеличить толщину получаемых блестящих покрытий, примерно в 3 раза, скорость осаждения покрытий — в 3-5 раз, улучшить стабильность работы электролита. Помимо этого, данный > электролит имеет очень высокий выход по току, высока плотность тока, что позволяет интенсифицировать процесс осаждения.
Ожидаемый экономический эффект е0 после внедрения электрблита в производство составит около 10 тыс.руб в год и будет получен в основном за счет увеличения производительности труда на операции золочения и повышения качества получаемых покрытий.
Таблиц,а "Т 3
Та блица 2
863721
1 2
4,5
4,5
4,5
5,5 фН
Температура," С
Плотность тока, А/дм
40
30
0,7
0,9
0,7
0,3
Толщина блестящего покрытия, мкм 9
Скорость о саждения, мкм/ч
2.
Микротвердость, кг/мм
;Внешний вид покрытия
18
13
157
166 187 182
Блестящее Блестящее Блестящее Блестящее
Формула изобретения
Электролит золочения, содержащий дицианоаурат калия, пирофосфат калия и комплексное соединение кобальта, отличающийся тем, что, с целью повышения толщины и скорости осаждения покрытий и стабильности электролита, он дополнительно содержит фосфорнокислый калий однозамещенный и лимоннокислый калий двухзамещенный, а в качестве комплексного соединения кобальта — лимоннокислый кобальт трехзамещенньж при следующем соотношении компонентов, г/л:
Дицианоаурат калия 8-12 (в пересчете на металл)
Пирофосфат калия 60-72
Составитель В. Бобок ,Редактор И. Циткина Техред А.Бабинец
Корректор М, Пожо
Подписное
Заказ 7712/44 Тираж 707
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, Режим и результаты электролиза
Фосфорнокислый калий однозамещенный 16-20
Лимоннокислый калий двухзамещенный 75-85
Лимоннокислый кобальт трехзамешенный (в пересчете на металл) 0 5- 1,5
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Влияние примеси калия в гальваноосадках золота на поведение контактов в процессе эксплуатации. РЖ
"Коррозия и защита от коррозии", 1974, ¹ 7, реферат 7К 302.
2. Заявка ФРГ ¹ 2355581
35 кл. С 25 О 3/48, опублик. 1975
3. Вячеславов П.H. Гальванотехника благородных и редких металлов.
Л., "Машиностроение", 1970, с.126.