Электролит для осаждения покрытий из сплава свинец-олово

Электролит для осаждения покрытий из сплава свинец-олово

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социапистических

Республик

ОП ИСАИИЕ

ИЗОБРЕТЕМ ИЯ к мтовскомю свидютивьсюею (и 863723 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20,09. 78 (21) 2669842/22-02 с присоелинениеее заявки М— (23) П риоритет—

Опубликовако 15.09.81. Бюллетень Рй 34

Дата опубликования описания 17.09.81 (Sf)N. Кл.

С 25 Э 3/56

9Ьсударстмнкый комитет

СССР по делеи нзабретеикй

-к открытей (53) Уд К 621. 357, .7:669.4.6 (088,8) (72) Авторы изобретения

БеА. Пурин, А.А. Лусе, И.А. Витиня, й.Р. /gee и О.К.Смирнов

@ i,, i

11 и тцй, -. ч ъ

Институт неорганической нниии АИ Лат ийсенейн;СИРИ.и Иауейоисследовательский институт органичестсих полупродуктов и красителей

1 (71) Заявители (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

ИЗ СПЛАВА СВИНЕЦ-ОЛОВО

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению покрытий из сплава свинец-олово, содержащего

I0+5Z олова (ПОС-10)„ на изделия из стали, алюминия и его сплавов, % меди или никеля в целях защиты от коррозии и в качестве антифрикционного покрытия.

Известен электролит для осажде!

9 ния покрытий нз сплава олово-свинец, содержащий соли олова и свинца, пирофосфат калия, клей гидролизованный и ПАВ, например, 4,4-диамино-3,3диметоксидифенилметан. Из данного

3$ электролита получают покрытия высо-. кого качества, обладакнцие хорошей способностью к пайке (1 ).

Однако данный электролит предназначен для осаждения сплава с высоким содержанием олова (ПОС-60), не соответствующего сплаву ПОС-10, Наиболее близким к изобретению является электролит для осаждения покрытий из сплава свинец-олово, содержащий соли свинца и олова, резорцин или солянокислый гидразин и гидролизованный клей. Электролит содержит также борную и борфтористоводородную кислоты. Из данного электролита получают покрытия хорошего качества (2).

Однако борфтористоводородный электролит подвержен гидролизу солей, что является причиной изменения состава электролита и, следовательно, процентного состава осаждаемого сллава и несоответствия сплаву IIOC-10.

Кроме того, состав сплава колеблется в зависимости от применяемой плотности то. а: так, при ее изменении от

1,3 до 5,4 А/дм > содержание олова в сплаве колеблется от 17,6 до 12,4Х (при одном и том же количественном отношении электролита). Применение борфтористоводородного электролита требует специальмй подготовки поверхности перед нанесением покрытий

863723 в горячей дистиллированной воде (6020

70 С) пирофосфат калия. Полученный осадок промывают горячей водой для удаления ионов нитрата, после чего осадок пирофосфата свинца растворяют в водном растворе пирофосфата калия. Также приготавливают комплек сную соль олова, исходя из двухлористого олова. (пескоструйная обработка, обезжиривание, травление в плавиковой или борфтористоводородной кислотах для стальных изделий, цинкатную обработку и нанесение никелевого подслоя 5 для алюминиевых изделий), а также требует специальные вентиляционные устройства и дорогие кислотостойкие фильтры.

Целью изобретения является повышение стабильности состава сплава.

Указанная цель достигается тем, что электролит дополнительно содержит пирофосфат калия и поверхностноактивное вещество (ПАВ) при следующем соотношении компонентов, г/л:

Соль свинца (в пеРасчете на металл) 27-33

Соль олова (в перес счете на металл) 6-10

Пирофосфат калия 600-650

Резорцин или солянокислый гидразин 4-10

Гидролизованный клей 0,8-1,5

ПАВ 0,35-10

При этом в качестве ПАВ электролит содержит полиэтиленгликолевый эфир изо-октилфенола в количестве

0,35-0,7 r/è (ПАВ-1), натриевую соль дибутилнафтллина-1-сульфокислоты в количестве 0,5-1,0 г/л (ПАВ-2), три30 натриевую соль (Й-(-2-э тилгек саоксипропил) -N-этилгексанил — P -карбоксипропионил 1 аспарагиновой кислоты (40%-ный водный раствор) в количестве 1-2 г/л (ПАВ-3), натриевую соль ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты (60%-ный водный раствор) в количестве 5-10 г/л (ПАВ-4), динатриевую соль диэтилового эфира

Я -дицилоксипропил- Я- (P -сульфопропионил) аспарагиновой кислоты (35%-ный водный раствор в количестве 0,45-0,9 г/л (ПАВ-5) и натриевую соль ди-2-этилгексаокситетраэтиленгликолевого эфира сульфоянтарной 45 кислоты (40%-ный водный раствор) в количестве 0,55-0,7 г/л (ПАВ-6)

В качестве ПАВ электролит может также содержать и ацилированные производные полиглицеридов алкенилянтар- 50 ных кислот в количестве 0,3-0,8 г/л (ПАВ-7).

Присутствие в электролите восстанавливающих веществ-солянокислого гидразина или резорцина- устраняет ы окисление двухвалентного олова (Sn )

2 и шламообразование в электролите и в комбинации с ПАВ обеспечивает стаф бильность самого электролита и стабильность состава сплава при длительной эксплуатации в широком интервале плотностей тока от 1 до 5 А/ooxZ и температуре 18-50 С.

Электролит готовят следующим образом.

Отдельно приготавливают раствор пирофосфатного комплекса свинца и раствор пирофосфатного комплекса олова.

Пирофосфатный комплекс свинца готовят путем растворения азотнокислого свинца в дистиллированной воде или конденсате при температуре

60-70 С, затем я водному раствору о соли свинца при перемешивании добавляют предварительно растворенный

Затеи к раствору пирофосфатного комплекса олова последовательно добавляют гидразин солянокислый (или резорцин) и предварительно гидролизованный клей, полученную смесь добавляют к раствору пирофосфатного свинца, после чего вводят ПАВ и корректируют раствор до pH=8-8,2.

Рассеивающая способность электролита, измеренная по методу трех катодов, составляет 42,9-30,-29,1% (в электролите с ПАВ-1), 47,9-29,522,5% (с ПАВ-2), 48,8-28,2,2-23 (с ПАВ-3 и ПАВ-6).

Стабильность электролита оценивают по накоплению,%. четырехвалентного олова (@Sd ) в зависимости от количества пропущенного электричества.

Так, при пропускании 40-60 А ч/л содержаниеЬЯ увеличивается с 2, 7 до 5,7% (в электролите с ПАВ-1), в электролите с ПАВ-2 при пропускании

20-60 А ч/л h,Sn4" увеличивается с

5,7 до 14%, а в электролите с ПАВ-3 и ПАВ-6 при пропускании 20-50 А ч/л

g Бй увеличивается с 3 до 8%. Из электролита согласно изобретению осаж даются практически бес пористые (О, 1 70,39 пор/см ) покрытия толщиной до з.

50 мкм со скоростью 0,2-1 мкм/мин и выходом по току 70-83%. Твердость

5 86 покрытий составляет 9,8-10,6 кг/мм, коэффициент трения - 0,004-0 008 при удельном давлении 5-15-20 кг/см и скорости скольжения 0,12-6 м/с

Получаемые покрытия обладают высоким сцеплением с основой, Так,при осаждении на никель и железо покрытие не отслаивается до излома, при осажцении на алюминйй покрытие выдер" живает 10-20 термоударов (150 С).

Коррозионная стойкость покрытий в растворе серной кислоты (20оС, 60 ч) хорошая, в растворе пенообразователя ПО-1 (107) на медных деталях хорошая, а на никелевых удовлетворительная (наблюдается потемнение). при испытании же покрытий в химзаряде ОХВП-10 после 24-часовой выдержки внешний вид деталей ие изменяется.

В таблице представлены состав, электролита, режим и результаты электролиза.

Как видно из таблицы, независимо от применяемой плотности тока осаждаются покрытия со стабильным составом.

3723 6 сплава, отвечающим ПОС-)О (10-5Х оло= ва), в то же время в электролите без

ПАВ осаждаются покрытия., содержащие

17Х олова.

Таким образом, изобретение позволяет получать покрытия из сплава свинец » олово со стабильным содержанием свинца и олова в покрытиях в широком интервале плотностей тока и темпераt0 туре электролита 18-50 С. Экономичесо кий эффект определяется упрощением подготовки поверхности (для стальных изделий требуется лишь обеэжиривание и декатирование в соляной кислоте, для алюминиевых " только предварительное никелирование), отсутствием вентиляционных установок и кислотостойких фильтров, повышением качества покрытий, увеличением производительности труда и производственных установок.

Наиболее эффективно изобретение может быть применено в машиностроении для нанесения покрытий ПОС-10 на вкладьппах тракторных моторов, изго товленных иэ алюминиевых сплавов, 863723

00 л

О

С ) л о

00 л о о е»

1 1 I о л е л л

О I

1 I

И

Л. о о л о

Ю! I

1 1

С0 л о (. Л л о

1 I

I l

И !

1 о

00 л

О ь

D О

2 I

И О

00 л

О

° «ю

О

Р1

1 !

С0 л

О! 1 И о л

СЧ

О !

Ю л е о и О

И л о

О

С 1

Л е-е

О л л

Л о о

СЧ со

И о

00 л о ь

I

CV СЧ

I

И

Л о

Л о о

С 1

Ю

° ° Ь

0!

0!

° ° (0

О л 9 о ж

О р 5

Е О

О I

И

g o

5) 1

al ) Э

В В

1 1 1 1

1 I 1 I

1 I I

l l. !

l I I f 1 !

I 1 1 I 1 !

С4 С 1 И

В53В

D,ë «ю

С 4 СЧ

1 - о

И И Л

И

СЧ СЧ О л

И Со

С ) Р ) т.

И

1 -- -- О - -1

Й И

-!

С 4 Р \ т-1

И

o (И

Л "„ I ((: р!

Ц О ф

86372

27-33

3. Электролит по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве

ПАВ он содержит натриевую соль дибутилнафталина-1-сульфокислоты в коли честве 0,5-1,0 г/л.

Электролит по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в качестве ПАВ он содержит тринатриевую соль

Формула изобретения

1. Электролит для осаждения покрытий из сплава свинец-олово, содержащий соли свинца и олова, реэорцин или солянокислый гидразин и гидролизованный клей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабильности состава сплава, ан дополнительно содержит пирофосфат калия и поверхностно-активное вещество

10 (ПАВ) при следующем соотношении компонентов, г/л, Соль свинца (в пересчете на металл)

Соль олова (в пересчете на металл) 6-10

Пирофосфат калия 600-650

Резорцин или солянокислый гидразин 4-10

Гидролизованный клей 0,8-1 5

IIA3 О, 35-10

2. Электролит по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в качестве

ПАВ он содержит полиэтиленгликолевый эфир изо-октилфенола в количестве 0,35-0,7 г/л.

3 10

Pl- )"-2-этилгексаоксипропил) -йэтилгексанил- P -êàðáîêñèïðîïèîíèë ) аспарагиновой кислоты (40X-ный .> водный раствор) в количестве 1-2 г/л

5. Электролит по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве

ПАВ он содержит натриевую соль ди2-этилгексилового эфира сульфоян-" тарной кислоты (60X.-ный водный раствор) в количестве 5-10 г/л.

6. Электролит "по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве

ПАВ он содержит динатриевую соль диэтилового эфира N-децилоксипропил-11Р -сульфопропионил)аспарагиновой кислоты (35X-ный водный раствор) в количестве 0,45-09 г/л.

7. Электролит по и.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в качестве

ПАВ он содержит натриевую соль ди-2этилгексаокситетраэтиленгликолевого эфира сульфоянтарной кислоты (40Xный водный раствор) в количестве

0,55-0,7 г/л.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Витиня И.А. и др. Электроосаждение сплава олово-свинец из калийпирофосфатных комплексных электролитов.-Химические и электрохимические методы защиты металлов, Саратов, 1977, с ° 17-18.

2, Федотьев H.Ï. и др. Электролитические сплавы. M. — Ë., "Машгиз", 1962, с.124.

Составитель В. Бобок

Редактор M. Циткина Техред Корректор М. Пожо

Заказ 7712744 Тираж 707 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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