Выравнивающая добавка для пирофосфатных электролитов меднения

 

Изобретение относится к гальванотехнике , в частности к меднению стальных деталей из электролитов на основе пирофосфата калия, и может быть использовано при осаждении защитного слоя при химико-термической обработке поверхности стальных изделий и подслоя при нанесении защитнодекоративных покрытий. Цель изобретения - повышение выравнивающей способности электролитов и снижение пористости покрытий. Выравнивающая добавка содержит, г: селенистокислый натрий 1-3; сернокислый хром 10-20; 4-4 - -бис-(диэтиламино)-трифенш1метан щавелевокисльй 1-10 и воду до 1 л, Повьшение выравнивающей способности электролитов и снижение пористости покрытий достигается введением в состав выравнивакяцей добавки сернокислогб хрома и 4-4 -бис-(диэтиламино)-трифенилметана щавелевокислого . 2 табл. с & (Л со о ел со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (и), А1 (51) 4 С 25 D 3/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3923493/22-02 (22) 08.07.85 (46) 23.04.87, Бюл. Р 15 (72) В.Е.Разуваев, Н.В.Кузнецова, Т.А.Жижина, И.Д.Эфрос и Г.П.Кярлявина (53) 621.357.7:669.387(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1113429, кл. С 25 D 3/38, 1984.

Пурин Б.А. и др. Комплексные электролиты в гальванотехнике. Рига:

Лиесна, 1978, с. 63. (54) ВЫРАВНИВАЮЩАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ПИРОФОСФАТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ МЕДНЕНИЯ (57) Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к меднению стальных деталей из электролитов на основе пирофосфата калия, и может быть использовано при осаждении защитного слоя при химико-термической обработке поверхности стальных изделий и подслоя при нанесении защитно" декоративных покрытий. Цель изобретения — повышение выравнивающей способности электролитов и снижение пористости покрытий. Выравнивающая добавка содержит, г: селенистокислый натрий

У

1-3; сернокислый хром 10-20; 4-4

-бис-(диэтиламино)-трифенилметан щавелевокислый 1-10 и воду до 1 л.

Повышение выравнивающей способности электролитов и снижение пористости покрытий достигается введением в состав выравнивающей добавки серно- с кислого хрома и 4-4 -бис-(диэтил1 е амино)-трифенилметана щавелевокислого. 2 табл.

С:

05 198 2

Меднение осуществляют при 15-25 С, рН электролита равном 8,3-8,6, при механическом перемешивании мешалкой при 50-60 об/мин, используя в начале деталь в качестве анода в течение

5-15 мин при плотности тока 0,60,8 А/дм, затем — в качестве катода при плотности тока 1,2-1,3 А/дм ., Толщина покрытий 20-40 мкм.

10 Характеристики электролита меднения и свойства получаемыхмедных покрытий с использованием выравнивающихдобавок, приведены в табл. 2.

Исследованию подвергают образцы

15 из стали марки Ст.20 с механически нанесенными на них канавками глубиной

50-100 мкм.

Перед меднением обезжиренные и активированные образцы подвергаются

20 катодной обработке в растворе состава, г/л:

Никель хлористый 200-250

Кислота соляная 50-100

По режиму;

Температура, С

Катодная плотность тока, А/дм 3-5

Продолжительность, мин

1-2

Далее образцы меднятся и после изготовления поперечных шлифов исследуется выравнивающий эффект предлагаемой и известной добавок.

Выравнивающая способность L, Ж, 35 вычисляется по формуле:

60-80

1-2

1 13

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к меднению деталей из электролитов на основе пирофосфата калия и может быть использо- вано при осаждении защитного слоя при химико-термической обработке поверхности стальных изделий и подслоя при нанесении защитно-декоративного покрытия.

Цель изобретения - повышение выравнивающей способности электролитов и снижение пористости покрытий.

Составы опробованных выравнивающих добавок приведены в табл. 1.

Пример 1. Для меднения стальных образцов используют электролит меднения следующего состава, г/л:Медь сернокислая 90

Пирофосфорнокислый калий 350

Борная кислота 30

Выравнивающая добавка 1-2

Режим электролиза; температера

18-25 С, катодная плотность тока 1,21,7 A/äì при воздушном перемешивании. Толщина покрытия 20-40 мкм.

Пример 2. Для меднения стальных образцов используют электролит меднения следующего состава, г/л:

Медь сернокислая 50-80

Калий пирофосфорнокислый 250-350

Калий лимоннокислый, двуэамещенный 20-40

Кислота молочная (40 -ный раствор),мл/л 1-2

Поливиниловый спирт 0 005»»0 05

Выравнивающая добавка, мл/л 1-2

Режим электролиза: температура

50-55 С, катодная плотность тока

3,5-4,0 А/дм при воздушном перемешивании. Толщина покрытий 20-.40 мкм.

Пример 3. Для меднения . стальных образцов используют электролит меднения следующего состава, г/л:

Медь сернокислая 25-35

Калий пирофосфорнокислый 160-210

Калий фосфорнокислый двузамещенный

Этилендиаминтетрауксусная кислота 3-5

Перекись водорода, 307-ный раствор водный, мг/л 0,2-0 5

Йодистый калий, мг/л 1-3

Выравнивающая добавка, мг/л

h — hg

= --1- — — — 100, о где h — начальная- глубина канавки

40 (микроуглубле ния);

h — толщина осажденного металла

1 (меди) в микроуглублении;

Ь вЂ” толщина осажденного металла на ровной поверхности об45 разца (на выступе) .

Прочность сцепления медных покрытий с основой определяется согласно

ГОСТ 9.301-78 и ГОСТ 9.302-79 (термический метод, нагрев до 200+10 С

50 а течение 1 z) .

Пористость медных покрытий определяется методом паст.

Скорость осаждения медного покрытия и выход его по току определяются

55 весовым методом. Толщина покрытий составляет 20-40 мкм.

Рассеивающая способность электролитов определяется с помощью ячейки

Холла.

Кроющая способность электролитов оценивается по ширине неомедненной зоны на угловом катоде с величиной угла изгиба 60 С.

Микротвердость определяется методом восстановленного отпечатка на приборе ПМТ-3 вдавливанием алмазной пирамиды при статической нагрузке в 0,098 H и 0,196 Н (соответственно в 10 гс и 20 гс) .

1305198 4 ф ор мула из об ре те ни я

Относительное удлинение медного покрытия. оценивается определением величины деформации, при которой наблюдается появление трещин в покры-.15 тии или полное разрушение покрытия.

Выравнивающая добавка готовится путем смещения предварительно растворенных в отдельных емкостях составляющих компонентов и доведением водой до необходимого объема. Вырав-. нивающая добавка добавляется в электролиты меднения в количестве 1-2мл/л, 20

1, 0-10

До 1

Таблица

Содержание, г/л, в составах

1 Г Х 1

Состав добавок

1 2 3 4 5 Известный

Селенистокислый натрии

0,02

0,5

20

10

4,4 -Бис-(Диэтиламино)трифенилметан щавелевокислый 0 5

10

Никель (в пересчете на металл) 1,0

1, 4-Б утиндиол, 2 5 Х- ный раствор, мл/л

0,2

Сернокислый хром (в пересчете на металл) 5

Выравнивающая добавка для пирофосфатных электролитов меднения, содержащая селенистокислый натрий, сернокислую соль металла, органическое вещество и воду, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения выравнивающей способности электролитов и снижения пористости покрытий, она в качестве сернокислой соли металла содержит сернокислый хром, а в качестве органического вещества— !

4, 4 -бис-(диэтиламино) -трифенипметан щавелевокислый при следукицем соотношении компонентов, r:

Селенистокислый натрий (1-3

Сернокислый хром (по металлу) . 10-20

4-4 -бис.-(Диэтипамино)-трифенипметан щавелевокислый

Вода, л

1305198

Таблица 2

Составы добавок (((I 1

1 2 3 4 5 Известная при толщине медного покрытия 20 мкм 79 79

80 78

65 при толщине медного покрытия 40 мкм 75 90

93 90

Скорость осаждения, мкм/ч 14 1415

Выход по току меди, 98 98

80 80

80 78

Кроющая способность, мм

1,0 0.0 1,0

50 51

50 48

Беспористое при толщине медного покрытия 20 мкм 68 80

80 73 при толщине медно.го покрытия 40 мкм 70 87

9 2 78

72

80

85 75

78 80

Кроющая способность, мм 1,0 0

0 1,0

49 45

50

47 48

Скорость осаждения, мкм/ч

35 40

96

Выход на току меди, % 96 96

Микротвердость покрытия, кг/мм

35 51

41 37

При- Характеристики медных мер покрытий и электролита меднения

1 Выравнивающая способность, %:

Рассеивающая способность, %

Стабильность электролитов, А ч/л

Пористость, точек/мм, при толщине покрытия

30 мкм

2 Выравнивающая способность, :

Рассеивающая способность, %

Стабильность электролитов, А ч/л

14 11

97 93

41 30

97 90

1305198

Продолжение табл. 2

Составы добавок

2 (3 4 (При мер

1 5 Известная

Относительное удлиненение, 7

19 24

24

Пористость, точек/мм, 19 24 при толщине покрытия

30 мкм

24

Беспористое

1-2

3 Выравнивающая способность, Е: при толщине медного покрытия 20 мкм

70 83

85 71

72 при толщине медного покрытия 40 мкм

95 79

81 89

79

Рассеивающая способность, X

80 83

83

Кроющая способность, 7 1,0 0

Стабильность электролита, А ч/л

53 40

43 50

50

Скорость осаждения покрытия, мкм/ч

10 12

12

Выход на току меди, % 93 98

98

Удовлетворительное

Беспористое

Составитель В. Белоглазов

Редактор С. Патрушева Техред Л.Олейник Корректор Т. Колб

Заказ 1385/22

Тираж 613

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Характеристики медных покрытий и электролита меднения

Прочность сцепления медного покрытия с основой (термический метод) Пористость медного покрытия (при толщине

30 мкм) — метод паст

23 10

23 10

85 83

0 0

12 10

99 89