Электролит для меднения алюминия и его сплавов

 

Изобретение относится к гальваностегии и может быть использовано для непосредственного меднения сложнопрофилированных деталей из алюминия и его сплавов в радиоэлектронной , автомобильной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - уменьшение пористости медного покрытия, увеличение прокрыва- ёмости сложнопрофилированных изделий и расширение диапазона рабочей плотности тока.. Электролит для меднения содержит (г/л) : сернокисл то медь 45-100; пирофосфорнокислый натрий или калий 200-420; азотистокисльй калий 8-15; фтористый аммоний 1,5 - 2,5; фтористый дарконий 0,02-0,3. Фториды аммония и циркония позволяют существенно снизить пористость медных покрытий, повысить прокрываемость сложнопрофилированных изделий из алюминия и его сплавов, а также увеличить диапазон допустимых плотностей тока. 3 табл. t) (Л

СОЮЗ СОБЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2 А1 (1Q) (111

151) 4 С 25 D 3/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4165890/31 — 02 (22) 22. 12.86 (46) 15.08.88. Бюл. № 30 (7! ) Ивановский химико-технологический институт (72) А.В. Кольчугин, Е.M.Ðóìÿíöåâ, Ю.Я.Лукомский и Д.Г.Коваленко (53) 621. 357. 7: 669. 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1079701, кл. С 25 D 3/38, 1982.

Лукомский Ю,Я. и др. Непосредственное меднение алюминия и сплавов иа его основе. — Технология и организация производства. 1970, ¹ 1, с.73-75. (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ МЕДНЕНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к гальваностегии и может быть использовано для непосредственного меднения сложнопрофилированных деталей из алюминия и его сплавов в радиоэлектронной, автомобильной и других отраслях промышленности. Цель изобре— тения — уменьшение пористости медного покрытия, увеличение прокрыва— емости сложнопрофилированных изделий и расширение диапазона рабочей плотности тока. Электролит для меднения содержит (г/л): сернокислую медь

45-100; пирофосфорнокислый натрий или калий 200-420; азотистокислый калий 8-15; фтористый аммоний 1,5

2,5; фтористый цирконий 0,02-0,3.

Фториды аммония и циркония позволяют существенно снизить пористость медных покрытий, повысить прокрываемость сложнопрофилированных изделий из алюминия и его сплавов, а также увеличить диапазон допустимых плотностей тока. 3 табл.

1416529

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению медных покрытий гальваническим способом на изделия из алюминия и его спла5 вон, и может быть использовано в радиоэлектронной промьппленности, автомобилестроении и др.

Пель изобретения — уменьшение пористости медного покрытия, увеличение прокрываемости сложнопрофилированных иэделий и расширение диапазона рабочей плотности тока.

Примеры составов исследованных электролитов приведены в табл.1 ° 15

Для приготовления 1 л электролита

75 r меди сернокислой растворяется о в воде при 60 С. К раствору добавляется 58 г калия пирофосфорнокислого, необходимого для осаждения пирофос- 20 фата меди. Полученный осадок отмывается от сульфат-ионов при перемешиО ванин водой, нагретой до 60 С. После промывки смесь выдерживается без перемешивания 4 ч до полного осаждения 25 пирофосфата меди, а затем вода слива етс я с ос адка дека нтацией.

Оставшееся количество калия пирофосфорнокислого, равное 252 г, растворяется в отдепьном количестве во- 30 ды при комнатной температуре и приливается к осадку пирофосфата меди при перемешивании до полного его растрастворения.

Калйй азотистокислый в количестве 35

12 r, аммоний фтористый в количестве

2 г и цирконий фтористый в количестве 0,16 г растворяются в отдельных объемах воды. Далее к раствору аммония фтористого приливается раствор 40 циркония фтористого, Затем этот раствор добавляется при перемешивании в полученный ранее раствор меди сернокислой и калия пирофосфорнокислого.

Последним в электролит вводится при 45 перемешивании раствор калия азотистокислого.

При использовании в электролите натрия пирофосфорнокислого взамен калиевой соли 75 г меди сернокислой 50 растворяется в воде при 60 С. Натрий пирофосфорнокислый в количестве

310 г/л растворяется при 80 С в отдельном объеме воды. Далее раствор меди сернокислой при перемешивании приливается к раствору натрия пирофосфорнокислого до полного растворе-. ния выпадающего осадка. Остальные компоненты электроли ra вводятся аналогично описанному. Затем объем с полученного раствора доводится водой до 1 л и охлаждается до комнатной температуры. Требуемое значение

pH = 7,5 устанавливается при помощи

507.-ного раствора пирофосфорной кислоты или ЗОБ-ного раствора гидроксида калия.

Поверхность алюминиевых образцов подготавливается по обычной технологии. Затем электролитически осаждаются медные покрытия, которые испытываются на пористость и прокрываемость сложнопрофилированных изделий.

Пористость медных покрытий определяется на образцах из технически чистого алюминия марки А7М с толщиной медного покрытия 6 мкм, осажденного при средней плотности тока г

1, 5 А/дм, которые помещаются в бюретку, заполненную 107-ным раствором гидроксида калия, При этом, отмечается количество выделившегося эа 30 мин водорода (V), который является одним из продуктов коррозии алюминиевой основы, растворяющейся через поры медного покрытия, Увеличение количества водорода свидетельствует о возрастании пористости покрытия.

Прокрываемость изделий сложного профиля определяется на образцах цилиндрической формы, изготовленных из технически чистого алюминия марки

А7М, полых внутри. Длина цилиндров составляет 60 мм, внешний диаметр

9 мм, внутренний 7 мм. После осаждения меди толщиной 6 мкм при средней плотности тока 1,5 А/дм образцы

z разрезаются вдоль и разгибаются.

Критерием прокрываемости служит величина h — глубина прокрытия внутренней поверхности цилиндра, При определении диапазона рабочей плотности тока устанавливаются верхняя и нижняя границы катодной плотности тока. Для определения верхней границы на плоские образцы из технически чистого алюминия марки А7М наносится медное покрытие толщиной

6 мкм. Покрытие испытывается на прочность сцепления с основой согласно

ГОСТУ 9.302-79. Доброкачественным считается покрытие, выдержавшее испытание. Для определения нижней границы катодной плотности тока на образцы осаждается медное покрытие

141

Таблица!

Содержание компонентов, г/л

Состав

804 5Н О К4Р От ЪН О или

Na4Р 0 10Н О

ЕгГ

КЫО„ ИН Р по примерам

Предлага»вЂ” мый

310

0,16

12 2

1,5 0,02

200

100

420

152503

3 мкм. Доброкачественным считается покрытие, полностью закрывающее алюминиевую основу. Данные приведены в табл. 2.

Иэ табл.2 видно, что предлагаемьп электролит (примеры 1-3) обладает следующими существенными преимуществами перед известным: позволяет получать медные покрытия, пористость которых в 1,6-1,8 раза ниже, обладает в 1,6-1,8 раза большей глубиной прокрываемости сложнопрофилированных изделий; допускает применение в 3-4 раза большую катодную плотность тока.

Предлагаемый электролит может быть использован для меднения как технически чистого алюминия марки

А7М, так и различных его сплавов, таких как АМЦ, AJI-2, АЛ-9, Д-16. На образцы из этих сплавов после предварительной подготовки наносятся медные покрьггия из электролита оптимального состава (пример 1), после чего определяют пористость покрытий, прокрываемость изделий сложного профиля и диапазон рабочей плотности тока. Результаты представлены в табл.3.

С течением времени не наблюдается химического разложения предлагаемого раствора. Электролит может работать без дополнительных корректировок в течение длительного времени.

В частности, после прохождения

100 А ° ч/л электричества электролит сохраняет свои технологические характеристики, за исключением рН, который следует корректировать через каждые 25 А ° ч/л. Рассеивающая спо6529 собность (РС) данного электролита составляет 77-85% (в щелевой ячейке

Молера с 1/h = 2,8), что соответ5 ствует PC известных пирофосфатных электролитов меднения. Катодный и анодный выходы по току близки к 100%, Преимуществами предлагаемого электролита является то, что медные покрьггия имеют мелкокристаллическую структуру, он обладает высокой рассеивающей способностью, кроме того, улучшается работа медных анодов: на них отсутствует шламообразование;

15 электролит обладает большой буферной емкостью, в силу чего требуется менее частая корректировка рН в процессе работы.

20 Формула изобретения

Электролит для меднения алюминия и его сплавов, содержащий сернокислую медь, пирофосфорнокислый натрий

25 или калий и азотистокислый калий, отличающийся тем,что, с целью уменьшения пористости покрытия, увеличения прокрываемости сложнопрофилированных иэделий и рас30 ширения диапазона рабочей плотности тока, он дополнительно содержит фториды аммония и цирко п я при следующем соотношении компонентов,г/л:

Сернокислая медь 45-100

Пирофосфорнокисль натриИ или калий 200-420

Азотистокислый калий 8-15

Фтористый аммоний 1, 5 — 2, 5

Фтористьп цирконий 0> 02-0, 30

Содержание компонентов, г/л

Состав по примерам

K4P 0т 3H O или

4 й

uS0 5H®O кяо йн г

2гГ4

12 2

0,01

310

310

310

Известный

220

Пористость по методу паст с алюДиапазон рабочей

Состав

Дористость на по плотно покрытий (V), мп примерам миноном пор/см де сти тока Зг

А/дм про

Пр длагаемый

0,3-3,0

1,20

1,40

1,20

1,70

Эл ектр оли т. не устойчив

Электролит не устойчив

1,20

Известный

8 2,20

14 16529

310

Продолпение табл.!

12 2 0,35

12 13 016

12 2 7 0 16

Таблица 2

0,3-2,6 43

Ю

0,3-3,0 38

0,4-2,7 57

0,5-3,0 36

0,3-0,8 74

14 16529 8

Таблица 3

Диапазон рабочей плотноГлубина прокрываемоМарки сплавов сти тока. (j)

А/дм

1,20

17

1,10

1, 10

1,20

Д-16

Составитель В.Белоглазов

Редактор И.Сегляник Техред И.Верес

Корректор В.Бутяга

Ю

Заказ 4035/24 Тираж 621 Подписное

BHHHIIH 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

Порнстость покрытий (V), л водорода сти из делий сложного профиля (Ь),мм

0,3-3, 2

0,3-3,5

0 3-3,5

0,3-3,2