Раствор для контактного меднения


 


Владельцы патента RU 2418097:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский Государственный политехнический университет" (ГОУ "СПбГПУ") (RU)

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для металлизации стальной проволоки. Раствор содержит, % мас.: сульфат меди 5-10, серную кислоту 8-10, этилендиаминтетрауксусную кислоту и/или ее натриевые соли 0,01-6 и воду остальное. Технический результат: получение прочного сцепления покрытия с проволокой, повышение плотности и равномерности покрытия, снижение его пористости, увеличение срока службы раствора меднения до 60-70 дней. 1 табл.

 

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения медных покрытий из растворов, например для металлизации стальной проволоки.

Известен кислый раствор для контактного меднения проволоки, содержащий сульфат меди, предназначенный для контактного меднения стальной проволоки [Белалов Х.Н, Клековкина Н.А, Клековкин А.А и др. Производство стальной проволоки. - Магнитогорск: МГТУ, 2005. С.344-348]. Недостатком данного раствора при контактном меднении является его относительно короткий срок службы, пористость медного покрытия и плохое сцепление со сталью.

Известен раствор для контактного меднения изделий из стали, содержащий (% по массе):

Сульфат меди 1,5-2,5
Серная кислота 2,0-4,0
Продукт конденсации уротропина с
анилином в присутствии
меламина и хлористого бензила 0,05-0,15
Вода Остальное

Недостатком данного раствора при контактном меднении является его относительно короткий срок службы, пористость медного покрытия и плохое сцепление со сталью. [А.С. №595423].

Наиболее близким по технической сущности и выбранным за прототип является раствор для контактного меднения стальной поверхности, содержащий, г/л:

Сульфат меди 44-55
Серная кислота 50-70
2,4-ди (ниридиний-N-метил)
метиленсалигениндихлорид 0,01-1,0

Недостатком данного раствора при контактном меднении является низкое качество медного покрытия: пористость покрытия и плохое сцепление со сталью, что приводит к низкому качеству сварного шва, а также относительно короткий срок службы раствора меднения (40-45 дней), что снижает производительность процесса меднения. [А.С. №475421].

Задачей изобретения является улучшение качества медного покрытия и увеличение срока службы раствора меднения.

Предложен раствор для контактного меднения проволоки, включающий сульфат меди, серную кислоту, органическую добавку - комплексон и воду, при следующем соотношении компонентов (% по массе):

сульфат меди 5-10
серная кислота 8-10
комплексон 0,01-6
вода остальное

В качестве комплексона используют этилендиаминтетрауксусную кислоту и (или) ее натриевые соли.

Комплексон в растворе уменьшает активность ионов железа и меди за счет образования соответствующих комплексов. Тем самым уменьшается вероятность образования гидроксидов железа и меди и последующее их выпадение в осадок, что повышает срок эксплуатации ванны. Снижение активности ионов меди за счет комплексообразования способствует более плотному и равномерному осаждению меди на поверхность проволоки, что приводит к исключению пористости медного покрытия и исключению плохого сцепления покрытия со сталью.

Кроме того, образование комплексов и высокая концентрация сульфата меди и серной кислоты дополнительно способствует увеличению срока службы раствора меднения и, соответственно, за счет уменьшения времени простоя ванны увеличивает производительность процесса меднения.

Совокупность отличительных признаков позволяет получить высокое качество омедненной проволоки, увеличить срок службы раствора меднения и тем самым повысить производительность процесса производства.

При концентрации (% по массе) сульфата меди меньше 5, серной кислоты меньше 8 и комплексона меньше 0,01 раствор меднения не будет обеспечивать требуемое качество медного покрытия из-за низкой активности ионов меди и серной кислоты, а также неэффективности комплексона. Концентрация сульфата меди и серной кислоты (% по массе) выше 10 нецелесообразна, т.к. высокая активность ионов меди и водорода приводит к интенсивному взаимодействию указанных катионов с материалом проволоки и образованию некачественного (пористое, неравномерное медное покрытие с плохим сцеплением со сталью) медного покрытия. При концентрации комплексона выше 6% по массе происходит образование осадка комплексона.

Пример 1. Готовили раствор, содержащий (% по массе):

сульфат меди 10
серная кислота 10
двунатриевую соль
этилендиаминтетрауксусной кислоты 1
вода остальное

Для меднения использовали проволоку ⌀1,22 мм из стали марки св. 08Г2С. После промывки проволоки и последующей химической активации в 15% серной кислоте осуществляли ее контактное меднение в растворе. Скорость осаждения меди 0,047-0,063 мкм/с, срок службы раствора составил 60-70 дней согласно проведенным испытаниям.

Последующие примеры выполняли аналогично примеру 1, изменяя количество сульфата меди, серной кислоты, а также количество и тип комплексона. Результаты испытаний приведены в таблице.

Таблица
№ опыта Состав раствора меднения, % по массе Пористость покрытия Сцепление со сталью Срок службы, дней
1 Сульфат меди - 10; серная кислота - 10; двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - 1; вода - остальное Минимальная Хорошее 60-70
2 Сульфат меди - 5; серная кислота - 8; этилендиаминтетрауксусная кислота - 0,01; вода - остальное Минимальная Хорошее 60-70
3 Сульфат меди - 6; серная кислота - 9; натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - 0,14; вода - остальное Минимальная Хорошее 60-70
4 Сульфат меди - 8; серная кислота - 10; тринатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - 4,65; вода - остальное Минимальная Хорошее 60-70
5 Сульфат меди - 10; серная кислота - 9; тетранатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - 6; вода - остальное Минимальная Хорошее 60-70

Контроль прочности сцепления покрытия проводили методом изгиба. При проведении контроля проволоку с покрытием изгибали вручную под углом 90 градусов в одну сторону, затем в другую до излома. В месте излома не было отслаивания покрытия. Растрескивание покрытия не учитывалось. Контроль пористости покрытия проводили металлографическим методом. Таким образом, способ позволяет получить прочное сцепление покрытия с проволокой, сделать покрытие плотным и равномерным, тем самым улучшить качество медного покрытия. При проведении испытаний срок службы раствора составил 60-70 дней, что говорит об увеличении срока службы раствора меднения по сравнению с прототипом.

Раствор для контактного меднения стальной проволоки, содержащий сульфат меди, серную кислоту, этилендиаминтетрауксусную кислоту и/или ее натриевые соли и воду, отличающийся тем, что он содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:

сульфат меди 5-10
серная кислота 8-10
этилендиаминтетрауксусная кислота
и/или ее натриевые соли 0,01-6
вода остальное


 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способам нанесения металлических покрытий на поверхность изделий, выполненных из железа или его сплавов, путем химического восстановления меди из раствора ее солей.

Изобретение относится к производству метизной продукции и может быть использовано при меднении проволоки из легированной и низкоуглеродистой стали. .

Изобретение относится к машино- и приборостроению и может быть использовано при финишной обработке деталей ответственного назначения. .

Изобретение относится к получению гальванических покрытий на подложке изалюминия и его сплавов и может быть ис* пользовано в электротехнической промышленности при изготовлении многопроволочных кабальных изделий, содержащих алюминиевые проводники.

Изобретение относится к химическому меднению углеродных материалов, преимущественно высокодисперсных углеродных волокон. .

Изобретение относится к гальванотехнике, а именно к способам предварительной подготовки поверхности стали перед нанесением гальванических покрытий. .

Изобретение относится к нанесению металлических покрытий, в частности к растворам контактного меднения . .

Изобретение относится к нанесению I металлических покрытий и может быть использовано в производстве магнитометрических устройств пленочного типа для защиты конструкций от воздействия агрессивных сред и электромагнитных излучений.

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других отраслях для обработки проволоки, ленты, труб и других изделий различного сечения.
Изобретение относится к технологии получения металлизированных тканых и нетканых материалов и может быть использовано для производства катализаторов, а также для изготовления декоративных и отделочных материалов.

Изобретение относится к способам меднения пластмасс, в частности полимерных композиционных материалов на основе углеродных волокон, и может быть использовано при производстве мебельной фурнитуры, бытовых приборов, предметов быта, в автомобильной и радиотехнической отраслях промышленности.
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом осаждения композиционных медных покрытий на стальные детали, которые могут быть использованы в электрической, химической промышленности и машиностроении.
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом меднении как металлических деталей, так и диэлектриков, в частности резинотехнических изделий (РТИ).

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности к составам растворов для контактного меднения тугоплавких металлов, например циркония и его сплавов, и может быть использовано для нанесения технологической подсмазки при волочении.

Изобретение относится к области нанесения тонкослойных металлических покрытий на металлические детали, конкретно к нанесению золота, серебра, платины, палладия, никеля, ртути, индия, висмута и сурьмы, и может быть использовано в микроэлектронике, электротехнических и светоотражающих устройствах, а также в ювелирной промышленности.

Изобретение относится к нанесению антифрикционных покрытий натиранием, в частности к составам для нанесения покрытий в виде тонкой пленки меди на поверхности трения в машиностроительной, металлообрабатывающей и др.

Изобретение относится к оборудованию для химического покрытия металлических порошков с последующей их очисткой от продуктов реакции с использованием ультразвуковых колебаний и может быть использовано в производстве экологически чистых композиционных материалов в металлургической и электротехнической промышленности, а также в машиностроении.
Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов и может быть использовано при производстве железобетонных стальных конструкций, эксплуатируемых при повышенных нагрузках
Наверх