Электролит для окрашивания медии медных сплавов

 

Союз Советсинк

Соцналнстнчесинк

Реслублни

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<((802405 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.03.79 (2) ) 2739061/22-02 с присоединением заявки М(51)М. Кл.

С 25 D 3/38

Веуддретвеилый камитет

СССР вв делам изебветеиий и откемтий (23) ПриоритетЮ

Опубликовано 07.02.8)-. Бюллетень М 5

{53) УДК 621.357. . 7: 669.387 (088.8) Дата опубликования описания 09 02 81

В. В. Орехова, Л. Н. Дмитриева и Ф. k. АнлрКжф(о

<

I ( (, . (( (°

Харьковский ордена Ленина политекниЯйсккий""" " . Я " институт им. В. И. Ленина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОКРАШИВАНИЯ МЕДИ

И МЕДНЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электропитическо» му окрашиванию меди и мецнык сплавов, Известен электролит цля окрашива ния медных покрытий, соцержащий сернокислую медь, едкий натрий, пищевой сакар PJ.

Однако этот раствор не поддается корректированию и по истечению оцрецеленного периода работы подлежит замене новым. К тому же в этом растворе

10 всегца очень трудно получить равномерный цветовой тон.

Известен также электролит, содержащий медь сернокислую и калий пирофосфорнокислый (2).

Однако получение цветных пленок из этого электролита осуществлено только на пластических образцах. Получение однородных по цвету пленок затруднитель20 но, а на деталях сложной конфигурации невозможно вообще.

Процесс формирования пленок сопровождается поцкислением раствора.

Увеличение кислотности приводит и восстановлению закиси меди до металла.

В результате уменьшается на отдельных участкак поверхности тоцщина пленки

Сц О, а так как от толщины пленки зависит ее цвет, то на поверхности детали и появляются разноокрашенные участ- о ки.

Поскольку в электролите (2g устранить поцкисление невозможно, то и получение пленок одинакового цвета на сложнопрофилированной поверхности неосуществимо.

В процессе формирования цветных пленок электролит нуждается и частом добавлении щелочи в виду сильного поцкисления и плохих буфернык свойств.

Шелочь должна ввоаиться медленно, растворами низкой концентрации (1-2%), в противном случае происходит разложение электролита. Применение 1-2%-нык раст» воров вызывает разбавление электролита, и как следствие, необходимость час того корректирования пс сернокислой

26,5-132

3 80 меди и пирофосфату. Все это делает корректирование электролита весьма сложным.

Белью изобретения является повышение равномерности цветового оттенка на поверхности деталей сложной конфигурации и стабильности электролита.

Эта цель достигается тем, что предлагаемый электролит, включающий сернокислую медь и пирофосфат калия, дополнительно содержит аминокарбоксиметан и аС, oC -Du -(4-оксифенил) -фталид при следующих соотношениях компонентов (r/ë):

Медь сернокислая, водная 10-50

Калий пирофосфорнокисцый

Аминокарбоксиметан, 2-10

IX., oC -Du-(4-оксифенил)»фталиц О, 1-1

Процесс проводится при катодной плотиости тока 0,01-0,02 А/дм, комнатной температуре и рН-10,5-11,5.

Введение в электролит аминокарбоксиметана и p(, ос -Dll-(4-оксифенил}фталида позволяет получить одинаковый цветовой тон пленки по всей поверхности сложнопрофилированных деталей. Получение одинакового цветового тона стабильно (см. таблицу 1).

Такое действие аминокарбоксиметана и оС, oC - )3 u -(4-оксифенил ) -фталида объясняется следующими причинами.

Во-первых, аминокарбоксиметан и

ОС, oC - DO -(4-оксифенил) -фталид имеют в своем составе функциональные группы, обеспечивающие связывание

Н - ионов, Во-вторых, совместно с пирофосфатом аминокарбоксиметан и о, o(. - Оц -(4-оксифенил) -фталид образуют с . ионами

CLI смешанные комплексы. Ими устраняется поцкисление именно на поверхности деталей, что невыполнимо стандартными буферами, действующими только в объеме раствора.

В-третьих, образование смешанных комялексов способствует более равномерному распределению потенциала по сложнопрофилированной поверхности.

Благодаря всем этим свойствам вводимых соецинений предлагаемый электролит, в отличие от прототипа, обеспечивает одинаковый цветовой тон на поверх.ности деталей при получени т цветных пленок.

Совместное присутствие обоих соединений усиливает наблюдаемые положительные эффекты по сравнению с ик раздельным введением (см. примеры 1-5, табл. 2) .

B процессе эксплуатации прецлагаемый электролит, в отличие от прототипа, не нуждается в частык корректировках рН в виду большой стабильности последнего (cM таблицу 1). Таким образом, за счет введения аминокарбоксиметана и о,, g(, - } О - (4-оксифенил)-фталица коррек-тирование прецлагаемого электролита по сравнению с прототипом значительно облегчается.

Если в процессе получения цветных пленок, происходит вырабатывание аминокарбоксиметана и ос, QC — 1.)ц -(4-оксифенол)-фталида, предлагаемый электролит меняет окраску от фиолетовой цо синей, что сигнализирует о необходимости ввецения ик новык количеств. Это также упрощает корректировку.

Пределы концентраций аминокарбоксиметана и ос, ос, — Эц -(4-оксифенил)-фталида соответствуют области устойчивого существования образующихся смешанных комплексов. При концентрациях, меньших нижнего предела, медь связывается только в пирофосфатные комплексы и поставленная цель изобретения не достигается (пример 6, табл. 2). При концентрацияк, больших верхнего предела, для того, чтобы соблюдалось равновесие комплексов, требуется увеличение концентрации пироЭ5 фосфата калия и соли меци, а общее повышение концентрации солей приводит к ухудшению стабильности растворов (пример 7, табл. 2).

Электролит готовят следующим образом.

4О

Необходимые копичества компонентов растворяют в отдельных порциях воды и сливают при интенсивном перемешивании. Полученный раствор прозрачный, фиолетового цвета.

В табл. 1 представлены сравнительные данные по однотонности цвета пленок, получаемых из предлагаемого электролита и электролита-прототипа, и перио дичности корректировок этих электроли50 тов.

Конкретные примеры осуществления предлагаемого изю ретения свецены в табл. 2.

Во всек случаях электрохимическое окрашивание осуществлялось HB деталях мебельной фурнитуры, выполненной из меди, томпака, мельхиора, латуни и тому подобных сплавов на основе меди, а

02405 6

По сравнению с известными, наиболев прогрессивными электролитами, используемыми в настоящее время в промышленности для электрохимического охрашивания меци и медных сплаво-, прецложенный электролит не содержит дорогостоящих, пефицитных веществ или пищевых процуктов. Благодаря высокой стабильности получения одинакового цветового

to тона, сокращается процент брака из- за пятнистости или неравномерности цвета.

За счет высокой устойчивости электролита в процессе эксплуатации облегчается его обслуживание и сокращается число

1Ю корректировок.

Таблица 1

Таким образом, предлагаемый электролит отличается высокой стабильностью получения опного и того же цветового тона на деталях сложной конфигурации не сложен в эксплуатации, не требует частых корректировок. Электролит не требует подогрева, обладает высокой производительностью.

Плотность тока, А/дм

0,01

0,01

Продолжительность процесса (одна загрузка), мин

10 10

Поверхность одной загрузки, дм/л

Основной цвет пленки (на плоской детали) желтый желтый

Распределение цветового тона на поверхности сложнопрофилированной детали на торцах-желтый, на выпуклых участках пиловый, во впааинах-голубой на торцах-жел:.тый, на выпуклых участкахжелтый, во впадинах-желтый на цеталях

100 партий загрузок не достигается

Стабильность получения одинакового цветового тона Gee корректирования электролита

Периоцичность корректирования электролита через каждые

100 загрузокпо pH: через каждые

500 загрузокпо всем компонентам также на деталях из стали, алюминиевых и цинковых сплавов, на которые предварительно осаждались медные покрытия толщиной 2-5 мкм. Летали имели сложную конфигурацию: глубокие прорези, отверстия, сложный орнамент украшений.

Сложнопрофилированные детали Однотонному окрашиванию не поалежат (см. п. 5).

При работе с плоскими деталями: после каждой загрузки по рН, через 10 загрузок по CUBG4 и

К4Р2О>, через 100 загрузок-замена новым раствором.

802405

Таблица 2

25 25 70

66 66 190

Аминокарбоксиметан, г/л

4 1,5 1,5

oC . ос -Ди-(4-оксифенилин) -фталид, гл

0,5 0,5

11 11 рН

Температура, С

18-25 18-25 18-25 18-25 18-25 18-25 18-25

Плотность тока, А/дм

0,010 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

10 10 10 10

10 10 10

Поверхность одной загрузки, дм/л желтый желтый желтый желтый желтый желтый желтый

Основной тон одинаковое одинако- одина- одина» вое ковое ковое динахзеленоватый. однотонному окрана де- на -"- шиванию детали не подлежат

20 Р- 75 партий-айаг- тий нагрузок рузок на деталях 100 партий за грузок

Сц g О4, г/л

К Р О., г/л

Продолжительность процесса (1 загрузка), мин

Распределение цветового тона по поверхности детали

Стабильность получения одинакового цветового тона без корректирования .

10 50

26,5 132

0,1 1

105 11

25 25

66 66

0,05

lI 11 одина- на тор- из электковое цах- ролита желтый, выпал на вы осадок пуклых участках-ярко-оранжевый, во впа10

Продолжение таблицы 2

802405

Состав электролита и показатели его работы

Номера примеров

3 4

Периодичность корректирования электролита через каждые 100 загрузок по рН, через каждые 500 загрузок - по всем компонентам через каждые

75 закомпо» нентам компонентам

Калий пирофосфорнокислый

Аминокарбоксиме тан о, ос -Цц -(4-оксифенил)-фталид

26,5-1 32

2-1 0

0,1-1.

Источники информации, 30 принятые во внимание при экспертизе

1. Ямпольский B. М. Меднение и никелирование, Л., "Машиностроение, 1971, с. 55.

2. Пурин B. А. Зпектроосаждение металлов из пирофосфатных электролитов.

Рига, Зинатне, 1975, с. 50-54.

Составитель Г. Терещенко

Редактор E. Братчикова Техред М. Лоя Корректор М. Вигула

Заказ 10531/34 Тира йс 7 1 5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

Электролит для окрашивания меди и медных сплавов, содержащий сернокислую медь и пирофосфат калия, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения равномерности цветового оттенка на поверхности деталей сложной конфигурации и стабильности электролита, он дополнительно содержит аминокарбоксиметан и о, оа — D u -(4-оксифенил)-фта« лид при следующем соотношении компонентов, г/л:

Медь сернокислая водная 1 0»-50 через каждые

20 заг» рузок по рН, через каждые

200 загрузокпо всем грузок по рН, через каждые

400 загрузокпо всем