Водный раствор для травления алюминияи его сплавов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11>836213 ф

> сЦ

I

4.

// / ..

".l (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 21.1277 (21) 2558423/22-02 (53)М. Кл. с присоединением заявки ¹

C 23 F 1/00

Государствеиимй комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.06.81. Бюллетень ИФ21 (53) УДК 621 ° 794.422 (088.8) Дата опубликования описания 07068i

P2) Авторы изобретения

З.П. Каушпедас и A.Ñ. Тиминскас

Ордена Трудового Красного Энамени институ химии и химической технологии АН Лит (71) Заявитель (54) ВОДНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

И EIO СПЛАВОВ

2 щих кремний, медь и некоторые другие легирующие добавки в определенных количествах. Однако для сплавов, содержащих большое количество легирующих добавок . (В95 ; АЛ23 и др.) и для сплавов, содержащих марганец (АМг6 и др.), указанный раствор не дает удовлетворительных результатов.

Целью изобретения является создание универсального раствора для кислотного травлейия, повышение .качества поверхности H адгеэии галь ванического покрытия с основой для сплавов, содержащих большое количество легирующих добавок. т

Поставленная цель достигается тем, что раствор содержит в качестве источников ионов аммония и фтор-ионов соответственно аммоний азотнокислый и борфтористоводородную кислоту при следующем соотношении компонентов, (aeC. е) з

Азотная кислота 10-30

Ворфтористоводородная кислота

4-15

Остальное

Вода

Изобретение относится к химической обработке поверхности металлов, а именно, к травлению поверхности алюминия и его сплавов. в кислотных растворах перед нанесением гальвани- 5 ческих покрытий.

Широко известны растворы для травления поверхности алюминия н его сплавов перед нанесением гальванических покрытий, содержащие азотную кис- 10 лоту и фтористоводородную кислоту (11.

Однако эти растворы не являются универсальными для всех сплавов алюминия. Применение указанных растворов ограничивается одним или.двумя типами)5 сплавов. Для кислотного травления каждому сплаву определенной марки надо применять новый, специально йредназначенный раствор. В противном случае будет уменьшаться или отсутство- 20 вать сцепление гальваноосадка с основой.

Наиболее близким по технической сущности к изобретенному водному раствору является раст вор для травления 25 алюииния и его сплавов, содержащий азотную, фтористоводородную кислоты и гидрат окиси аммония (2) .

Указанный раствор применяется для обработки сплавов алюминия, содержа- 30

Аммоний азотнокислый 0,01-7

836213

Рабочий режим: температура раст- вора 55-65о С, время обработки образцов 1 мин. Все используеьые реактивы для приготовления растворов кис-. лотного травления применяются марки ч и изготавливаются в Советском

Союзе.

Предложенный раствор используется в следующей схеме подготовки по. верхности алюминия (АДОМ) и его сплавов Д16, АМц, АМгб, В95 и АЛ23: обеэжиривание в бензине A-72; сушка; травление в 5В растворе Na08 в течение 2 мин прн температуре 40 С; проьивка водой, травление в кислотном растворе согласно предлагаемому изобретению при температуре раствора 50- 15

70 С в течение 1 мин.

После указанной кислотной обработки поверхность получается ровная, светло-серая, цвета чистого алюминия.

При просмотре поверхности образцов 20 через микроскоп .шлама легирующих добавок не наблюдается. Вся поверхность хорошо смачивается водой. . Затем наносится иммерсионное покры-. тие во фторборатном иммерсионном растворе следующего состава (г/л)

Фторборат цинка 40

Фторбсрат никеля 200

Фторборат аммония 40

Время иммерсии образцов в этом растворе 30 сек с последующим импуль,сом катодного тока 3.g = 1 A/ELM в течение 30 сек. Образцы алюминия и ,яго сплавов в иммерсионном растворе обрабатываются при температуре 20 С о и рН = 4-4,2.

После проьивки водой проводится меднение в пирофосфатном электролите следукщего состава (r/ë):

Пирофосфат калия . 360

40

18

Пирофосфат меди

Оксалат аммония

Карбонат натрия

Образцы в упомянутом растворе обрабатываются при температуре 40оС и

1. = 1,5 А/дмг, a pH = 8,5-9,0

Затем образцы промываются водой н проводится электроосаждение никеля иэ сульфаминовой ванны следующего состава (г/л) 312-320

Сульфамат никеля

Хлористый никель кристаллический

31 .

Борная кислота

Никелирование проводится при тем.,пературе раствора 40оС, рН 3,5-4,2 в0 и плотности тока 1 = 5 A/äì . После

2. промывки водой и сушки проводится . измерение прочности сцепления гальваноосадка с основой полуколичественным методом, при помощи разрывной машины $5

Борфтористоводородная кислота (d 1,24) 9,0

Аммоний азотнокислый

2,7

Вода Остальное до 100%

Режим работы г температура 60" С, время обработки образцов в растворе

1 мин. Поверхность после обработки получается ровная, светло-серая. При нанесении гальванопокрытий меди и никеля, результаты измерений прочности сцепления для алюмкния и его сплавов были следующие (кг/мм)

Алюминий (АДОМ) 5

АМц

3,3

1,0

1,0

0,35

АМгб

АЛ2 3

В95

Состав 2

Азотная кислота (концентрированная) 30

Борфторист офодородная кислота (6=1,24) 15

Аммоний азотнокислый 7

Остальное до 100%

Вода

Режим работы : упомянутый вйаае.

Результаты измерения прочности сцепления гальваноосадка с.основой полу« чены такие,. как и в составе 1.

Состав 3

Азотная кислота 10 (концентрированная) Борфт ористоводородиая кислота (d=l,24) Аммоиий азотнокислый О, 01

Вода Остальное до 130%

Режим работы - вьияеупомянутый. Результаты измерений прочности сцепления гальваноосадка с основой tIpH flpH» менении для травления указанного раствора были следующие (кг/мм)

Алюминий АДОМ 5

АИц 2,0

АМгб 0,4

АЛ2 3 0,15

В95 Отсутствует

Как видно из данных, прочность сцепления при применении упомянутого раствора кислотного травления неско-:

Kovostav . Гальванопокрытия получались хорошо сцепленными с основой, без вздутый, а также выдерживали испытания сцепления по ГОСТ 16875-?1 °

Ниже приведены составы предлагаемого водного раствора (вес.%)

Состав 1

Азотная кислота (концентрированная) 836213 универсальность созданного раст" вора дает возможность провести травление разных сплавов алюминия в одной ванне. Это позволяет уменьшить производственные площади, число обслуживающего персонала, упростить технологическую схему и улучшить санитарные условия благодаря уменьшению количества кислотных ванн. Как видно из примеров, применяя созданный раствор кислотного травления, удается повысить сцепление гальваноосадков с основой, а для сплавов .

В95 и АЛ23, в состав которых соответ:ственно входят медь, марганец, цинк, хром, железо, кремний,,сурьма и маг15 ний, марганец, титан, берилий, железо, сурьма, сцепление между гальваноосадком и основой достигается только после обработки в предлагаемом растворе кислотного травле.ния.

HBF4 — 9 +

НВР4 — 4 +

НВГ4 — 15 +

HNO -9, 5

ЫН ЫОЭ-2,7

Н О .цо 100

t-=60О С

Время выдержки 0 5 мин

HF — 9 +

HF — 15 +

+ плохая .(— ), хорошая (+ ).

Азотная кислота

Примечание: прочность сцепления

Формула изобретения

10-30

Борфтористоводород.ная кислота

Аммоний азотнокислый

Вода

Водный раствор для травления алю-. щ0 миния и его аплавов, преимущественно при подготовке перед нанесейием гальванических покрытий, содержащий азотную кислоту, ионы аммония и фторионы, отличающийся тем, что, с целью повышения адгезии гальванического покрытия с основой, он в. качестве источников ионов аммония ,и фтор-ионов содержит соответствен Но аммоний азотнокислый и борфтористоводородную кислоту при сле- 40 дующем соотношении компонентов,вес.Ъ

4-15

0,01-7

Остальное

ВНИИПИ Заказ 2844/16 Тираж 1048 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4 лько уменьшается, а для сплава В95 отсутствует.

Данные о влиянии состава раствора для кислотного травления сплавов алюминия на прочность сцепления между гальваноосадком и основой приведены в таблице.

Как видно иэ таблицы, из алюминия

АДОМ возможно получить прочносцепленные гальваноосадки, применяя как предлагаемый, так и известные растворы, в то время как на сплавах АМгб, В95 и АЛ23 (ГОСТ 4784-65) достаточную прочность сцепления гальваноосадков и основы возможно получить,обрабатывая образцы только предлагаемым раствором.

Водный раствор для травления значительно шире применим для травления .сплавов алюминия перед нанесением гальванических покрытий, чем известнйй раствор кислотного травления.

Состав раствора кислотно травления (вес.Ъ) и режи работы (все кислоты концентрированные) ННОГО -10 NH4FHF — 5

Н О до 100, t-- 20 С, время выдержки 0 5 мин (ИН4) Я 08-10 - HBF4 -20 р .Н О до 100, t-20"С, .время выдержки 0,5 мин

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Верник С., Пиннер P. ХимичесКая и электролитическая обработка алюминия и его сплавов. Л., Судпромгиэ, 1960, с.67.

2. Реферативный журнал Тех ология неорганических веществ, Р 24, Л., 289П, 1973 °