Способ для нанесения медно-цинковых покрытий на алюминий и сплавы на его основе и состав для его осуществления

 

О П И С А Н И Е (865971

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социапистичесиии республик (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 31.07.79 (21) 2801864/22 — 02 (5 l ) M. Кл.

С 23 С 9/10 с присоединением заявки М Ъсударстееккый камктет

СССР па делам нзабретенкй и атерыткй (23) Приоритет

Опубликовано 23 09 81. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 25.09.81 (53) УДК 621,785, .51.539(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Генель, П. Т. Горячев, Т. П. Староаветская и Н. И. Алешин

Г

Центральная научно-исследовательская ла оратория 1 полимерных контейнеров (7I) Заявитель (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЙ

НА АЛЮМИНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ И СОСТАВ

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2

Изобретение относится к химико-термической обработке поверхности алюминия и сплавов на его основе, в частности к процессу нанесения медноцинковых покрытий, 5

Известен способ получения латунных покрытий путем меднения изделий с по-. следующим их горячим цинкованием. С целью увеличения производительности !

О труда про це с с цинков ания ведут при

600-806 С в расплаве, содержащим 40Х хлористого цинка и 607 хлоридов щелочноэемельных металлов. Для получения равномерных латунных покрытий в

15 расплав вводят 37 метафосфата натрия.

К недостаткам этого способа следует отнести двухстадийность процесса и необходимость применения расплава для горячего цинкования.

Известен также состав для диффузионного меднения алюминия и его спла вов, состоящий иэ меди и окиси алюминия, в который дополнительно с целью интенсификации насыщения вводится окись меди и хлорйстый аммоний.

Недостатком этого состава является необходимость присутствия - в нем по-. рошкообразной меди, Кроме того,прй нагревании хлористый аммоний разлагается на аммиак и хлористый водород, которые оказывают вредное действие на обслуживающий персонал. Большие трудности возникают также при использовании предлагаемой среды для меднения деталей, имеющих большие габариты, так как необходим большой контейнер, в который помещается деталь и смесь.

Наиболее. близким является способ, который заключается в том, что на изделие, с которого предварительно удалена окисная пленка, с целью улучшения смачивающего эффекта наносится липкий слой, а на него напыляется порошок галлогенида меди, после чего следует термическая обработка в течение 3 ч при температуре выше температуры разложения галлогенида меди

865971 (430-450ОС), в процессе которой происходит выделение меди и диффузия ее в поверхностный слой изделия.При этом образуется медная пленка толщиной 3-5 мкм.

Удаление окисной пленки на алюминии осуществляется механической, химической или электрохимической обработкой, Обычно применяется последовательная обработка поверхности в 50%нем. растворе NaOH при 70 С, 507ном растворе HNO, 10Х-ном растворе

Na0H при 70 С и 15Х-ном растворе

HN0, Для получения липкого слоя применяются алициклические спирты (циклогексанол, метилциклогексанол и т.п.) 10

К недостаткам этого способа следует отнести предварительную сложную химическую обработку изделия в раство- 20 рах щелочи и кислоты, что затрудняет его практическое применение. Кроме того, для создания липкого слоя используются алициклические спирты (циклогексанол и т.п.}, которые обладают сильным запахом и вредным для здоровья обслуживающего персонала.

Цель изобретения — упрощение технологии обработки за счет ликвидации предварительной химической обработки. 30

Это позволит существенно упростить процесс нанесения покрытий при высоком качестве образующегося покрытия, улучшение условий труда за счет исключения применения алициклических спиртов. Все это сделает возможным широкое промышленное внедрение предлагаемого способа.

Поставленная цель достигается тем, чтЬ детали из алюминия и его сплавов

40 предварительно покрывают липким слоем растворенного в воде поливинилового спирта и сушат в течение 2-5 мин,затем наносят любым способом порошок смеси иэ хлоридов меди и цинка, после чего производят нагрев на воздухе до

430-450 С и выдержку в течение 2-3 ч, затем охлаждают до комнаткой температуры и очищают изделие от остатков смеси, 50

В .процессе нагрева детали поливнниловый спирт выгорает, кроме того,он практически не пахнет и не вреден для здоровья человека, После такой .обработки на поверх- 55 ности изделия образуется равномерное медно-цинковое покрытие толщиной 1015 мкм, обладающее хорошими технологическими свойствами. Оно не отслаивается при многократном изгибе образца до полного разрушения, покрытая медью поверхность легко лудится и паяется обычными мягкими припоями, например

ПОС-40. При этом прочность паяного соединения определяется прочностью припоя.

Смесь для нанесения медно-цинково

ro покрытия на изделия из алюминия или его сплавов состоит из 89-94 вес.Х хлорида меди и б-11 вес.7 хлорида цинка, При нагревании хлористый цинк плао вится при 283 С и стравливает окисную пленку на алюминии.

После того, как температура достиго ла 430-450 С, происходит разложение хлорида меди и образование медного покрытия на поверхности изделия.

Hp и м е р 1. Приготавливают исходную смесь из 947 хлорида меди и

6Х хлорида цинка и тщательно ее перемешивают. Затем образец из алюминия или сплавов на его основе покрывают тонким слоем растворенного в воде винилового спирта и подсушивают 3-4 мин. Приготовленную смесь наносят равномерным слоем на образец, нагревают на воздухе до 430-450 С, выдерживают 3 ч и охлаждают до комнатной температуры. Образец извлекают и очищают от остатков смеси, После такой химико-термической обработки обра.— зец приобретает желтый цвет. Толщина покрытия 10-15 мкм.

Пример 2. Приготавливают исходную смесь из 89% хлорида меди и

117. хлорида цинка.и тщательна ее перемешивают, После этого образец покрывавт тонким слоем растворенного в воде поливинилового спирта и подсушивают 3-4 мин. Приготовленную смесь наносят равномерным слоем на образец

О

1 нагревают на воздухе до 450 С и после

2 ч выдержки охлаждают до комнатной температуры, Толщина покрытия 1015 мкм.

Пример 3. Приготавливают исходную смесь из 91 5Х хлорида меди и

8,5Х хлорида цинка н тщательно ее перемешивают. После этого образец покрывают тонким слоем растворенного в воде поливинилового спирта и подсушивают несколько минут. Затем наносяч приготовленную смесь равномерным слоем на образец нагревают на возду0

Ф хе до 440 С и после 2,5 ч выдержки

8659

Образец Разрывное усилие, кгс

Кесто разрыва образца

» » Ф

190 . по основному металлу

205

200

210

195

205

Формула изобретения

Составитель Г. Бахтинова

Редактор Н. Егорова Техред А. Ач Корректор У;Пономаренко

Заказ 8009/42 Тираж 1051 Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосквад Ж-35 Раушская наб,д д,4/5

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород,ул.Проектная,4 охлаждают до комнатной температуры.

Толщина покрытия 10-15 мкм.

Для проверки качества медно-цинкового покрытия, нанесенного предлагаемым способом проводят испытания при помощи разрыва предварительно медиенных образцов, спаянных припоем ПОС40, с использованием в качестве флюса канифоли.

Испытанию подвергают стандартные !О образцы с шириной шейки 20 мм, толТаким образом, можно сделать вывод, что качество медно-цинкового 30 покрытия, полученного по предлагаемому способу, не ухудшилось.

Предлагаемый способ нанесения медно-цинковых покрытий на алюминий и сплавы на его основе упрощает про3$ цесс нанесения покрытия, повышает его технологичность и эффективность.

1, Способ нанесения медно-цинковых покрытий на алюминий и его сплавы, включающий предварительное нанесение липкого слоя и последующее насыщение

71 6 щиной 1 мм, Разрыв осуществляют на машине PM-101 с максимальной величиной разрывного усилия 500 кгс и скоростью приложения нагрузкч 20 мм/мин.

ПоверхнЬсть образцов предварительно специально не подготавливают. Величина перехлеста !О-ll мм, толщина припоя 0,15 мм.

Результаты испытания приведены в таблице. в присутствии хлоридов меди при 430450 С, отличающийся тем, 0 что, с целью упрощения технологии обработки, улучшения условий труда, в качестве липкого слоя наносят водный раствор поливинилового спирта, затем осуществляют сушку и проводят насыщение в смеси хлоридов меди и цинка.

2. Состав для нанесения медноцинковых покрытий, содержащий хлорид меди, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии обработки, он дополнительно содержит хлорид цинка при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Хлорид меди 89-94

Хлорид цинка 6-11.