Электролит латунирования

 

Т. А. Ваграмян, О. И. Ковалева, Е.; Я.-Куаьмичева, И. П. Балахонова, Б. М. Иодлович, :В. И. Хаустов и В. М. Кузьмин

1 (Московский ордена Ленина и ордена /Грудового Красного намени химико- технологический институт нмД 44.цейдЕлеева (72) Авторы нзобретени я (7!) Заявнтель

54 ЭЛЕКТРОЛИТ ЛАТУНИРОВАНИЯ

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению покрытий сплавом медь-цинк типа желтая латунь (508ОХ меди).

Известен пирофосфатный электролит латунирования, содержащий сульфаты меди и цинка, комплексообразователь" пирофосфат калия и сульфосалицнловый натрий, который предназначен для получения сплава тина желтая латунь

1О с содержанием меди 67-72Х (1 .

Однако покрытия желтого цвета осаждаются в нем только в узком интервале плотности тока 0,6-0,7 А /дм при этом содержание меди в покрытии резко изменяется от 72 до 67Х, что приводит к получению неоднородного и нестабильного цвета, особенно на многопрофильных деталях.

Наиболее близким к изобретению является электролит латунирования, .содержащий сульфаты меди и цинка и коиплексообразователь — 1,2-диаминопропан, и предназначен для получения сплава типа желтая латунь с содержанием меди 5g-80Х. Иэ данного электролита осаждают покрытия с вы» сокнм выходом по току и скоростью осаждения в широком инте вале плотностей тока (0,25-3 А/дм ) Г2).

Однако покрытиям, полученным из указанного электролита, характер но несоответствие состава электрохимических сплавов и их декоратив-. ного вида, так по составу сплава покрытия соответствуют желтой латуни (50-80Х меди), но цвет имеют не желтый, а красно-коричневый, а именно желтый цвет является товарным цветом при нанесении покрытий медьцинк в декоративных целях, на кошелочно-сумочную, мебельную, электроосветительную фурнитуру и арматуру.

Цель изобретения - получение покрытий желтого цвета.

Укаэанная цель достигается тем, что электролит, содержащий сульфат

865995

25 меди и цинка и комплексаобразователь, дополнительно содержит янтар ную кислоту и натрий титанил виннокислый, а в качестве комплексообразователя - пирофосфат калия при

5 следующем соотношении компонентов, г/л:

Сульфат меди 1-5

Сульфат цинка 40-60

Пирофосфат калия 300-310 .

Янтарная кислота 5-20

Натрий титанил виннокислый О. 5-2

Процесс осаждения проводят при рН 7,0-9,2, температуре 18-50 С 15 и плотности тока 0,25-3 А/дм с использованием в качестве катода {изделие) стали различных марок {0,8 КП, ст.45, Х18Н9Т,ШХ и др ° ), меди, никеля, сплава ЦАМ, а в качестве анода- gg латунь Л-62, Л-68, Л-70, нержавеющую сталь или смешанные аноды из стали и латуни.

Электролит готовят следующим о6разом.

Все компоненты, кроме янтарной кислоты, растворяют в отдельных порциях воды. Раствор сульфата цинка приливают к раствору пирофосфата калия. Выпадающий вначале осадок пира- ЗО фосфата цинка легко растворяется при перемешивании. Раствор сульфата меди приливают к раствору пирофосфатного комплекса цинка. Появляющийся голубоватый осадок легко растворяетсй при перемешивании. Затем в по35 лученный раствор приливают раствор натрия титанила виннакислога и добавляют янтарную кислоту„ которая также легко растворяется при перемешивании.

Полученный электролит совершенно прозрачен и имеет голубую окраску.

Электролит не требует предварительной проработки и устойчив в эксплуатации {стабильность электролита составляет 120 А ч/л). Стоимость одного литра электролита составляет 0,68928р.

При поддержании соотношения катодной и анодной поверхности, равной 1:1, и соотношении латунных анодов к ано- . дам из инертного по отношению к электролиту материалов, например из нержавеющей стали, равным 2:8, сохраняется постоянство компонентов в электролите и экономится латунь.

В гальванических цехах температура в течение года может колебаться

+20 С. При проверке влияния изменения температуры на состав, качество, цвет декоративного покрытия медьцинк установлено, что и электролит, и осадки декоративного электролитического сплава медь-цинк желтого цвета не реагируют на изменение температуры в указанных пределах 1850ОС, Процесс ведут при цеховой температуре, Невозможность поддерживания точных плотностей тока в массовом гальваническом производстве сказывается на качестве и цвете декоративного покрытия сплавами медь-цинк, увеличивает количество брака.

Расширение рабочих интервалов плотностей тока 0,25-3 А/дм, в которых получаются стабильные по составу, качеству, цвету электролитические осадки сплава медь-цинк, исключают брак изделий по цвету и качеству.

Изменение толщины покрытий может приводить к изменению цвета, а так как в результате невозможности поддержания точных плотностей тока мажет меняться толщина покрытия, проверяют изменение толщины и влияние ее на цвет и качество, и установлено, что при изменении толщины от

1 до 20 мкм, цвет и качество не меняются. По ГОСТ 21484-76, ГОСТ 9073?7, ГОСТ 14623-69, ГОСТ 9008-73толщина латунного декоративного покрытия 1-3 мкм, 3-6 мкм. Для указанной толщины покрытия время электролиза 10,15 и 20 мин в зависимости от плотности тока.

Испытания на адгезию проводят, как методом изгиба, где это возможно, так и методом нанесения сетки,-.

По методу изгиба образец полностью ломают — отслаивания не наблюдают.

Испытания на блеск проводят визуально, сравнивая с эталонными образцами, покрытия блестящие, хотя по указанным ГОСТан поверхность электролитической латуни покрывается лаком, блеск обуславливается лаковой пленкой.

Важныьы показателями при нанесении электролитического сплава медьцинк в указанных целях являются коэффициент трения и внутренние напряжения, которые связаны с длительностью службы покрытия: увеличение коэффициента трения и уменьшение внутренних напряжений — увеличивают, в данном случае, срок службы предметов.

Покрытия, получаемые в электролите, имеют коэффициент трения 0,16095 6 кислорода, то в известных — 8-10 и 6-SX соответственно.

8659

0,166, а значение внутренних напряжений составляет {-100)+ {+50)кг/см

Получению стабильных по составу, цвету, качеству покрытий способствует введение в электролит янтарной 5 кислоты и натрия титанила виннокислого в указанных количествах. Янтарная кислота является хорошим адсорбирующимся веществом,она,поддерживает рН прикатодного слоя постоянным в 16 указанных пределах. Натрий титанил виннокислый, входя в двойной электрический спой, обладает специфическим свойством: сдвигает поляризационную кривую при электроосаждении 15 сплава медь-цинк в положительную сторону, т.е. облегчает образование сплава. Его можно сравнить с катализатором процесса. Прн введении его. в электролит в укаэанном количестве в составе сплава титан не обнаружен (по причине малой концентрации самого титана в электролите и не достижении потенциала разряда титана). При изучении полного химического состава, полученных осадков медь-цинк, установлено, что цвет осадков зависит от наличия в них кислорода.

Если в предлагаемом электролите получают покрытия, содержащие 1Х

Прн выяснении причин присутствия кислорода в осадках установлено, что после электрокристаллизацни цинк окисляется быстрее, чем образует замещенный раствор цинка в меди, Процесс окисления усугубляется образованием микрокоррозионного элемента медь-цинк. Введение янтарной кислоты препятствует окислению цинка, так как она адсорбируется на вновь кристаллизующихся участках сплава.

Иетодом токов включения условно оценена степень заполнения поверхности органическими веществами н обнаружено, что в присутствии янтарной кислоты поверхность катода на 30-40Х заполнена молекулами янта11ной кислоты.

В то время как при электроосаждении латуни из 1,2-диаминопропанового электролита степень заполнения поверхности органическими веществами не превьппает 10-15Х,несмотря на наличие большого количества 1,2-диамииопропана в электролите.

Изобретение иллюстрируется несколькими примерами, представленными в таблице.

Примеры

Показатели

2 1 л

1 2

40 50

300 305

5 10

60 60

308

310 310 310

20 20

2 2

7,8 1,8

20 20

3,0 3,0

370 400

60 55

Натрий титанил виннокислый 0,5

7,8 рН

9 8,5

20 20

20

I,0

0,25 0,50

3 4

30 29

200 250

72 70

300

350

60 55 52

50 45 40

Внешний вид покрытия

Желтый Жел.тый Желтый

Блестя Блестя- Блестящий щий щий

Состав электролита, г/л

Сульфат меди

Сульфат цинка

Пнрофосфат калия

Янтарная кислота

Температура, С

Плотность тока,Л /дм

Скорость осаждения, мкм/ч

Выход по току,X

Микротвердость, кг/мм

Содержание меди в сплаве,X

Рассеивающая способность электролита, Х

Желтый Желтый Желтый

Бпестя- Блестя- Блестящий щнй щит

1-5

40-60

300-310

5-20

Формула изобретения

8

Таким образом, изобретение позволяет получать в широком интервале плотностей тока покрытия, соответствующие по цвету и составу желтым металлургическим латуням, что очень важно для обеспечения декоративного вида изделиям широкого потребления.

Электролит латунирования, содержащий сульфаты меди и цинка и комплексообразователь, .о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью получения покрытий желтого цвета, он дополнительно содержит янтарную кислоту и натрий титанил виннокислый, а в

65995 8 качестве комплексообразователя— пирофосфат калия при следующем соотношении компонентов,г/л:

Сульфат меди

Сульфат цинка

Пирофосфат калия

Янтарная кислота

Натрий титанил виннокислый 0,5-2

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

 305207, wx. С 25 О 3/58, 1973;

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2698706/22-02, кл. С 25 О 3/58, 1978.

Составитель В. Бобок

Редактор H. Рогулич Техред И,Асталош Корректор М. Коста, Заказ 8011/43 Тираж 707 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Унгород, ул. Проектная, 4