CS217040B1

CS217040B1 - Electrolytic bath for cathodic deposition of copper coatings and dispersed graphite

Info

Publication number: CS217040B1
Application number: CS778680A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Holpuch; Ilja Nykl
Original assignee: Vladimir Holpuch; Ilja Nykl
Priority date: 1980-01-21
Filing date: 1980-01-21
Publication date: 1982-12-31

Abstract

Elektrolytická lázeň pro katodické vy lučování měděných povlaků a dispergovaným grafitem, sestávající z vodného roztoku solí mědi, anorganických kyselin, organic kých přísad a přídavku intersticiální sloučeniny grafitu a kyselinou sírovou.Electrolytic bath for cathodic deposition of copper coatings and dispersed graphite, consisting of an aqueous solution of copper salts, inorganic acids, organic additives and the addition of an interstitial graphite compound and sulfuric acid.

Description

Vynález se týká elektrolytické lázně pro katodická vylučování měd-ných povlaků, obsahujících dispergovaný grafit. Povlaky vykazují dobré kluzné vlastnosti, zvláště při nevhodných mazacích režimech.The present invention relates to an electrolytic bath for the cathodic deposition of copper coatings containing dispersed graphite. The coatings exhibit good sliding properties, especially in unsuitable lubrication modes.

Pro zlepšení kluzných vlastností elektrolyticky vyloučených měděných povlaků je výhodné dispergovat v nich částice grafitu ,o velikosti 1 až 5 yn v koncentraci 1 až 10 % hmotnostníchIn order to improve the slip properties of the electrolytically deposited copper coatings, it is advantageous to disperse graphite particles having a size of 1 to 5 yn in a concentration of 1 to 10% by weight.

Je popsáno několik postupů k vylučování povlaků mědi, obsahujících grafit, uvádí je např. h.S. Sajfullln: Kombinirovannyje elektrochmičeskije pokrytija i materiály, Moskva, Izd. chimija, 1972 nebo P.S. Melnikov: SpravoČnik po galvanopokrytijam v mašinostrojenii, vyd. Mašinostrojenie, Moskva 1979. Uváděné postupy spočívají v>prostém přidání grafitu v množství do 200 g/1 do běžné kyselé medici lázně. Při tomto postupu však l2e vyloučit kvalitní povlak jen po velmi krátkou dobu. Po průchodu 1 až 2 Ah/11 lázně se začíná povlak z lázně vylučovat ve formě kovové pěny, kterou lze z podkladu stírat rukou. Uvedenou nízkou stabilitu lázně nelze odstranit ani změnou složení a pH lázně, ani změnou podmíxiek vylučování povlaku. L tohoto důvodu nelze lázeň v praxi použít.Several processes for the deposition of graphite-containing copper coatings are described, for example, by h.S. Sajfullln: Kombinirovannyje elektrochmicheskije cover and materials, Moscow, Izd. chimija, 1972 or P.S. Melnikov: Galvanopokrytijam, Mechinostrojenie, Moscow 1979. The procedures are based on the simple addition of graphite in an amount of up to 200 g / l to a conventional acidic medication bath. In this process, however, the quality coating can be eliminated only for a very short time. After passing 1 to 2 Ah / 11 of the bath, the coating begins to precipitate out of the bath in the form of a metal foam which can be wiped off the substrate by hand. The low bath stability cannot be removed either by changing the composition and pH of the bath, or by changing the coating deposition conditions. For this reason, the bath cannot be used in practice.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny elektrolytickou lázní podle vynálezu, jejíž podstatou Je vodný roztok solí mědi, anorganických kyselin, organických přísad a přídavek entersticiální sloučeniny grafitu s kyselinou sírovou. K medici lázni se namísto neupraveného grafitu přidává intersticiální sloučenina grafitu s kyselinou sírovou, připravená buď reakcí koncentrované kyseliny sírové s grafitem v přítomrosti omezeného množství oxidačních činidel nebo elektrochemickou oxidací grafitu v prostředí zředěné kyseliny sírové. V obou případech je reakční směs intenzivně míchána a grafit je po skončení reakce promýván na filtru vodou ež do pH výluhu 2 až 5.The above drawbacks are overcome by the electrolytic bath of the invention, which is based on an aqueous solution of copper salts, inorganic acids, organic additives and the addition of an enteric graphite compound with sulfuric acid. Instead of the untreated graphite, an interstitial sulfuric acid graphite compound, prepared either by reacting concentrated sulfuric acid with graphite in the presence of a limited amount of oxidizing agents or by electrochemical oxidation of graphite in dilute sulfuric acid, is added to the medication bath. In both cases, the reaction mixture is vigorously stirred and the graphite is washed on the filter with water until the pH of the extract is 2-5.

Takto upravený grafit je přidáván do lázně v množství 20 až 200 g/1. i'ěmto koncentracím odpovídá v povlaku 1 až 10 % hmotnostních grafitu. Úpravou neztrácí grafit své kluzné vlastnosti. Vylučovaný povlak je hladký, nelesklý, temně zbarvený. Mechanické vlastnosti povlaku jsou zachovány, kluzné vlastnosti jsou vvrazně zlepšeny, odolnost proti otěru stoupá až desetkrát ve srovnání s měděným povlakem bez grafitu. Vynález je objasněn na dvou příkladech, jimiž není obsah vynálezu sni vymezen, ani vyčerpán.The graphite treated in this way is added to the bath in an amount of 20 to 200 g / l. These concentrations correspond to 1 to 10% by weight of graphite in the coating. The graphite does not lose its sliding properties. The deposited coating is smooth, non-shiny, dark colored. The mechanical properties of the coating are maintained, the sliding properties are greatly improved, the abrasion resistance increases up to ten times compared to the copper coating without graphite. The invention is illustrated by two examples, by which the content of the invention is not limited or exhaustive.

Příklad 1Example 1

100 g grafitu se smísí se 40 g HhO, a 800 g HgSO^. Směs se za stálého míchání zahřeje na 70 °C a na této teplotě ee udržuje 5 hodin. Potom ee směs zfiltruje a grafit na filtru se promývá destilovanou vodou do pH výluhu 2 až 5. Upravený grafit se postupně vmísí do 1 1 mědicí lázně o složení:100 g of graphite are mixed with 40 g of H 2 O, and 800 g of H 2 SO 4. The mixture was heated to 70 ° C with stirring and maintained at this temperature for 5 hours. Then the mixture is filtered and the graphite on the filter is washed with distilled water until the pH of the extract is 2 to 5. The treated graphite is gradually mixed into a 1 liter copper bath of the composition:

CuSO^. 5 HgO 160 až 230 g/1 ,CuSO4. 5 HgO 160 to 230 g / l,

HgSO^ konc. 60 až 80 g/1HgSO4 conc. 60 to 80 g / l

Proudová hustota 2 až 4 A/dm t 18 až 30 °CCurrent density 2 to 4 A / dm t 18 to 30 ° C

Mechanické míchání lázně míchadlem nebo čerpadlem.Mechanical mixing of the bath with a mixer or pump.

Vyloučené povlaky jsou černohnědé, matné, hladké a obsahují 4 % hmotnostní grafitu.The deposited coatings are black-brown, matt, smooth and contain 4% by weight of graphite.

Příklad 2Example 2

Suspenzí 200 g grafitu v 800 ml 25%ní HgSO^ je po dobu 6 hodin veden proud 4 A. Anodou je platinová sítka, katoda.je grafitové a opatřena sáčkem z filtrační tkaniny. Suspenze jé za217040 hřívána na 80 °C a intenzivně míchána. Po 6 hodinách je elektrolýza ukončena, grafit odfiltrován a promyt destilovanou vodou do pH výluhu 4 až 5. Grafit je vmíchán do 1 lázně o slo žení:A current of 4 A is passed through a suspension of 200 g of graphite in 800 ml of 25% H 2 SO 4 for 6 hours. The suspension is heated to 80 ° C and stirred vigorously. After 6 hours, the electrolysis is terminated, the graphite is filtered off and washed with distilled water to a pH of leachate of 4 to 5. The graphite is mixed into 1 bath of the composition:

Cu S0₄ . 5 HgO 160 až 230 g/1Cu S0 ₄ . 5 HgO 160 to 230 g / l

HgSO₄ 60 až 80 g/1 * 2 'HgSO ₄ 60 to 80 g / 1 * 2 '

Proudová huetota 2 až 4 A/dm teplota 18 až 30 °CCurrent density 2 to 4 A / dm temperature 18 to 30 ° C

Mechanické míchání lázně míchadlem nebo Čerpadlem.Mechanical mixing of the bath with stirrer or pump.

Vyloučený povlak je černohnědý, matný, hladký a obsahuje 10 % uhlíku.The deposited coating is black-brown, matt, smooth and contains 10% carbon.

Měděné povlaky s dispergovaným grafitem jsou vhodné pro veškeré povrchy namáhané třením, zvláště se Špatným režimem mazání.Copper coatings with dispersed graphite are suitable for all surfaces subjected to friction, especially with poor lubrication regimes.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Electrolytic bath for the cathodic deposition of copper coatings with dispersed graphite, consisting of an aqueous solution of metal salts, inorganic acids and organic additives, characterized in that 1 liter bath contains 30 to 300 g of copper salts and an addition of 20 to 200 g of an interstitial graphite acid compound sulfuric acid containing one sulphate group S0 ₄ to 10 to 1000 carbon atoms.