EA029374B1 - Method for producing a two-layer nickel-boron/gold-cobalt functional coating - Google Patents
Method for producing a two-layer nickel-boron/gold-cobalt functional coating Download PDFInfo
- Publication number
- EA029374B1 EA029374B1 EA201700010A EA201700010A EA029374B1 EA 029374 B1 EA029374 B1 EA 029374B1 EA 201700010 A EA201700010 A EA 201700010A EA 201700010 A EA201700010 A EA 201700010A EA 029374 B1 EA029374 B1 EA 029374B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- coating
- composition
- nickel
- electrolyte
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Description
изобретение относится к гальванотехнике, в частности к способу получения функционального покрытия, которое может быть использовано в приборостроении, точном электронном машиностроении, электротехнике, при изготовлении деталей оборонной и космической техники. Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения двухслойного покрытия экономически рентабельным методом с улучшенной способностью к пайке, с устойчивостью к резким перепадам температур, с высокой микротвердостью, износо- и коррозионной стойкостью, а также с низким и стабильным во времени переходным электрическим сопротивлением при хранении деталей и эксплуатации изделий в жестких условиях. Способ нанесения двухслойного функционального покрытия никель-бор/золото-кобальт включает предварительную обработку металлической поверхности детали, электрохимическое осаждение покрытия никель-бор из сульфатного или сульфаматного электролитов, контактное осаждение тонкой пленки золота-кобальт и сушку финишного покрытия.The invention relates to electroplating, in particular, to a method for producing a functional coating that can be used in instrument engineering, precision electronic engineering, electrical engineering, in the manufacture of defense and space technology components. The task of the invention is to develop a method of obtaining a two-layer coating economically cost-effective method with improved soldering ability, with resistance to rapid temperature changes, with high microhardness, wear and corrosion resistance, as well as with low and stable in time transient electrical resistance during storage of parts and operation of products in harsh environments. The method of applying a two-layer functional nickel-boron / gold-cobalt coating includes pretreatment of the metal surface of the part, electrochemical deposition of a nickel-boron coating from sulphate or sulphamate electrolytes, contact deposition of a thin gold-cobalt film and drying of the final coating.
029374029374
Предлагаемое изобретение относится к гальванотехнике, в частности к способу получения двухслойного покрытия никель-бор/золото-кобальт и может быть использовано в качестве защитного, функционального покрытия в приборостроении, точном электронном машиностроении, электротехнике, при изготовлении деталей оборонной и космической техники. Особенно важно получение двухслойных функциональных покрытий на основе никеля и тонкой пленки на основе золота в производстве измерительных приборов технического и медицинского назначения для стабилизации и улучшения их рабочих характеристик, а также эксплуатационных параметров.The present invention relates to electroplating, in particular to a method for producing a two-layer coating of nickel-boron / gold-cobalt and can be used as a protective, functional coating in instrumentation, precision electronic engineering, electrical engineering, in the manufacture of parts of defense and space technology. It is especially important to obtain two-layer functional coatings based on nickel and a thin film based on gold in the production of measuring instruments for technical and medical purposes in order to stabilize and improve their performance and operational parameters.
Известен способ получения двухслойного функционального покрытия никель-фосфор/золото [1], включающий предварительную обработку металлической поверхности детали, химическое осаждение покрытия никель-фосфор (далее Νί-Ρ) на металлическую поверхность; контактное осаждение тонкой пленки золота и сушку финишного покрытия.A method of obtaining a two-layer functional coating of nickel-phosphorus / gold [1], including the preliminary processing of the metal surface of the part, chemical deposition of the coating of nickel-phosphorus (hereinafter Νί-Ρ) on the metal surface; contact deposition of a thin film of gold and drying of the topcoat.
Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает получение покрытий с высокой износостойкостью и микротвердостью, обладает высоким и нестабильным во времени переходным электрическим сопротивлением, а также паяется только с использованием припоя.The disadvantage of this method is that it does not provide coatings with high wear resistance and microhardness, has a high and unstable in time transient electrical resistance, and also soldered only using solder.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ получения двухслойного функционального покрытия никель-фосфор/золото [2], включающий предварительную обработку металлической поверхности детали, химическое осаждение покрытия Νί-Ρ на металлическую поверхность (алюминий и его сплавы, железо, медь и ее сплавы) при температуре 88±1°С, рН 5,0±0,2, времени осаждения 20-30 мин из раствора состава, г/л: никель сернокислый шестиводный 27, натрий фосфорноватистокислый одноводный 29, молочная кислота 25 мл/л, яблочная кислота 12 мл/л; контактное осаждение тонкой пленки золота из раствора состава, г/л: дицианоаурат калия 1, натрий лимоннокислый 3замещенный 25, аммоний хлористый 40, рН 7±0,2, при температуре 85±1°С в течение 0,5-10 мин и сушку финишного покрытия.The closest technical solution to the claimed method is to obtain a two-layer functional coating of nickel-phosphorus / gold [2], including pretreatment of the metal surface of the part, chemical deposition of the Νί-Ρ coating on the metal surface (aluminum and its alloys, iron, copper and its alloys) at a temperature of 88 ± 1 ° С, pH 5.0 ± 0.2, precipitation time of 20-30 min from a solution of the composition, g / l: nickel sulphate of six-sodium 27, sodium hypophosphorous single-water 29, lactic acid 25 ml / l, malic acid 12 ml / l; contact deposition of a thin film of gold from a solution of the composition, g / l: potassium dicyanoaurate 1, sodium citrate 3 substituted 25, ammonium chloride 40, pH 7 ± 0.2, at a temperature of 85 ± 1 ° C for 0.5-10 min and drying finish coat.
Недостатком известного способа является использование процесса химического осаждения покрытия Νί-Ρ, который является не рентабельным из-за малой степени загрузки покрываемой поверхности деталей к объему раствора (не более 1,5 дм2/л), требует большого расхода материалов (из-за накопления продуктов реакции раствор быстро выходит из строя и требует замены свежим). Содержание фосфора в покрытии Νί-Ρ, его структура и морфология не регулируются концентрацией гипофосфита натрия в растворе. Формируемое покрытие Νί-Ρ имеет аморфно-кристаллическую структуру, характеризуется высокими значениями переходного электрического сопротивления и неудовлетворительной паяемостью, а также невысокой износостойкостью и микротвердостью. Пленка контактно осажденного золота (толщиной ~24 нм) на покрытии Νί-Ρ неоднородная по структуре и цвету, не компактная и рыхлая. Двухслойное покрытие обладает не высокой микротвердостью, износо- и коррозийной стойкостью (не однородно по структуре и цвету), не устойчиво к перепаду температур, имеет плохую паяемость, высокое и нестабильное во времени переходное электрическое сопротивление при хранении деталей и эксплуатации изделий в жестких условиях; а также является экономически нерентабельным.The disadvantage of this method is the use of the process of chemical deposition of the coating Νί-Ρ, which is not cost-effective due to the small degree of loading of the coated surface of parts to the solution volume (not more than 1.5 dm 2 / l), requires a large consumption of materials (due to the accumulation reaction products, the solution quickly fails and requires replacement with fresh). The phosphorus content in the Νί-Ρ coating, its structure and morphology are not regulated by the concentration of sodium hypophosphite in solution. The formed coating Ρ-покрытие has an amorphous-crystalline structure, is characterized by high values of transient electrical resistance and poor solderability, as well as low wear resistance and microhardness. The contact deposited gold film (~ 24 nm thick) on the Νί-Ρ coating is heterogeneous in structure and color, not compact and loose. The two-layer coating has not high microhardness, wear and corrosion resistance (not homogeneous in structure and color), is not resistant to temperature changes, has poor solderability, high and unstable transient electrical resistance during the storage of parts and operation of products in harsh conditions; and is also economically unprofitable.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения двухслойного функционального покрытия экономически рентабельным методом с улучшенной способностью к пайке, с устойчивостью к резким перепадам температур, с высокой микротвердостью, износо- и коррозионной стойкостью, а также с низким и стабильным во времени переходным электрическим сопротивлением при хранении деталей и эксплуатации изделий в жестких условиях.The task of the invention is to develop a method of obtaining a two-layer functional coating cost-effective method with improved soldering ability, with resistance to rapid temperature changes, with high microhardness, wear and corrosion resistance, as well as with low and stable in time transient electrical resistance during storage of parts and operation of products in harsh environments.
Поставленная задача решается тем, что в способе нанесения двухслойного функционального покрытия никель-бор/золото-кобальт, включающем предварительную обработку металлической поверхности детали, осаждение покрытия на основе никеля, контактное осаждение тонкой пленки на основе золота и сушку финишного покрытия, в отличие от прототипа осаждение покрытия осуществляют электрохимическим методом из сульфатного электролита состава, г/л: никель сернокислый семиводный 210±30, никель хлористый шестиводный 30±10, борная кислота 30±5, натрий сернокислый 60±10, сахарин 1±0,5, морфолин-боран 0,2±0,1, рН 4,3±0,2, вода остальное, при температуре 25±5°С, катодной плотности тока 1,5±0,5 А/дм2 в течение 15-30 мин или из сульфаматного электролита состава г/л: никель сульфаминовокислый четырехводный 330±30, никель хлористый шестиводный 16±2, борная кислота 30±5, натрий лаурилсульфат 0,05±0,01, сахарин 1±0,5, морфолин-боран 0,2±0,1, рН 4,2±0,2, вода остальное, при температуре 45±5°С, катодной плотности тока 2,5±0,5 А/дм2 в течение 10-15 мин с получением покрытия никельбор; контактное осаждение тонкой пленки осуществляют из раствора состава, г/л: дицианоаурат калия 1,5-2, калий лимоннокислый 20±5, лимонная кислота 20±5, кобальт сернокислый 1,5±1, рН 4,5±0,5, вода остальное, при температуре 90±2°С в течение 1-3 мин с получением тонкой пленки золото-кобальт; сушку финишного покрытия проводят при температуре 40-60°С в течение 10-15 мин.The task is solved by the fact that in the method of applying a two-layer functional coating of nickel-boron / gold-cobalt, including pretreatment of the metal surface of the part, deposition of a coating based on nickel, contact deposition of a thin film based on gold and drying the finish coating, unlike the prototype deposition the coatings are carried out by an electrochemical method from a sulphate electrolyte of the composition, g / l: nickel sulphate nickel sulphide 210 ± 30, nickel chloride sulphide 30 ± 10, boric acid 30 ± 5, sodium sulfurous ly 60 ± 10, saccharin 1 ± 0.5, morpholine-borane 0.2 ± 0.1, pH 4.3 ± 0.2, water the rest, at a temperature of 25 ± 5 ° С, cathode current density 1.5 ± 0.5 A / dm 2 for 15-30 minutes or from a sulphamate electrolyte of g / l composition: four-water sulfate-nickel nickel 330 ± 30, six-acid nickel chloride 16 ± 2, boric acid 30 ± 5, sodium lauryl sulfate 0.05 ± 0, 01, saccharin 1 ± 0.5, morpholine-borane 0.2 ± 0.1, pH 4.2 ± 0.2, water the rest, at a temperature of 45 ± 5 ° С, cathode current density 2.5 ± 0.5 A / dm 2 for 10-15 minutes to obtain a nickelboron coating; contact deposition of a thin film is carried out from a solution of the composition, g / l: potassium dicyanoaurate 1.5-2, potassium citrate 20 ± 5, citric acid 20 ± 5, cobalt sulfate 1.5 ± 1, pH 4.5 ± 0.5, water the rest, at a temperature of 90 ± 2 ° C for 1-3 minutes to obtain a thin film of gold-cobalt; drying of the topcoat is carried out at a temperature of 40-60 ° C for 10-15 minutes.
Использование процесса электрохимического осаждения покрытия никель-бор (далее Νί-Β) является рентабельным, так как осаждение покрытия осуществляется при невысокой температуре вплоть до комнатной, и электролит работает длительное время (год и более) при его коррекции по убывшим компонентам и непрерывной фильтрации.Using the process of electrochemical deposition of nickel-boron coating (hereinafter-Β) is cost-effective, since the coating is deposited at a low temperature down to room temperature, and the electrolyte works for a long time (a year or more) when it is corrected by descending components and continuous filtration.
Наличие морфолин-борана в предложенной концентрации в сульфатном или в сульфаматном элек- 1 029374The presence of morpholine-borane in the proposed concentration in the sulphate or sulphamate electrolyte 1 029374
тролитах позволяет регулировать структуру и морфологию формируемого покрытия. Атомы бора, выделяющиеся в результате каталитического разложения морфолин-борана на катоде, имеют малый атомный радиус (гв=0,78 Α, γΝι=1,24 А), легко встраиваются в кристаллическую решетку никеля, образуя твердый раствор бора в никеле внедрено-замещенного типа с мелкокристаллической структурой. Все это совместно с выбором количественного состава всех компонентов сульфатного или сульфаматного электролитов и выбранных режимов обеспечивает получение покрытия Νί-Β, обладающего высокой микротвердостью, износо- и коррозионной стойкостью.trolit allows you to adjust the structure and morphology of the formed coating. Boron atoms, which are released as a result of the catalytic decomposition of morpholine-borane at the cathode, have a small atomic radius (g in = 0.78, γ Νι = 1.24 A) and are easily incorporated into the crystal lattice of nickel, forming a solid solution of boron in nickel embedded in -substituted type with fine-crystalline structure. All this, together with the choice of the quantitative composition of all components of sulphate or sulphamate electrolytes and the selected modes, provides a Νί-Β coating with high microhardness, wear and corrosion resistance.
Контактное осаждение тонкой пленки золото-кобальт (далее Аи-Со) с последующей сушкой при 4060°С предотвращает образование на поверхности покрытия Νί-Β тонких оксидных пленок никеля, что позволяет добиться низкого и стабильного во времени переходного электрического сопротивления при хранении деталей и эксплуатации изделий в жестких условиях, хорошей паяемости в отсутствие флюса для свежеосажденных покрытий, и в его присутствии после климатических испытаний. Выбор химического и количественного состава всех компонентов и предлагаемых режимов для контактного осаждения тонкой пленки Аи-Со позволил нанести ее толщиной ~15 нм, что привело к экономии дорогостоящего материала и, как следствие, к экономической рентабельности при процессе нанесения данного двухслойного покрытия.Contact deposition of a thin gold-cobalt film (hereinafter referred to as Au-Co) followed by drying at 4060 ° C prevents the formation of оксид-Β thin nickel oxide films on the surface of the coating, which makes it possible to achieve low and stable transient electrical resistance during storage of parts and operation of products under severe conditions, good solderability in the absence of flux for freshly deposited coatings, and in its presence after climatic tests. The choice of the chemical and quantitative composition of all components and the proposed modes for contact deposition of a thin film of Au-Co made it possible to apply it with a thickness of ~ 15 nm, which led to savings in costly material and, consequently, to an economic profitability during the application of this two-layer coating.
Предлагаемые соотношения компонентов в сульфатном или в сульфаматном электролитах и в составе раствора для контактного осаждения тонкой пленки являются оптимальными для получения двухслойного покрытия с требуемым набором технических характеристик: стабильно низким переходным электрическим сопротивлением; устойчивостью к резкому перепаду температур (от -65 до +70°С); хорошей паяемостью, вплоть до возможности ее проведения без флюса на свежеосажденном покрытии ΝίΒ/Аи-Со, и возможностью увеличения межоперационных сроков хранения до 30 суток при флюсовой пайке, при сохранении высокой микротвердости, износо- и коррозионной стойкости покрытий.The proposed ratios of components in sulphate or sulphamate electrolytes and in the composition of the solution for contact deposition of a thin film are optimal for obtaining a two-layer coating with the required set of technical characteristics: consistently low transient electrical resistance; resistance to sudden temperature changes (from -65 to + 70 ° С); good solderability, up to the possibility of its implementation without flux on the freshly precipitated ΝίΒ / Ai-Co coating, and the possibility of increasing the interoperability shelf life up to 30 days with flux soldering, while maintaining high microhardness, wear and corrosion resistance of coatings.
Режимы сушки обеспечивают получение покрытий с хорошей адгезионной прочностью одного вида покрытия к другому, равномерностью блеска и однородностью цвета.Drying modes provide coatings with good adhesion strength of one type of coating to another, uniform gloss and color uniformity.
Снижение температуры осаждения покрытий Νί-Β и катодной плотности тока ниже указанных значений: 20°С и 1,0 А/дм2 для сульфатного электролита и 40°С и 2,0 А/дм2 для сульфаматного электролита приводит к уменьшению скорости осаждения, формированию крупнокристаллических покрытий, ухудшению их внешнего вида: неравномерности по цвету и блеску. Уменьшение температуры осаждения тонкой пленки Аи-Со ниже 88°С приводит к уменьшению скорости осаждения и формированию тусклой матовой пленки. Уменьшение температуры сушки ниже 40°С приводит к появлению разводов (покрытие по цвету неоднородное).A decrease in the deposition temperature of the Νί-Β coatings and the cathode current density below the indicated values: 20 ° С and 1.0 A / dm 2 for the sulphate electrolyte and 40 ° С and 2.0 A / dm 2 for the sulphamate electrolyte leads to a decrease in the deposition rate, the formation of crystalline coatings, the deterioration of their appearance: unevenness in color and gloss. A decrease in the deposition temperature of a thin Au-Co film below 88 ° C leads to a decrease in the deposition rate and the formation of a dull opaque film. A decrease in the drying temperature below 40 ° C leads to the appearance of stains (the coating is not uniform in color).
Повышение температуры осаждения покрытий Νί-Β и катодной плотности тока выше указанных значений: 30°С и 2,0 А/дм2 для сульфатного электролита и 50°С и 3,0 А/дм2 для сульфаматного электролита приводит к появлению дендритов по краю поверхности детали и подгарам. Увеличение температуры осаждения тонкой пленки Аи-Со выше 92°С приводит к увеличению скорости осаждения и формированию рыхлой некомпактной пленки. Увеличение температуры сушки выше 60°С приводит к нерентабельному расходу электроэнергии без улучшения адгезионной прочности покрытий друг к другу.An increase in the deposition temperature of the Νί-покрытий coatings and the cathode current density above the indicated values: 30 ° C and 2.0 A / dm 2 for sulphate electrolyte and 50 ° C and 3.0 A / dm 2 for sulphamate electrolyte leads to the appearance of dendrites along the edge surface parts and burn. An increase in the deposition temperature of a thin Au-Co film above 92 ° C leads to an increase in the deposition rate and the formation of a loose non-compact film. Increasing the drying temperature above 60 ° C leads to unprofitable power consumption without improving the adhesive strength of the coatings to each other.
Двухслойное функциональное покрытие Νί-Β/Аи-Со наносят на пластины (3x3 см2) или детали (контакт, кожух, наконечник) из деформируемых сплавов алюминия (Д16Т, АМц, АМг и др.) или сплавов меди (латунь, бронза и др.).A two-layer functional coating Νί-Β / Аи-Со is applied on plates (3x3 cm 2 ) or parts (contact, housing, tip) of wrought aluminum alloys (D16T, AMts, AMg, etc.) or copper alloys (brass, bronze, etc. .).
Заявляемый способ реализуется следующим образом.The inventive method is implemented as follows.
Предварительная подготовка поверхности детали из деформируемых сплавов алюминия состоит в ультразвуковом обезжиривании при температуре 50-60°С в течение 1-2 мин и частоте ультразвука 35 кГц; кислотном или щелочном травлении при температуре 40-60°С в течение 15-30 с, осветлении в растворе азотной кислоты при температуре 18-25°С в течение 30-60 с.Preliminary surface preparation of parts from wrought aluminum alloys consists in ultrasonic degreasing at a temperature of 50-60 ° C for 1-2 minutes and an ultrasound frequency of 35 kHz; acid or alkaline etching at a temperature of 40-60 ° C for 15-30 s, clarification in a solution of nitric acid at a temperature of 18-25 ° C for 30-60 s.
Предварительная подготовка поверхности детали из медных сплавов состоит в ультразвуковом обезжиривании при температуре 50-60°С в течение 5-10 мин и частоте ультразвука 35 кГц, двукратном кислотном травлении при температуре 18-25°С в течение 10-20 с при первом и 20-40 с при втором травлении без промывки между первым и вторым травлением.Preliminary preparation of the surface of the copper alloy part consists in ultrasonic degreasing at a temperature of 50-60 ° C for 5-10 minutes and an ultrasound frequency of 35 kHz, twice acid etching at a temperature of 18-25 ° C for 10-20 seconds at the first and 20 -40 s for the second etching without flushing between the first and second etching.
Электрохимическое осаждение покрытия Νί-Β производят при температуре 25±5°С, катодной плотности тока 1,5±0,5 А/дм2 в течение 15-30 мин (до толщины ~6 мкм) из сульфатного электролита состава, г/л: никель сернокислый семиводный 210±30, никель хлористый шестиводный 30±10, борная кислота 30±5, натрий сернокислый 60±10, сахарин 1±0,5, морфолин-боран 0,2±0,1, вода остальное или электрохимическое осаждение покрытия Νί-Β производят при температуре 45±5°С, катодной плотности тока 2,5±0,5 А/дм2 в течение 10-15 мин (до толщины ~6 мкм) из сульфаматного электролита состава, г/л: никель сульфаминовокислый четырехводный 330±30, никель хлористый шестиводный 16±2, борная кислота 30±5, натрий лаурилсульфат 0,05±0,01, сахарин 1±0,5, морфолин-боран 0,2±0,1, рН 4,2±0,2, вода остальное.Electrochemical deposition of the Νί-покрытия coating is carried out at a temperature of 25 ± 5 ° C, a cathode current density of 1.5 ± 0.5 A / dm 2 for 15-30 minutes (up to a thickness of ~ 6 μm) from the sulphate electrolyte composition, g / l : Nickel sulphate nickel sulfate 210 ± 30, sixth nickel chloride 30 ± 10, boric acid 30 ± 5, sodium sulfate 60 ± 10, saccharin 1 ± 0.5, morpholine-borane 0.2 ± 0.1, water else or electrochemical precipitation Νί-покрытия coatings are produced at a temperature of 45 ± 5 ° С, a cathode current density of 2.5 ± 0.5 A / dm 2 for 10-15 minutes (up to a thickness of ~ 6 μm) of the sulphamate electrolyte composition, g / l: nickname Eh four-water sulfamic acid 330 ± 30, six-water nickel chloride 16 ± 2, boric acid 30 ± 5, sodium lauryl sulfate 0.05 ± 0.01, saccharin 1 ± 0.5, morpholine-borane 0.2 ± 0.1, pH 4 , 2 ± 0,2, water the rest.
Контактное осаждение тонкой пленки Аи-Со осуществляют при температуре 90±2°С в течение 1-3 мин из раствора состава, г/л: дицианоаурат калия 1,5±0,2; калий лимоннокислый 20±5, лимонная кислотаContact deposition of a thin film of Au-Co is carried out at a temperature of 90 ± 2 ° C for 1-3 minutes from a solution of the composition, g / l: potassium dicyanoaurate 1.5 ± 0.2; potassium citrate 20 ± 5 citric acid
- 2 029374- 2 029374
20±5, кобальт сернокислый 1,5±1, рН 4,5±0,5, вода остальное. Затем финишное покрытие сушат при температуре 40-60°С в течение 10-15 мин. После каждой операции проводится каскадная промывка деталей водопроводной водой в течение 1-3 мин и последующая промывка дистиллированной водой в течение 20-40 с.20 ± 5, cobalt sulphate 1.5 ± 1, pH 4.5 ± 0.5, water the rest. Then the finish coating is dried at a temperature of 40-60 ° C for 10-15 minutes. After each operation, the parts are cascaded and rinsed with tap water for 1-3 minutes and then washed with distilled water for 20-40 seconds.
Технические характеристики функциональных покрытий, полученных при использовании составов растворов № 1-5 приведены в таблице.Technical characteristics of functional coatings obtained using the compositions of solutions No. 1-5 are given in the table.
Состав № 1, г/л: никель сернокислый шестиводный 27, натрий фосфорноватистокислый одноводный 29, молочная кислота 25 мл/л, яблочная кислота 12 мл/л, рН 5,0, вода остальное [2].Composition No. 1, g / l: nickel sulphate hexavodic 27, sodium phosphate single-water 29, lactic acid 25 ml / l, malic acid 12 ml / l, pH 5.0, water the rest [2].
Состав № 2, г/л: дицианоаурат калия 1, натрий лимоннокислый 3-замещенный 25, аммоний хлористый 40, рН 7,0, вода остальное [2].Composition No. 2, g / l: potassium dicyanoaurate 1, sodium citrate 3-substituted 25, ammonium chloride 40, pH 7.0, water the rest [2].
Состав № 3, г/л: никель сернокислый семиводный 210, никель хлористый шестиводный 30, борная кислота 30, натрий сернокислый 60, сахарин 1, морфолин-боран 0,2, рН 4,3, вода остальное - заявляемый состав сульфатного электролита.Composition No. 3, g / l: 70% nickel sulphate, 210 nickel chloride, 30 boric acid, 60 sulphate sodium, 60 saccharin 1, morpholine-borane 0.2, pH 4.3, water the rest is the claimed composition of the sulfate electrolyte.
Состав № 4, г/л: никель сульфаминовокислый четырехводный 330, никель хлористый шестиводный 16, борная кислота 30, натрий лаурилсульфат 0,05, сахарин 1,0, морфолин-боран 0,2, рН 4,2, вода остальное - заявляемый состав сульфаматного электролита.Composition No. 4, g / l: four-water sulfamic acid nickel 330, six-water nickel chloride 16, boric acid 30, sodium lauryl sulfate 0.05, saccharin 1.0, morpholine-borane 0.2, pH 4.2, water the rest - the claimed composition sulfamate electrolyte.
Состав № 5, г/л: дицианоаурат калия 1,5, калий лимоннокислый 3-замещенный 20, лимонная кислота 20, кобальт сернокислый семиводный 1,5, рН 4,5, вода остальное - заявляемый раствор для контактного осаждения тонкой пленки Аи-Со.Composition No. 5, g / l: potassium dicyanoaurate 1.5, potassium citrate 3-substituted 20, citric acid 20, cobalt mineral sulfate 1.5, pH 4.5, water the rest - inventive solution for contact deposition of a thin film of Au-Co .
Микротвердость покрытий оценивали по диагонали отпечатка от вдавливания алмазной пирамидки в покрытие (до толщины ~6 мкм) при нагрузке на индентор 50 г с помощью микротвердометра ПМТ-3.The microhardness of the coatings was evaluated on the diagonal of the imprint from indentation of the diamond pyramid into the coating (up to a thickness of ~ 6 μm) with a load of 50 g on the indenter using a PMT-3 microhardness gage.
Износостойкость покрытий оценивали по удельному весовому износу покрытий (мкг/м) в результате перемещения контртела из закаленной и отпущенной стали У8 по поверхности при нагрузке 1,0 МПа в условиях граничного трения с помощью автоматизированного трибометра АТВП.The wear resistance of the coatings was evaluated by the specific weight wear of the coatings (µg / m) as a result of the displacement of the counterbody made of hardened and tempered steel U8 over the surface under a load of 1.0 MPa under conditions of boundary friction using an automated ATMB tribometer.
Коррозионную стойкость покрытий оценивали на соответствие их требованиям раздела 5 ГОСТ 9.308-85 "Ускоренные коррозионные испытания". Свежеосажденные образцы выдерживали в камере тепла и влаги при повышенных значениях относительной влажности (93±3)% и температуры среды (40±2)°С в течение 240 ч, затем проводили их внешний осмотр на наличие следов коррозионного разрушения, а также на способность к пайке.The corrosion resistance of coatings was assessed for compliance with the requirements of section 5 of GOST 9.308-85 "Accelerated Corrosion Testing". Freshly precipitated samples were kept in a chamber of heat and moisture at elevated values of relative humidity (93 ± 3)% and ambient temperature (40 ± 2) ° C for 240 h, then they were visually examined for signs of corrosion damage, as well as for their ability to soldering.
Переходное электрическое сопротивление (К) определяли по ГОСТ 9.302-88, приложение 9. Измерение К проводили на свежеосажденных покрытиях, после их хранения при комнатной температуре и влажности 50±10% в течение 30 суток, а также после испытаний на термоциклирование (перепад температур от -65 до +70°С) при силе тока 50 мА, нагрузке 50 г.The transient electrical resistance (K) was determined according to GOST 9.302-88, Appendix 9. K was measured on freshly deposited coatings, after they were stored at room temperature and humidity of 50 ± 10% for 30 days, and also after thermal cycling tests (temperature difference from -65 to + 70 ° C) with a current of 50 mA, load 50 g
Способность покрытия к пайке оценивали по методу 402-2 ГОСТ 20.57.406-81 как свежеосажденных, так и после климатических испытаний (камера тепла и влаги, 10 суток). Для испытаний применяли трубчатый припой ПОС-61 и флюс ФКСП, состоящий из 25 мас.% канифоли и 75 мас.% этилового спирта, Пайку покрытий осуществляли как в присутствии, так и в отсутствие флюса. На место соприкосновения паяльника с припоем и выводом детали наносили флюс (или его не наносили), опускали паяльник (температура стержня (340±10)°С) и выдерживали 2-3 с. Остатки флюса, если он использовался, удаляли этиловым спиртом. Качество пайки оценивали при помощи микроскопа с увеличением 40 крат, совмещенного с персональным компьютером. Пайку также оценивали по площади растекания нормированной дозы припоя ПОС-61 и флюса по нанесенному покрытию по отношению к медному покрытию и выражали коэффициентом К.The ability of the coating to be brazed was evaluated by the method 402-2 GOST 20.57.406-81 both freshly precipitated and after climatic tests (heat and moisture chamber, 10 days). POS-61 tubular solder and flux PCF consisting of 25 wt.% Rosin and 75 wt.% Ethanol were used for the tests. The soldering of the coatings was carried out both in the presence and in the absence of flux. At the place of contact of the soldering iron with solder and the output of the part, flux was applied (or it was not applied), the soldering iron was lowered (rod temperature (340 ± 10) ° С) and held for 2-3 s. The residual flux, if used, was removed with ethyl alcohol. The quality of the soldering was evaluated using a microscope with a magnification of 40 times, combined with a personal computer. The soldering was also evaluated by the spreading area of the normalized dose of POS-61 solder and flux on the applied coating with respect to the copper coating and was expressed by the coefficient K.
Для определения устойчивости покрытия к перепаду температур детали с покрытием помещали в специальные камеры \УК-\УТ 1500/70 и выдерживали 3 цикла при температуре -65°С 2 ч и +70°С 2 ч. После термоциклирования проводили внешний осмотр покрытия с помощью лупы с увеличением 2,5-4 крат, а также при помощи микроскопа с увеличением 40 крат, совмещенного с персональным компьютером на наличие следов побежалости и коррозионного разрушения.To determine the resistance of the coating to temperature differences, the coated parts were placed in special chambers \ UK- \ UT 1500/70 and kept for 3 cycles at -65 ° C for 2 hours and + 70 ° C for 2 hours. After the thermal cycling, an external inspection of the coating was performed using loupes with a magnification of 2.5-4 times, as well as using a microscope with a magnification of 40 times, combined with a personal computer for the presence of signs of tampering and corrosion damage.
Примеры конкретного исполнения (составы растворов выбраны из условий средних допустимых значений растворенных в воде компонентов и средних режимов осаждения).Examples of specific performance (the composition of the solutions selected from the conditions of the average permissible values of the components dissolved in water and the average modes of deposition).
Пример 1. Покрытие Νί-Β толщиной ~6 мкм получено методом электрохимического осаждения из раствора состава № 3 при температуре 25°С, катодной плотности тока 1,5 А/дм2, времени осаждения 20 мин. Тонкая пленка Аи-Со толщиной ~15 нм нанесена на покрытие Νί-Β из состава раствора № 5 при температуре 90°С, времени осаждения 1,5 мин. Сушка финишного покрытия произведена струей теплого воздуха при температуре 40-60°С в течение 10-15 мин. Технические параметры двухслойного покрытия Νί-Β с тонкой пленкой Аи-Со представлены в таблице.Example 1. The Νί-Β coating with a thickness of ~ 6 μm was obtained by electrochemical deposition from a solution of composition No. 3 at a temperature of 25 ° C, a cathode current density of 1.5 A / dm 2 , and a deposition time of 20 minutes. A thin film of Au-Co with a thickness of ~ 15 nm was deposited on the Νί-Β coating of the composition of solution No. 5 at a temperature of 90 ° С, the deposition time was 1.5 minutes. Drying of the topcoat produced by a stream of warm air at a temperature of 40-60 ° C for 10-15 minutes. The technical parameters of the two-layer coating Νί-Β with a thin film of Au-Co are presented in the table.
Пример 2. Покрытие Νί-Β толщиной ~6 мкм получено методом электрохимического осаждения из раствора состава № 4 при температуре 45°С, катодной плотности тока 2,5 А/дм2, времени осаждения 12 мин. Тонкая пленка Аи-Со толщиной ~15 нм нанесена на покрытие Νί-Β из состава раствора № 5 при температуре 90°С, времени осаждения 1,5 мин. Сушка финишного покрытия произведена струей теплого воздуха при температуре 40-60°С в течение 10-15 мин. Технические параметры двухслойного покрытияExample 2. The Νί-Β coating with a thickness of ~ 6 μm was obtained by electrochemical deposition from a solution of composition No. 4 at a temperature of 45 ° C, a cathode current density of 2.5 A / dm 2 , and a deposition time of 12 min. A thin film of Au-Co with a thickness of ~ 15 nm was deposited on the Νί-Β coating of the composition of solution No. 5 at a temperature of 90 ° С, the deposition time was 1.5 minutes. Drying of the topcoat produced by a stream of warm air at a temperature of 40-60 ° C for 10-15 minutes. Technical parameters of the two-layer coating
- 3 029374- 3 029374
Νΐ-Β с тонкой пленкой Аи-Со представлены в таблице.Νΐ-Β with a thin film of Au-Co are presented in the table.
Примеры конкретного выполнения и данные таблицы показывают, что применение предлагаемого способа получения двухслойного функционального покрытия Νΐ-Β/Аи-Со позволяет получить твердое, износо- и коррозионностойкое покрытие, с улучшенной способностью к пайке, невысоким и стабильным во времени переходным электрическим сопротивлением как при хранении деталей, так и при их эксплуатации в жестких условиях резкого перепада температур, что обеспечивает надежную и стабильную работу измерительных приборов. Кроме того, заявляемый способ нанесения двухслойных функциональных покрытий является более экономически рентабельным, тонкая пленка золото-кобальт обеспечивает равномерное по цвету и блеску покрытие и защищает его от возможных окислительных процессов в жестких условиях эксплуатации.Examples of specific performance and these tables show that the application of the proposed method of obtaining a two-layer functional coating Νΐ-Β / Аи-Со allows to obtain a hard, wear-resistant and corrosion-resistant coating, with improved soldering ability, low and stable in time transient electrical resistance during storage parts, and during their operation in harsh conditions of rapid temperature changes, which ensures reliable and stable operation of measuring devices. In addition, the claimed method of applying two-layer functional coatings is more cost-effective, a thin film of gold-cobalt provides a uniform color and gloss coating and protects it from possible oxidative processes in harsh environments.
Источники информации.Information sources.
1. УогоЬуоуа Τ.Ν., Ро/пуак 8.К., Кзшзкауа А.А., δνΐπάον У.У. 8Ые Ргоееззез а! Θοίά Сешеп!айоп оп №ске1 апб Соррег//Ме!а1. ИшзЫпд 2002, Уо1., № 1, р. 26-35.1. WogoBowa .Ν., Ro / Puak 8.K., Kzshzkaua A.A., δνπάον W.W. 8th Pros and a! Θοίά Seshep! Aiop op №sk1 apb Sorreg // Me! A1. IshzYpd 2002, Wo1., No. 1, p. 26-35.
2. На1р1п§ Ьт, №п§ Ы, 8Н'у Βι, Эеуи к-ΐ Со1б 1тшег§юп берозйюп оп Г1ес-1го1姧 №ске1 8иЬ§1га1е§//1. Е1ес1госйет. 8ос., 2007, Уо1. 154, № 12, р. Ό662-668 - прототип.2. Na1p1p§ Lt, Np§y, 8N'u Βι, Eeui to-ΐ So1b 1 tsigguy berozyup op Gles-1stoug§§ No.sk1 8yb§1ga1e§§1. E1s1gosyet. 8dos, 2007, Wo1. 154, No. 12, p. Ό662-668 - a prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201700010A EA029374B1 (en) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | Method for producing a two-layer nickel-boron/gold-cobalt functional coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201700010A EA029374B1 (en) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | Method for producing a two-layer nickel-boron/gold-cobalt functional coating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201700010A1 EA201700010A1 (en) | 2018-02-28 |
| EA029374B1 true EA029374B1 (en) | 2018-03-30 |
Family
ID=61244305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201700010A EA029374B1 (en) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | Method for producing a two-layer nickel-boron/gold-cobalt functional coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA029374B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4076598A (en) * | 1976-11-17 | 1978-02-28 | Amp Incorporated | Method, electrolyte and additive for electroplating a cobalt brightened gold alloy |
| JPS6192846A (en) * | 1984-10-12 | 1986-05-10 | 松下電工株式会社 | Inorganic molded shape |
| RU2058437C1 (en) * | 1993-11-15 | 1996-04-20 | Акционерное общество "Минский часовой завод" | Electrolyte for depositing nichel-boron alloy |
-
2016
- 2016-11-24 EA EA201700010A patent/EA029374B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4076598A (en) * | 1976-11-17 | 1978-02-28 | Amp Incorporated | Method, electrolyte and additive for electroplating a cobalt brightened gold alloy |
| JPS6192846A (en) * | 1984-10-12 | 1986-05-10 | 松下電工株式会社 | Inorganic molded shape |
| RU2058437C1 (en) * | 1993-11-15 | 1996-04-20 | Акционерное общество "Минский часовой завод" | Electrolyte for depositing nichel-boron alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201700010A1 (en) | 2018-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104619883B (en) | Surface treatment plating material and its manufacture method and electronic component | |
| CN104379818B (en) | Electronic component-use metal material and its manufacture method, the bonder terminal using it, adapter and electronic unit | |
| CN108790320A (en) | Electronic component-use metal material and its manufacturing method, bonder terminal, connector and electronic unit using it | |
| CN105112960A (en) | Hypophosphite system plating Ni-P alloy electroplating solution and electroplating method | |
| CN104911648A (en) | Cyanide-free acidic matte silver electroplating compositions and methods | |
| EP4083270A1 (en) | Silver-plated material and method for producing same | |
| CN104611740A (en) | Plating solution of hypophosphite system plating Ni-P alloy and electroplating method | |
| US3500537A (en) | Method of making palladium coated electrical contacts | |
| JP6474536B1 (en) | Electrolytic rhodium plating solution | |
| EA029374B1 (en) | Method for producing a two-layer nickel-boron/gold-cobalt functional coating | |
| CN104630849A (en) | Electroplating solution for phosphorous acid system plating of Ni-P alloy and electroplating method | |
| CN111411379A (en) | Low-stress nickel-phosphorus alloy roller for microstructure machining and electroplating process thereof | |
| WO2014148201A1 (en) | Silver-plated material | |
| Hsu et al. | The effect of saccharin addition on the mechanical properties and fracture behavior of electroless Ni–Cu–P deposit on Al | |
| Zhang et al. | A novel electrolyte for the high speed electrodeposition of bright pure tin at elevated temperatures | |
| TWI748657B (en) | Acidic aqueous binary silver-bismuth alloy electroplating compositions and methods | |
| JP2019131873A (en) | Surface-treatment metallic material for burn-in test socket, connector for burn-in test socket using the same, and burn-in test socket | |
| JP2005068445A (en) | Metallic member covered with metal | |
| CN114182315A (en) | Corrosion-resistant combined electroplated layer and electroplating method | |
| Kublanovsky et al. | Electrodeposition and corrosion properties of nanocrystalline Fe-W alloys | |
| Belt et al. | Nickel-Cobalt Alloy Deposits from a Concentrated Sulphamate Electrolyte | |
| JP6421232B1 (en) | Method for forming electrolytic copper zinc alloy plating film | |
| Fadiel | Electroplating Of Ni-Co Alloy In A Sodium Citrate Bath On Brass And Studying Some Effects On The Layer Thickness And Hardness | |
| JP2011208175A (en) | Method for producing plated article, and plated article | |
| JP2002241985A (en) | Nickel - tungsten - phosphorous alloy film and plating solution therefor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG TJ TM |