PL115265B2 - Method of obtaining copper-lead alloys - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 30.09.1982 TWfrcywynakzkn: Jerzy Gala, Antoni Budniok, Piotr Rehlich Uprawniony z pateatatymczasowego: Uniwersytet Slaski, . Katowice (Polska) CZYTELNA? Urzedu Paientoweoc i febkltj |zec7»..„. . j "... i.T Sposób otrzymywania stopów miedz-olów Wynalazek dotyczy otrzymywania stopów miedz-olów w procesie elektrolizy wodnych roztworów, zawierajacych kompleksowe jony tych metali.Znany jest elektrolityczny sposób wspólwydzielania miedzi i olowiu prowadzacy dootrzymania stopów miedz-olów. W tym celu stosuje siejako kapiele galwaniczne roztwory, w których jony miedziowej olowiawe sa kompleksowane przez: cyjanki, fluoroborany, octany, kwas benzenosulfonowy, cytrynian sodowy, kwas winowy, winiany, kwas glukonowy, etylenodwuamine i pirofosforan sodowy.Jest wiec znanych wiele kapieli galwanicznych, z których mozna otrzymac elektrolitycznie stopy miedz-olów, jednak powloki stopowe o najkorzystniejszych wlasciwosciach, ze wzgledu na ich zastosowaniejako przeciwscierne wykladziny lozysk slizgowych, uzyskuje sie z kapieli zawierajacych cyjanki. Znaczna toksycznosc tych kapieli stwarza powazne zagrozenie dla obslugi i srodowiska. W zwiazku z tym obecnie poszukuje sie bezcyjankowych kapieli galwanicznych, pozwalajacych otrzymac dobrej jakosci powloki stopowe miedz-olów, o podobnych walo¬ rach eksploatacyjnych jak stosowane dotad kapiele cyjankowe.Celem wynalazku jest otrzymanie droga elektroniczna, z kapieli bezcyjankowej stopu miedz-olów w postaci zwartych, gladkich ijednorodnych powlok o grubosci powyzej 3 • 10"5m, które moglyby spelniac role przeciwsciernych wykladzin lozysk slizgowych, wynalazek powinien równiez umozliwiac otrzymanie stopu miedz-olów zawierajacego okolo 20% olowiu, który w postaci warstwy o grubosci wiekszej niz 3- 10"4m nalozonej na miedzi, móglby stanowic ligature w procesie wytopu miedzi olowjpwej.Powyzszy cel udalo sie osiagnac dzieki zastosowaniu sposobu wedlug niniejszego wynalazku. Istota sposobu polega na elektrolitycznym wspólwydzielaniu miedzi i olowiu na katodzie z wodnego roztworu zawierajacego etylenodwuamine w ilosci od 0,02 do 2,0M/dm3, a korzystnie od 0,4 do 1,0 M/dm\ winian sodowo-potasowy w ilosci od 0,02 do 1,2 M/dm\ a korzystnie od 0,2 do 0,6 M/dm\ octan miedziowy od 0,01 do 0,6 M/dm3, a korzystnie od 0,1 do 0,4 M/dm3 oraz octan olowiawy od 0,01 do 0,6M/dm3, a korzystnieod 0,1 do 0,4M/dm3. Ponadto roztwór ten zawiera wodorotlenek sodowy dodawany w ilosci pozwalajacej otrzymac pH w zakresie od 13,0 do 13,5. Jezeli roztwórten wykorzysta siejako kapiel galwanicznato stosujac w procesie elektrolizy katodowa gestosc pradu od 100 do 400 (A-m"2), temperature od 298 do 313K mieszanie kapieli poprzez barbotaz sprezonym powietrzem lub ruch obrotowy katody, to na katodzie, otrzymuje siejednorodne i gladkie powloki stopowe miedz-olów zawierajace od 5do 90% olowiu. W procesie osadzania stosuje sie anody miedziane, olowiane lub kombinowane miedziano-olowiane. Barwa, polysk i morfologia powierzchni powlok zalezy od zawartosci olowiu i grubosci warstwy stopu. Powloki zawierajace2 115265 od 5 do 20% olowiu sa do grubosci 3 • 10"5m gladkie,pomaranczowe lub zólte blyszczace. Natomiast powloki stopowe o zawartosci olowiu ponad 20% sa matowe, czarne i posiadaja bardzo rozwinieta powierzchnie.Nizej podany przyklad ilustruje sposób wedlug wynalazku.Przy k lad: kapiel galwaniczna do otrzymywania stopów miedz-olów sporzadza sie przez zmieszanie dwóch przygotowanych uprzednio roztworów I, II, dodanie wodorotlenku sodowego w ilosci pozwalajacej osiagnac wartosc PH w zakresie od 13,0 do 13,5 oraz uzupelnienie woda do objetosci ldm .Roztwór I sporzadza sie rozpuszczajac w 0,3dm3 wody okreslona ilosc octanu miedziowego, dodajac nastepnie porcjami odmierzona objetosc etylenodwuaminy.Roztwór II przygotowuje sie rozpuszczajac w 0,4dm3 wody okreslone ilosci octanu olowiawego i winianu sodowo-potasowego, dodajac równoczesnie porcjami wodorotlenek sodowy w takiej ilosci aby pH roztworu utrzymac powyzej wartosci 12,5.Tablica 1 przedstawia przykladowe sklady chemiczne kilku kapieli galwanicznych oznaczonych symbo¬ lami A, B, C, D, natomiast tablica 2 przedstawia warunki prowadzenia procesu elektrolizy i charakterystyke powlok stopowych miedz-olów otrzymanych z tych kapieli.Tablica 1 Tablica 2 Rodzaj substancji Octan miedziowy Cu(CHjCOO)2H20 Octan olowiawy Pb(CHsCOO)2-3H20 Winian sodowo-potasowy KNaC4H40«-4H20 Etylenodwuamina C3N2H.Stezenie substancji w kapieli (mol/dm1) A 0.24 0,26 0.297 0.97 B 0,20 0,20 0,30 0,40 C 0,28 0,29 0,20 1,02 D 0,10 0,30 0,30 0,40 Sklad kapieli PH Katodowa gestosc pradu (A-nT1) Koncentracja objetosciowa pradu (A-m"3) Temperatura (K) Szybkosc obrotu katody (W-i"1) Natezenie przeplywu powietrza (m5-s-1) Anody Zawartosc olowiu w stopie (% Szybkosc osadzania powloki (m-lO^H") A 13,4 400 553 303 -..-<*«» 8,33-10"5 Cu 10,1 53 B 13,3 300 415 298 16,75 ^_ Cu 27,4 43 C 13.3 300 415 298 — ¦¦ 8,33 10"5 Cu 42,7 47 D 13,3 200 276 298 16,75 8,33-10~5 Pb ' 84,8 48 Wydajnosc procesu (%) 95,2 94,0 92,3 90,1115 265 3 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Sposób otrzymywania stopów miedz-olów na drodze elektrolitycznego wspólwydzielania miedzi i olowiu z kapieli galwanicznej, znamienny tym, ze stosuje sie kapiel galwaniczna zawierajaca etylenodwua- mine w ilosci od 0,02do 0,2 M/dm\ a korzystnie od 0,4 do 1,0 M/dm \ winian sodowo-potasowy w ilosci od 0,02 do 1,2 M/dm3, a korzystnie od 0,2do 0,6M/dm3, octan miedziowy od 0,01 do 0,6M/dm3, a korzystnie od 0,1 do 0,4M/dm\ octan olowiawy od 0,01 do 0,6M/dm\ a korzystnie od 0,1 do 0,4M/dm3 oraz wodorotlenek sodowy w ilosci potrzebnej do utrzymania pH roztworu w zakresie od 13,0 do 13,5. PL