PL159266B1

PL159266B1 - Bath for electrolytically depositing gold alloy coaings containing ferrous metals

Info

Publication number: PL159266B1
Application number: PL27534488A
Authority: PL
Inventors: Jan Socha; Anna Walega; Bronislaw Inglot
Original assignee: Inst Mech Precyz
Priority date: 1988-10-18
Filing date: 1988-10-18
Publication date: 1992-12-31
Also published as: PL275344A1

Abstract

stopowych zlota z metalami grupy zelaza, stano- wiaca wodny roztwór cajanozlocinu metalu alkali- cznego lub amonowego lub ich mieszaniny w ilosci w przeliczeniu na zloto od 1 g /l do 20 g /l, rozpu- szczalnych soli zelaza, niklu lub kobaltu w ilosci w przeliczeniu na czysty metal od 0,01 g /l do 5 g /l i mieszaniny soli metali alkalicznych i/lub amono- wych dwóch hydroksykwasów o stosunku ilosci tych dwóch hydroksykwasów od 1:0,5 do 1:6, z których co najmniej jeden zawiera trzy lub wiecej grup wodorotlenowych w ilosci od 40 g /l do 320 g /l, znamienna tym, ze kapiel zawiera miesza- nine dwóch zwiazków organicznych z których jeden zawarty w ilosci od 1 g /l do 20 g /l jest pochodna pirydyny o wzorze 1 lub 2 lub 3 lub mieszanina zwiazków o wzorach 1 ,2 i 3, w których R1 oznacza -SO3H a R2 oznacza -COOH lub -SO3H a drugi zawarty w ilosci od 0,001 g /l do 0,5 g /l stanowi kwas izopropylonaftalenosulfonowy, dwu- izonaftalenosulfonian metalu alkalicznego lub dwu- izopropylonaftalenosulfonian metalu alkalicznego lub mieszaniny tych zwiazków. (1 9 ) PL ( 1 1 ) 159266 wzór 1 w zó r 2 w zór 3 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kąpiel do galwanicznego wytwarzania powłok stopowych złota z metalami grupy żelaza. Kąpiel służy do wytwarzania powłok stopowych złota z żelazem, kobaltem lub niklem. Kąpiel ma głównie zastosowanie w przemyśle elektronicznym. Kąpiel jest słabokwaśna.

Nowoczesne, wysokowydajne automaty galwanizerskie do ciągłego i selektywnego pokrywania elementów stykowych wymagają użycia kąpieli szybkosprawnych, umożliwiających osadzanie powłok z dużą szybkością, poprzez stosowanie wysokich katodowych gęstości prądu wynoszących 20-50 A/dm². W tego typu automatach niemożliwe jest stosowanie znanych kąpieli, gdyż charakteryzują się one niskimi szybkościami osadzania. Przy pomocy znanych kąpieli, powłoki wysokiej jakości otrzymuje się tylko przy niskich katodowych gęstościach prądu.

Znane są z polskich opisów patentowych nr 64990, nr 39 111, nr 145 791 do wytwarzania stopowych powłok złota z metalami grupy żelaza.

Najbardziej zbliżona znana kąpiel, z opisu patentowego PRL nr 149456, stanowi wodny roztwór cyjanozłocinu metalu alkalicznego lub amonowego w ilości, w przeliczeniu na złoto od 5 do 16 g/1 i związku niklu lub kobaltu w postaci soli hydroksykwasu w ilości, w przeliczeniu na Ni lub Co około 1 g/1 i zawiera ponadto mieszaninę soli metali alkalicznych lub soli amonowych dwóch hydroksykwasów, z których co najmniej jeden zawiera trzy lub więcej grup wodorotlenowych a wzajemny stosunek molowy tych soli wynosi od 1:0,5 do 1:6.

Znane kąpiele umożliwiają nakładanie powłok złotych dobrej jakości przy niskich gęstościach prądu z małymi szybkościami osadzania nie przekraczającymi Ιμιη/min.

Próby zwiększenia szybkości osadzania w znanych kąpielach przez podwyższenie katodowej gęstości prądu powodują wytwarzanie powłok matowych lub przypałowych.

Według wynalazku opracowano słabokwaśną kąpiel do wytwarzania twardych, błyszczących i plastycznych powłok stopowych złota z metalami grupy żelaza z dużą szybkością osadzania wynoszącą do około 20μιη/πύη. Własności powłok osadzanych w tej kąpieli spełniają wymagania stawiane przez przemysł elektroniczny.

Kąpiel do galwanicznego wytwarzania połok stopowych złota z metalami grupy żelaza, stanowiąca wodny roztwór cyjanozłocinu metalu alkalicznego lub amonowego lub ich mieszaniny w ilości w przeliczeniu na złoto od 1 g/1 do 20 g/1, rozpuszczalnych soli żelaza, niklu lub kobaltu w ilości w przeliczeniu na czysty metal od 0,01 g/1 do 5 g/1 i mieszaniny soli metali alkalicznych i/lub amonowych dwóch hydroksykwasów o stosunku ilości tych dwóch hydroksykwasów od 1:0,5 do

159 266

1:6, z których co najmniej jeden zawiera trzy lub więcej grup wodorotlenowych w ilości od 40 g/1 do 320 g/1 według istoty wynalazku charakteryzuje się tym, że w kąpieli zawarta jest mieszanina dwóch związków organicznych, z których jeden zawarty w ilości od 1 g/1 do 20 g/1 jest pochodną pirydyny o wzorze 1 lub 2 lub 3 lub mieszaniną związków o wzorze 1,2 i 3, w których Ri oznacza - SO3H a R2 oznacza - COOH lub -SO3H a drugi zawarty w ilości od 0,01 g/l do 0,5 g/l stanowi kwas izopropylonaftalenosulfonowy lub dwuizonaftalenosulfonian metalu alkalicznego lub dwuizopropylonaftalenosulfonian metalu alkalicznego lub mieszaniny tych związków.

Okazało się, że w kąpieli według wynalazku wytwarza się powłoki stopowe twarde i błyszczące. Kąpiel według wynalazku umożliwia nie tylko stosowanie wysokich katodowych gęstości prądu, ale przyczynia się do wytwarzania powłok o dużej plastyczności. Wysoka plastyczność powłok wytwarzanych w opracowanej kąpieli umożliwia formowanie styków, gdyż własności powłok są podobne do własności powłok wcześniej pokrywanych stopową powłoką złotą z metalami grupy żelaza przy szybkościach nie przekraczających l μπι/πύη.

W kąpieli według wynalazku są osadzane twarde błyszczące i plastyczne powłoki stopowe złota z metalem grupy żelaza z dużą szybkością przy pH od 3 do 5,5 w temperaturze od 18 do 65°C i przy katodowej gęstości prądu od 1 do 50 A/dm².

Kąpiel według wynalazku umożliwia prowadzenie w sposób ciągły procesu złocenia w nowoczesnych, wysokowydajnych automatach galwanizerskich o dużej przepustowości. Również wysoka twardość i duża plastyczność osadzanych powłok kwalifikuje je do zastosowania w przemyśle elektronicznym z możliwością odpowiedniego formowania po procesie złocenia.

W kąpieli według wynalazku uzyskuje się bardzo wysoką szybkość osadzania powłok złotych wynoszącą do około 20μm/min przy katodowej gęstości prądu do 50 A/dm². Uzyskuje się przy tym powłoki błyszczące, twarde i o dużej plastyczności.

Sposób według wynalazku pokazano w przykładach wykonania.

Przykład I. Sporządzono kąpiel zawierającą 12g/1 złota w postaci cyjanozłocinu potasowego, 50 mg/l żelaza w postaci cytrynianowego związku kompleksowego, 40 g/1 kwasu trójhydroksyglutarowego, 120 g/1 cytrynianu potasowego i ogrzewano do 40°C. Następnie dodano mieszaninę związków organicznych zawierającą 0,005 g/1 dwuizopropylonaftalenosulfonianu sodowego i 4 g/1 kwasu pirydyno-2 sulfono-3-karboksylowego. Proces złocenia prowadzono w laboratoryjnym urządzeniu do selektywnego osadzania metali metodą natrysku bezpośredniego. Temperatura kąpieli wynosiła 55°C, pH 4,4, katodowa gęstość prądu 25 A/dm². Osadzono stopową powłokę złota z żelazem z szybkością osadzania 9,6pm/min, której twardość wynosiła 178 HV.

Przykład II. Sporządzono kąpiel zawierającą 12 g/1 złota w postaci cyjanozłocinu potasowego, 50 mg/l żelaza w postaci siarczanu amonowo-żelazowego, 30 g/1 kwasu czterohydroksyadypinowego, 100 g/1 cytrynianu potasowego i ogrzewano do 40°C. Następnie dodano mieszaninę związków organicznych zawierającą 0,01 g/1 dwuizonaftalenosulfonianu sodowego i 5 g/1 kwasu pirydyno-2-sulfonowego.

Proces złocenia prowadzono w laboratoryjnym urządzeniu do sdektywnego osadzania metali metodą natrysku bezpośredniego. Temperatura kąpieli wynosiła 60°C, pH 4,3 a katodowa gęstość prądu 50 A/dm². Osadzono stopową powłokę złota z żelazem z szybkością osadzania 1^,i^5^i^//min, której twardość wynosiła 170 HV.

Przykład III. Sporządzono kąpiel zawierającą 10 g/1 złota w postaci cyjanozłocinu potasowego, 0,5 g/1 niklu w postaci siarczanu, 100g/1 cytrynianu potasu, 34g/1 glukonianu sodu, 0,005 g/1 dwuizopropylonaftalenosulfonianu sodowego i 4,5 g/1 kwasu pirydync^-sulfono wego. Proces osadzania powłok stopowych z domieszką niklu prowadzono w temperaturze 50°C przy pH = 4,2 i katodowej gęstości prądu 40 A/dm². Powłokę stopową złota z niklem osadzono z szybkością 13,6pm/min. Uzyskano powłokę błyszczącą, plastyczną i o twardości 170HV.

Przykład IV. Sporządzono kąpiel o składzie: 12 g/1 złota w postaci cyjanozłocinu potasowego, 0,75 g/1 kobaltu w postaci soli kwasu jabłkowego, 120 g/1 soli sodowej kwasu czterohydroksyadypinowego, 50 g/1 kwasu jabłkowego, 0,002 g/1 dwuizonaftalenosulfonianu sodowego i 6 g/1 kwasu pirydyno^-sulfonowego. Proces osadzania powłok stopowych złota z kobaltem prowadzono w temperaturze 50°C przy pH — 4,4 i katodowej gęstości prądu 30 A/dm². Szybkość osadzania powłok wynosiła ^^^um^min. Otrzymano powłoki błyszczące, plastyczne i o twardości 174 HV.

/\	,/^R1	A	/\	/^R2
V		\A	V	X^ri
wzór 1		wzór 2	wzór 3

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Kąpiel do galwanicznego wytwarzania powłok stopowych złota z metalami grupy żelaza, stanowiąca wodny roztwór cajanozłocinu metalu alkalicznego lub amonowego lub ich mieszaniny w ilości w przeliczeniu na złoto od 1 g/1 do 20 g/I, rozpuszczalnych soli żelaza, niklu lub kobaltu w ilości w przeliczeniu na czysty metal od 0,01 g/1 do 5 g/1 i mieszaniny soli metali alkalicznych i/lub amonowych dwóch hydroksykwasów o stosunku ilości tych dwóch hydroksykwasów od 10,5 do 1:6, z których co najmniej jeden zawiera trzy lub więcej grup wodorotlenowych w ilości od 40 g/1 do 320 g/1, znamienna tym, że kąpiel zawiera mieszaninę dwóch związków organicznych z których jeden zawarty w ilości od 1 g/1 do 20 g/1 jest pochodną pirydyny o wzorze 1 lub 2 lub 3 lub mieszaniną związków o wzorach 1, 2 i 3, w których Ri oznacza -SO3H a R2 oznacza -COOH lub -SO3H a drugi zawarty w ilości od 0,001 g/1 do 0,5 g/1 stanowi kwas izopropylonaftalenosulfonowy, dwuizonaftalenosulfonian metalu alkalicznego lub dwuizopropylonaftalenosulfonian metalu alkalicznego lub mieszaniny tych związków.