RU2709913C1

RU2709913C1 - Method of applying galvanic coatings on complex-profile parts

Info

Publication number: RU2709913C1
Application number: RU2019114658A
Authority: RU
Inventors: Тамара Евгеньевна Скосырева; Максим Андреевич Кузнецов; Владимир Сергеевич Холод; Ольга Дмитриевна Гришина; Марина Михайловна Липина
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун"
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2019-12-23

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to electroplating and can be used for application of metal coatings on parts of complex shape with large number of blind holes of small diameter. Method involves chemical nickel plating of parts, chemical activation, electrochemical copper coating in pyrophosphate electrolyte, electrochemical silvering, washing in water submerged method before electrochemical coppering, wherein washing is carried out in a solution containing water and 100 g/l of K₄P₂O₇, at pH 8–9, and electrochemical coppering is carried out at density of cathode current of 0.7 A/dm²,at temperature of electrolyte 40 °C and its mixing with compressed air, wherein copper pyrophosphate electrolyte contains, g/l: CuSO₄⋅5H₂O 60–90; K₄P₂O₇ 300–330.

EFFECT: invention improves the quality of the copper coating by improving electrolyte properties, particularly the electrolyte scattering and coating ability, as well as improved washing conditions after activation of the nickel coating.

1 cl

Description

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения металлических покрытий на детали сложного профиля с большим количеством глухих отверстий небольшого диаметра.The invention relates to the field of electroplating and can be used for applying metal coatings to parts of complex profile with a large number of blind holes of small diameter.

Известен способ нанесения многослойного покрытия никель-медь-серебро на стальные детали, включающий химическое никелирование, химическое активирование, электрохимическое меднение в пирофосфатном электролите, электрохимическое серебрение (ГОСТ 9.305-84).A known method of applying a multilayer coating of Nickel-copper-silver on steel parts, including chemical nickel plating, chemical activation, electrochemical copper plating in a pyrophosphate electrolyte, electrochemical silvering (GOST 9.305-84).

Недостатком такого способа является то, что при нанесении покрытий на детали сложного профиля с большим количеством глухих отверстий небольшого диаметра промывка в воде погружным способом перед гальваническим меднением малоэффективна, а увеличение времени промывки нежелательно, так как при этом происходит пассивирование никелевого покрытия, сцепление с медным покрытием нарушается. Активирующий раствор, полностью не удаленный из глухих отверстий при промывке перед меднением, вызывает дефекты медного покрытия в виде подтеков.The disadvantage of this method is that when coating parts of complex profiles with a large number of blind holes of small diameter, rinsing in water by immersion before galvanic copper plating is ineffective, and increasing the washing time is undesirable, as this results in passivation of the nickel coating and adhesion to the copper coating broken. The activating solution, not completely removed from the blind holes during washing before copper plating, causes defects in the copper coating in the form of smudges.

Настоящее изобретение направлено на создание такого способа нанесения гальванических покрытий на сложнопрофильные детали, в котором преодолевались бы недостатки уровня техники.The present invention is directed to the creation of such a method of applying electroplated coatings to complex parts, which would overcome the disadvantages of the prior art.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является повышение качества медного покрытия за счет улучшения свойств электролита, в частности рассеивающей и кроющей способности электролита, а также за счет улучшения условий промывки после активирования никелевого покрытия.The technical result achieved by using the invention is to improve the quality of the copper coating by improving the properties of the electrolyte, in particular the dissipation and hiding power of the electrolyte, as well as by improving the washing conditions after activation of the nickel coating.

Поставленная задача решается тем, что способ включает химическое никелирование деталей, химическое активирование, электрохимическое меднение в пирофосфатном электролите, электрохимическое серебрение, промывку в воде погружным способом перед электрохимическим меднением, причем промывку деталей проводят в растворе, содержащем воду и 100 г/л K₄Р₂О₇ при рН 8-9, а электрохимическое меднение проводят при плотности катодного тока 0,7 А/дм²,температуре электролита 40°С и его перемешивании сжатым воздухом, при этом пирофосфатный электролит меднения содержит, г/л:The problem is solved in that the method includes chemical nickel plating of parts, chemical activation, electrochemical copper plating in a pyrophosphate electrolyte, electrochemical silvering, washing in water by immersion before electrochemical copper plating, and washing of parts is carried out in a solution containing water and 100 g / l K₄R₂ABOUT₇ at pH 8-9, and electrochemical copper plating is carried out at a cathode current density of 0.7 A / dm²,the temperature of the electrolyte is 40 ° C and its mixing with compressed air, while the pyrophosphate copper plating electrolyte contains, g / l:

CuSO₄⋅5Н₂O 60-90 г/лCuSO ₄ ⋅5Н ₂ O 60-90 g / l

K₄Р₂О₇ 300-330 г/лK ₄ P ₂ O ₇ 300-330 g / l

Описание изобретенияDescription of the invention

Деталь имеет сложную форму и множество глухих резьбовых отверстий, что мешает качественной промывке после операций подготовки перед меднением и приводит к образованию дефектов на медном покрытии в виде подтеков около резьбовых отверстий. Было установлено, что данный дефект вызван наличием остатков соляной кислоты в резьбовых отверстиях после операции травления.The part has a complex shape and many blind threaded holes, which interferes with high-quality washing after preparation operations before copper plating and leads to the formation of defects on the copper coating in the form of smudges near the threaded holes. It was found that this defect is caused by the presence of hydrochloric acid residues in the threaded holes after the etching operation.

Для устранения дефекта в технологическом процессе операцию промывки в воде совместили с нейтрализацией кислоты и проводили в водном растворе следующего состава:To eliminate the defect in the technological process, the washing operation in water was combined with the neutralization of the acid and carried out in an aqueous solution of the following composition:

K₄Р₂О₇ - 100 г/л,K ₄ P ₂ O ₇ - 100 g / l,

рН - 8-9.pH is 8-9.

В процессе сборки, перед проведением пайки деталь, например, корпус с серебряным покрытием, подвергается нагреву на специальной плите при температуре 170°С в течение 30 минут. Это приводит к окислению серебряного покрытия и, как следствие, к ухудшению внешнего вида и паяемости.During assembly, before brazing, a part, for example, a case with a silver coating, is heated on a special plate at a temperature of 170 ° C for 30 minutes. This leads to oxidation of the silver coating and, as a result, to a deterioration in appearance and solderability.

Для защиты серебряного покрытия от окисления в процессе нагрева введена операция пассивации в растворе следующего состава:To protect the silver coating from oxidation during heating, the operation of passivation in a solution of the following composition was introduced:

TARNIBAN-2000 конц. - 125 мл/л,TARNIBAN-2000 conc. - 125 ml / l

t - 50°,t - 50 °

рН - 6-10,pH 6-10

Время - 2 мин.Time - 2 minutes.

TARNIBAN-2000 формирует тонкую прозрачную пленку на поверхности серебра, которая обеспечивает защиту от коррозии. Защитная пленка не оказывает пагубного эффекта на проводимость серебряного покрытия. К тому же способность к пайке остается на том же уровне. Технология является экологичной, поскольку раствор TARNIBAN-2000 не содержит в своем составе соединений хрома.TARNIBAN-2000 forms a thin transparent film on the surface of silver, which provides protection against corrosion. The protective film does not adversely affect the conductivity of the silver coating. In addition, the ability to solder remains at the same level. The technology is environmentally friendly because the TARNIBAN-2000 solution does not contain chromium compounds.

Стадия электрохимического обезжиривания после термообработки никелевого покрытия, полученного химическим способом, помимо удаления загрязнений еще и упрощает активирование поверхности перед меднением.The step of electrochemical degreasing after heat treatment of a nickel coating obtained by a chemical method, in addition to removing contaminants, also simplifies surface activation before copper plating.

Стадия нейтрализующей промывки исключает появление дефектов медного покрытия в виде подтеков около глухих отверстий, возникающих в результате неполного удаления активирующего раствора. Применение в качестве нейтрализующего агента пирофосфата калия не приводит к загрязнению электролита меднения посторонними веществами.The stage of neutralizing washing eliminates the appearance of defects in the copper coating in the form of smudges near blind holes resulting from incomplete removal of the activating solution. The use of potassium pyrophosphate as a neutralizing agent does not lead to contamination of the copper plating electrolyte with foreign substances.

Активация медного покрытия перед электрохимическим серебрением предотвращает возможное отслоение серебряного покрытия. Снижение концентрации серной кислоты значительно увеличивает время активирования медного покрытия. Увеличение концентрации серной кислоты более 200 г/л значительно усложняет последующую промывку сложнопрофильных деталей, активирующий раствор отмывается не полностью.The activation of the copper coating before electrochemical silvering prevents the possible detachment of the silver coating. Reducing the concentration of sulfuric acid significantly increases the activation time of the copper coating. An increase in the concentration of sulfuric acid over 200 g / l significantly complicates the subsequent washing of complex parts, the activating solution is not completely washed.

Предлагаемый способ по настоящему изобретению обеспечивает нанесение покрытия никель-медь-серебро высокого качества на стальные детали сложного профиля с большим количеством глухих отверстий.The proposed method of the present invention provides for the coating of high-quality nickel-copper-silver on steel parts of a complex profile with a large number of blind holes.

Claims

1. The method of applying electroplating to complex parts, including chemical nickel plating of parts, chemical activation, electrochemical copper plating in pyrophosphate electrolyte, electrochemical silvering, washing in water by immersion before electrochemical copper plating, characterized in that the parts are washed in a solution containing water and 100 g / l K₄R₂ABOUT₇, at pH 8-9, and electrochemical copper plating is carried out at a cathode current density of 0.7 A / dm²,the temperature of the electrolyte is 40 ° C and its mixing with compressed air, while the pyrophosphate copper plating electrolyte contains, g / l:

CuSO ₄ ⋅5Н ₂ O 60-90 g / l,

K ₄ P ₂ O ₇ 300-330 g / l.

2. The method according to p. 1, characterized in that the silver coating is passivated in a solution of TARNIBAN-2000 125 ml / l at a temperature of 50 ° C, pH 6-10, for 2 minutes