SU1303632A1

SU1303632A1 - Электролит меднени стали

Info

Publication number: SU1303632A1
Application number: SU843816865A
Authority: SU
Inventors: Лев Иванович Антропов; Маргарита Ивановна Донченко; Татьяна Ивановна Мотронюк; Зоя Васильевна Соловей; Николай Юрьевич Михацкий
Original assignee: Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1984-11-27
Filing date: 1984-11-27
Publication date: 1987-04-15

Abstract

Изобретение относитс к гальваностегии , в частности к нанесению медных покрытий на сталь из кислых электролитов , и может использоватьс в радиотехнической, электронной, машиностроительной и приборостроительной отрасл х промьшшенности. Цель изобретени - повышение прочности сцеплени медного покрыти со стальной основой . Электролит содержит, г/л: азотнокислую медь 180-500; внутреннюю соль трифенилметановых соединений формулы R2 где R,4 галоид (С1 или Вг) или Н 0,05-0,15; соль бромноватой или йодноватой кислоты 0,2-1,0; соль кислородсодержащей кислоты металла, выбираемого из группы, включающей ванадий хром, молибден, вольфрам и марганец 0,01-0,8; моногидрат 1,5-диметш1-2- фенил-4-(метил-натрийметш1енсульфо- нат-амино)-шфазолон-3 0,02-0,08. Увеличение прочности сцеплени медного покрыти со стальной основой достигаетс введением в электролит органической добавки - моногидрата 1,5- диметил-2-фенил-4-(метил-натриймети- ленсульфонат-амино)-пиразолон-3 и соли бромноватой и йодноватой кислот в сочетании с солью кислородсодержащей кислоты металла, выбираемого из группы , включакщей ванадий, хром, молибден , вольфрам и марганец, в высшей степени его окислени . 2 табл. о 8 СЛ С

Description

10

102

101

10

105

104

144

0,23

66,2

137

0,41

69,2

Примечание. + Отслаивание есть,

- Отслаивани нет.

Готов т электролит следующим образом .

Требуемое количество азотнокислой соли меди раствор ют в воде. Навески солей ввод т непосредственно в раст- вор, куда при необходимости добавл ют азотную кислоту. Добавки соли трифе- нилметанового соединени и производного пиразолона раствор ют в отдельны порци х электролита, которые ввод т затем в общий объем раствора.

Рабоча плотность тока 10-70 А/дм температура 18-35 С. Подогрев и перемешивание не требуютс . Выход меди по току 97-100%, скорость осаждени 2,2-15,5 мкм/мин в зависимости от плотности тока. В качестве металла - подложки используетс сталь марки

Продолжение табл.2

08 КП.

Во всем диапазоне рабочих плотностей тока осаждаютс светло-розовые мелкокристаллические гладкие, матовые одноточнные медные покрыти . При необходимости увеличени анодной плотности тока в электролит можно добавить 2-5 г/л азотной кислоты.

Качество сце:сшени медного покрыти со стальной основой определ ют методом решетчатого надреза, методом многократных перегибов образца на 180 и нагревом.до 200 С в течение двух часов с последующим .охлаждением водой. Качество покрыти и сцеплени медного покрыти со стальной основой в месте излома контролируетс при помощи микроскопа МБС-9.

Рассеивающа способность электролитов (PC) измер етс в чейке Филда при соотношении межэлектродных рассто ний К-2 и рассчитываетс по формуле:

PC

К + М - 1

100%,

to

15

20

где М - отношение привесов ближнего и дальнего катодов.

Корректировку по окислител м следует проводить через 120-140 А ч/л, а по производному пиразолона через 240-260 А ч/л. Электролит работает стабильно (с корректировкой) в течение полугода (3000 А ч/л). Анодный меди по току (ВТ) измер ют весовым методом с применением медного кулонометра. Величина ВТ колеблетс в пределах 100-103%.

Кислотность электролитов измер етс с помощью иономера универсального ЭВ-74. В растворах, содержащих 500, 150, 180 г/л Си(КОз)2- , рН соот- 25 ветственно равен 1,85-1,90; 2,5-2,7; 2,9-3,0. Значение рН устойчиво и не требует корректировки. Пористость покрытий измер етс методом наложени фильтровальной бумаги, смоченной раствором следующего состава, г/л; калий железосинеродистый 10; натрий хлористый 20.

Площадь поверхности образца 7,5 см Поры при толщине покрыти 20 мкм после 20 мин выдержки раствора не обнаруживаетс .

Микрошероховатость поверхности измер етс на профилографе - профило- метре типа Калибро и определ етс величиной R - средним отклонением от горизонтали, выраженном в мкм. Значение R рассчитываетс как средчаетс в пассивации стали и предо вращении ее растворени в электрол те меднени . Необходимость исполь вани смесей обусловлена тем что кроме основного действи окислител оказывают и побочное действие. Хр маты наилучшим образом подавл ют контактное растворение стали, но дополнительного введени других д вок усиливают пористость покрыти Броматы наиболее положительно вли на качество покрытий, но не обесп вают (без введени других добавок достаточно прочного сцеплени пок ти с основой при жестких услови испытаний.

Производные пиразолона ввод т электролит дл усилени пассирующ действи окислителей. Производное пиразолона вл етс эффективным и битором коррозии стали в нитратны растворах. Поэтому в момент погруж ни стали в электролит меднени д бавка -производного пиразолона тор зит растворение стали и тем самым облегчает переход ее в пассивное то ние, вызываемый окислител ми. этом добавка не оказывает отрицат ного вли ни на внешний вид и сво 30 ва ме;1ных поквытий.

Во всех испытани х медных покр полученных из предлагаемого элект лита, отслаивани покрытий от ст ной основы не наблюдалось при исполь эг вании всех перечисленных методов пытани адгезии покрыти . Осадки ди, полученные из предлагаемого эл ролита, характеризуютс низкими в ренними напр жени ми 0,5-1,5 кГ/мм 40 Микротвердость покрыти находитс пределах 120-140 кГ/мм ,

Claims

Предлагаемый электролит может б использован дл скоростного медне стальных изделий средней сложност 45 также дл осаждени подсло при п чении двухслойных покрытий. Формула изобретени

Электролит меднени стали, сод жащий азотнокислую медь, внутренню

нее арифметическое из 7-10 измерений. Наименьшую шероховатость имеет осадки , полученные из растворов 5 и 4. Максимальна толщина осадков составл ет 100 мкм.

Компактность покрыти оцениваетс

по его плотности, рассчитанной по. из- Q соль трифенилмётановых соединений меренным величинам привеса меди и . общей формулы толщины покрыти . Дл всех растворов плотность медного покрыти составл ет 8,9-9,0 г/см что соответствует табличным значени м металлургической меди.

Функциональное назначение солей кислородсодержаш 1Х кислот св зано с их окислительными свойствами и заклю55

o

5

0

5

чаетс в пассивации стали и предотвращении ее растворени в электролите меднени . Необходимость использовани смесей обусловлена тем что кроме основного действи окислител оказывают и побочное действие. Хро- маты наилучшим образом подавл ют контактное растворение стали, но без дополнительного введени других добавок усиливают пористость покрыти . Броматы наиболее положительно вли ют на качество покрытий, но не обеспечивают (без введени других добавок) достаточно прочного сцеплени покрыти с основой при жестких услови х испытаний.

Производные пиразолона ввод т в электролит дл усилени пассирующего действи окислителей. Производное пиразолона вл етс эффективным ингибитором коррозии стали в нитратных растворах. Поэтому в момент погружени стали в электролит меднени добавка -производного пиразолона тормозит растворение стали и тем самым облегчает переход ее в пассивное состо ние , вызываемый окислител ми. При этом добавка не оказывает отрицательного вли ни на внешний вид и свойст- 0 ва ме;1ных поквытий.

Во всех испытани х медных покрытий, полученных из предлагаемого электролита , отслаивани покрытий от стальной основы не наблюдалось при использо- эг вании всех перечисленных методов испытани адгезии покрыти . Осадки меди , полученные из предлагаемого электролита , характеризуютс низкими внутренними напр жени ми 0,5-1,5 кГ/мм. 0 Микротвердость покрыти находитс в пределах 120-140 кГ/мм ,

Предлагаемый электролит может быть использован дл скоростного меднени стальных изделий средней сложности,а 45 также дл осаждени подсло при получении двухслойных покрытий. Формула изобретени

Электролит меднени стали, содержащий азотнокислую медь, внутреннюю

Q соль трифенилмётановых соединений общей формулы

Q .

55

где Rf. галорщ (Cl или Br) или Н и органическую добавку, отличающийс тем, что, с целью повьше- ни прочности сцеплени медного покрыти со стальной основой, он допол- нительно содержит соль бромноватой или йодноватой кислот и соль кислородсодержащей кислоты металла, выбираемого из группы, включающей ванадий хром, молибден, вольфрам и марганец в высшей степени его окислени , а в качестве органической добавки - моногидрат 1,5-димeтил-2-фeнил-4-(мeтил- нaтpиймeтилeнcyльфoнaт-aминo)-пиpaзo- лoн-3 следующей структурной формулы:

-с

C-ISI

/

X

сн

TSfvxCO CeHs

CH20S02 Na-H iO i 20

Редактор С. Лисина Заказ 1280/30

Составитель В. Белоглазов

Техред В.Кадар Корректор А. Ильин

Тираж 613Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб.,д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

ри следующем соотношении компоненов , г/л:

Азотнокисла медь (трехводна ) 180,00-500,00 Внутрен соль три- фенилметановых соединений0 ,05-0,15 Соль бромноватой или йодноватой

кислот0,20-1,00

Соль кислородсодержащей кислоты металла , выбираемого из группы,включающей ванадий, хром, молибден,вольфрам и марганец в высшей степени его окислени 0,10-0,80 Моногидрат 1,5-ди- метил-2-фенил-4- (метил-натрий-мети- ленсульфонат-амино)- пиразолон-3 0,02-0,08.