Поиск

Реклама


Щелочные не цианистые электролиты
Этот вид электролитов призван заменить токсичные электролиты безвредными или, в крайнем случае, менее токсичными, но равноценной замены пока не предложено. К электролитам, наиболее полно заменяющим цианистые, следует отнести железистосинеродистый электролит, составленный на основе железистосинеродистого калия и сегнетовой соли. Для него рекомендуются следующий состав (г/л) и режим эксплуатации:
 
Медь (в пересчете на металл)....................................................  20—25

Железистосинеродистый калий  K4Fe(CN)3Н2O      .   .                   180—220

Сегнетова соль КNаС4Н4О6    ..................................................      90—110

Едкое кали КОН      ..................................................................    8—10

Рабочая температура, °С..........................................................     50—60

Плотность тока DK, А/дм2      ....................................................... 1,5—2

Выход по току ήк,  %.................................................................... 50—-60

При составлении электролита отдельно осаждают соль Шевреля (см. стр. 13), а затем к декантированному осадку соли приливают 50%-ный раствор железистосинеродистого калия, подщелачивая полученную массу 10%-ным раствором едкого калия до рН 11При этом едкий калий вводят в указанную массу в количестве 30 г/л и кипятят все вместе 3,5 - 4 ч. Коричневый осадок, состоящий из Fe (OH)3, анализируют на отсутствие меди и удаляют из ванны фильтрованием, а в раствор вводят сегнетову соль как депассиватор медных анодов. После этого электролит заливают водой до рабочего уровня и приступают к работе. Несмотря на высокую рассеивающую способность электролита, широкому его применению мешает некоторое количество цианистых комплексных солей, образующихся во время эксплуатации электролита, а также высокая стоимость сегнетовой соли.

Следующим электролитом, получившим производственное применение, является пирофосфатный электролит, для которого предложено несколько составов. Наиболее известный состав (г/л) и режим работы его приведены ниже:

Медный купорос CuSO4 5H2O....................................................   30—50

Натрий пирофосфорнокислый Na4P2O7 10H2O .........................   120—180

 кислый фосфорнокислый Na2HPO412Н.2О ..............................     70—100

Рабочая температура, °С...........................................................    20—30

Величина рН      ...........................................................................7,5—8,9

Плотность тока DK,  А/дм2     ....................................................... 0,3—0,4

Выход по току  т]к, %.................................................................  75—80

Аноды — медные. Их поверхность должна в 2—3 раза превышать площадь загружаемых деталей. Скорость осаждения меди из этого электролита весьма мала и составляет 3 - 4 мкм/ч. Механическое перемешивание электролита позволяет повысить рабочую плотность тока до 1 А/дм2. При наложении ультразвуковых колебаний с частотой 20 -  25 кГц и с интенсивностью 200—250 Вт/дм2 плотность тока можно довести до 4 А/дм2, но пассивирования анодов и ном случае можно избежать лишь за счет реверсирования тока.

При составлении электролита каждый из его компонентой растворяют отдельно в горячей воде и затем сливают вместе в рабочую ванну с доведением водой до заданного уровня. Готовый электролит имеет темно - синий цвет и содержит комплексные ионы двухвалентной меди. Рассеивающая способность его существенно ниже, чем у цианистых электролитов. Кроме того, при меднении стальных деталей их следует завешивать под током во избежание выпадения контактной меди. Для удовлетворительной работы с этим электролитом весьма важно поддерживать величину рН строго в заданных пределах. Корректирование рН производится разбавлением растворами каустической соды или ортофосфорной кислоты. При этом следует учитывать, что величина рН, большая 8,9, приводит к пассивированию анодов с образованием на них рыхлого осадка, а на медном покрытии появляются продольные полосы и коричневый налет. С другой стороны, падение рН ниже 7 ведет к выделению контактной меди на поверхности детали независимо от завешивания их под током.
К частым дефектам относятся шероховатость покрытия, вызываемая накоплением ионов двухвалентного железа, а также частичным восстановлением меди до одновалентной. Для устранения этого дефекта железо осаждают щелочью, а медь окисляют до двухвалентной введением 3%-ного раствора перекиси водорода.

Слой меди, полученный из пирофосфатного электролита, имеет слабое сцепление со сталью, и для повышения его прочности необходимо давать «толчок» тока, т. е. на 30 – 60 с повышать в начальный период плотность тока, что улучшает сцепления, но приводит к неизбежной шероховатости покрытий. Другой путь повышения прочности сцепления заключается в предварительном меднении стальных деталей в специальном пирофосфатном электролите, для которого рекомендуется следующий состав (г/л) и режим покрытия:

Медный купорос CuSO4 5Н2О...........................                                   1,0—2,0

Пирофосфорнокислый калий Na4P2O7 10Н2О                                        80 - 120

Рабочая температура, °С    .................................                               18 - 50

Плотность тока Dк, А/дм2      ..............................                                1 - 3

Выдержка, мин.....................................................                              0,5 – 2

После предварительной «затяжки» медью детали без промывки в воде переносят в пирофосфатный электролит с приведенным выше составом и меднят до заданной толщины.

Аммиакатные электролиты, получившие широкое применение в процессах цинкования и кадмирования, разработаны и для меднения. Для этой цели предложен следующий состав (г/л) и режим меднения:

Медь хлорная CuCL2 2H2O                                                                     35 – 50

Аммоний хлористый NH4CL                                                                    260 - 300

Аммиак 25%-ный NH4OH                                                                       150 – 200

Аммоний щавелевокислый (COONH4)2                                                     10 – 30

Рабочая температура,°С                                                                        15 – 25

Плотность тока Dk А/дм2                                                                       1,3 – 2,5

Величина рН                                                                                         8,6 – 9,0

Составление электролита производится по аналогии с другими аммиакатными электролитами.
Из нецианистых электролитов на основе комплексных солей следует отметить электролиты из дегидратированных фосфатов натрия, так называемых полифосфатов. К этой группе относятся: триполифосфат и гексаметафосфат натрия. Оба эти препарата выпускаются нашей промышленностью в больших количествах, применяются для смягчения воды, питающей котельные установки, а также как синтетические моющие вещества, имеют весьма низкую стоимость и с этой стороны весьма перспективны как заменители пирофосфорнокислого натрия в фосфорных электролитах меднения.
Триполифосфат натрия Na5P3O10 представляет собой белый порошок, растворимый в воде. Его молекулярная масса 368. Электролит на основе триполифосфата имеет следующий состав (г/л) и режим меднения:

Медный купорос CuSO4 5H2O................................................          50—60

Триполифосфат натрия Nar5P:3O]0.......................................       .  220—250

Рабочая температура, °С.........................................................       18—60

Величина рН.............................................................................      7,0

Плотность тока DK,  А/дм-      ....................................................     0,1—4

Выход по току ήк,   %................................................................      85—95

Гексаметафосфат натрия Na6(PO3)6 выпускается промышленностью в виде белого порошка из мелких стекловидных чешуек. Молекулярная масса его 612. Для электролита на основе гексаметафосфата натрия предложен [4] следующий состав (г/л) и режим меднения:

Медный купорос CuSO4 5H2O................................................           50—6O

Гексаметафосфат натрия Na6(PO:3)6     ...................................        350—450

Каустическая сода NaOH до рН      ........................................          7,0

Рабочая температура, °С    ......................................................      18—60

Плотность тока Dк, А/дм2      .....................................................    0,1—3

Выход по току ήк, %.................................................................      80—90

Оба электролита весьма сходны по условиям составления и эксплуатации, оба допускают завешивание стальных деталей без тока и в оба в качестве добавки для улучшения качества покрытия следует вводить трилон Б в количестве 1—3 г/л либо 15 г/л сегнетовой соли. Возможны и другие добавки, например сернокислый никель, желатина и др.

Кроме указанных электролитов некоторые предприятия используют аммиачный электролит со следующим составом (г/л) и режимом работы:

Медный купорос CuSo4 5H2O....................................................        75 – 85

Сернокислый аммоний (NH4)2SO4                                                     75 – 85

натрий  Na2SO4 10H2O                                                                     30 – 40

никель NiSO4 7H2O                                                                          10 – 20

Аммиак водный 25% - ный                                                                170 – 180

Рабочая температура, ° С                                                                 15 - 20

Плотность тока Dk, A/дм'2      .....................................................     1,2 - 2

Выход по току ήк, %.....................................................................    85 - 95

Величина pH      ..........................................................................    9,5 - 10

Производственное применение получили и щавелевокислые электролиты меднения. Так, для одного из них предлагается следующий состав (г/л) и режим работы:

Медный купорос CuSO4 5H2O..................................................             80 - 90

Щавелевокислый аммонии (COONH4)2....................................              200-250

Рабочая температура, °С............................................................         60—80

Плотность тока Dk,  А/дм2      ....................................................          5—7

Величина рH      ..........................................................................          8

При некотором изменении состава электролит используется в барабанных ваннах.