Гальванопластика в промышленности - Казначей Б.Я.
Скачать (прямая ссылка):
Никель средний 230—260 21 6860
Никель твердый 350—475 6 10500
Для улучшения механических свойств изделия в гальванопластике часто применяют многослойное наращивание; при этом чередуют осаждаемые слои металла, создавая, таким образом, необходимое сочетание свойств металла.
Наращивание меди
Сернокислые медные электролиты, получившие широкое применение в гальванопластике, отличаются высокой концентрацией сернокислой меди и серной кислоты и работают при высоких плотностях тока.
В табл. 15 приводятся типичные составы электролита и режимы работы для наращивания толстых слоев меди.
Таблица 16
Состав электролитов для гальванэпластического наращивания толстых
слоев меди
Название химикатов и р’жпм работы Номера электролитов
1 2 3
Медь сернокислая (CuS04 • 5Н20),
г/л 240—260 200 200
Кислота серная (H2S04), г/л . . . 60—70 50 30
Антрацен сульфированный, г/л . . 0,2 — _
Режим работы:
Плотность тока, а/дм2 4—10 2-5 1—3
Температура, °С 37—39 25-38 18—20
Перемешивание . . Сжатым воз- Сжатым воз- Отсутствует
духом, на- духом, на-
правленным правленным
- на катод, на катод,
100—110 100 по
л/МИН л/мин
Фильтрация Постоянная Постоянная
или перио- или перио- Периодиче-
дическая дическая ская
102
«ЙЯ®
Второй и третий электролит применяются в тех случаях, когда нет необходимости в интенсификации процесса.
Продолжительность осаждения меди подсчитывают по формуле:
60000 • а ¦ d
где: т — время осаждения в минутах; а — толщина слоя в мм;
Ду—плотность тока в а/дмг; d — плотность осаждаемого металла в г/см3 (для меди-8,95);
С — электрохимический эквивалент осаждаемого металла в r/а-час (для меди 1,186); п — выход металла по току в процентах (для меди 100).
Если подставить значения постоянных коэффициентов, то формула примет следующий вид:
4527 • а
т -
где 4527
Ли
60000 -8,95 1,J 86 • 100 '
Продолжительность осалодения, подсчитанная по\гриведен-пой формуле, показана в табл. 16.
Таблица 16
Продолжительность осаждения меди (т) из кислых электролитов
(в минутах)
Толщина слоя меди. (а) мм Плотность тока (Дь), а/дм2
1 2 3 4 5 6 7 8 9
0,001 4,5 2,25 1,5 1,12 0,9 0,75 0,64 0,56 0,5
0,0 02 9,0 4,5 3,0 2,25 1,8 1,50 1,29 1,13 1,0
0,003 13,5 6,75 4,5 3,37 2,7 2,25 1,93 1,69 1,5
0,004 18,0 9,0 6,0 4,5 3,6 3,0 2,57 2,25 2,0
0,005 22,5 11,25 7,5 5,62 4,5 3,75 3,21 2,8! 2,5
0.0С6 27,0 13,5 9,0 6,75 5,4 4,5 3,86 3,38 3,0
0,007 31,5 15,75 10,5 7,87 6,3 5,25 4,5 3,94 3,5
0,008 36,0 18,0 12,0 9,00 7,2 6,0 5,14 4,5 4,0
0.009 40,5 20,25 13,5 10,12 8,1 6,75 5,79 5,07 4,5
103
Таблицей можно пользоваться и в том случае, когда нужно рассчитать время осаждения металла для более толстого покрытия и при (большей плотности тока. Если, например, требуется определить, за какое время осаждается слой меди толщиной 0,8 мм при плотности тока в 10 а/дм2, то, пользуясь таблицей, можно установить, что слой в 0,8 мм при 1 а/дм2 вырастет за 3600 минут, а при 10 а/дм2 — за 360 минут.
В качестве добавок, улучшающих структуру меди и ее механические свойства, применяются этиловый спирт и сульфированный нафталин (рекомендуются дисульфокислоты нафталина 2—6 и 2—7, трисульфокислота нафталина и собственно сульфированный нафталин — продукт, в котором могут быть в _смеси моно-, ди-, три- и тетрасульфокислоты нафталина). Кроме того, рекомендуются такие продукты, как моно-этаноламин, триэтаноламин, декстрин, клей, желатин, сульфитные щелоки и т. п.
Накапливание органических соединений в медном электролите способно вызвать хрупкость осаждаемого слоя, которая связана с включением этих соединений в электролитический осадок. Хрупкость может быть вызвана не только специально введенными добавками, но и продуктами экстракции из гуммированной оболочки ванны (в случае новой резиновой оболочки или продолжительного стояния электролита в ванне без работы) и из материала форм.
Хрупкость отложения можно устранить либо путем окисления накопившихся органических соединений (осуществляемого введением в электролит перманганата калия с последующей фильтрацией электролита), либо путем обработки электролита активированным углем.
Внешними показателями полноты очистки электролита является изменение его цвета — от темнозеленого до обычного сине-голубого цвета растворов медного купороса.
В случаях, когда после введения добавки резко возрастает твердость отложения и появляется коробление наращиваемого металла, обычно бывает достаточно прогреть электролит до температуры 60—70°. Следует отметить, что влияние органических добавок вообще резко снижается при повышении температуры, поэтому верхний предел температуры электролита выбран в 39—40°. Часто перегрев на 1—2° уже ведет к снижению твердости осадка за счет десорбции добавки.
Если при работе с кислыми медными электролитами используют только медные аноды, то содержание медного купороса в электролите в процессе электролиза непрерывно растет, а содержание серной кислоты падает.
Поддерживать постоянное соотношение медного купороса и серной кислоты в электролите можно двумя путями. Первый способ состоит в том, что через определенные промежутки времени отливают некоторое количество электролита, разбавляют !04
