Гальванопластика в промышленности - Казначей Б.Я.
Скачать (прямая ссылка):
электролит водой (чтобы снизить содержание медного купороса) и добавляют серную кислоту. При этом способе работы теряется значительное количество цветного металла (меди) и резко увеличивается расход серной кислоты.
Второй способ состоит в том, что часть медных анодов заменяют нерастворимыми анодами — свинцовыми, в виде отдельно висящих пластин или контактных полос в анодных мешках.
В соответствии с данными анализа электролита периодически увеличивают или уменьшают площадь работающих нерастворимых анодов и таким образом поддерживают постоянный состав электролита. Этот способ корректировки проверен в производственных условиях Апрелевского завода граммофонных пластинок М. Г. Цвигун и О. В. Семенчук. При таком способе работы резко сокращается расход медного купороса и серной кислоты. Но роль свинцовых анодов этим не исчерпывается. Свинцовые аноды имеют значение и для качества осаждаемого металла. Так' Л. Г. Богачева (Всесоюзный научно-исследовательский институт звукозаписи) установила, что сульфированный нафталин, введенный в качестве добавки в электролит для наращивания меди, в процессе электролиза окисляется. Одним из промежуточных продуктов окисления сульфированного нафталина является фталевая кислота, которая резко ухудшает качество осажденной меди. Устранить вредное влияние фталевой кислоты можно усилением окислительных процессов. Так как окисление фталевой кислоты на медных электродах протекает очень медленно, то для ускорения окисления необходимо вести электролиз на анодах из свинца, на которых окисление фталевой кислоты происходит значительно быстрее. Способ корректировки состава электролита путем использования наряду с медными небольшого количества нерастворимых свинцовых анодов наиболее рационален.
Как известно, рассеивающая способность сернокислых электролитов много ниже соответствующих цианистых. В гальванопластике часто приходится наращивать формы сложного профиля; при этом большое значение имеет равномерность •толщины наращиваемого металла. Для повышения равномерности распределения наращиваемого слоя металла по поверхности изделия применяют следующие приемы: 1) анодам придают форму, близкую к конфигурации катода, 2) увеличивают расстояние между анодом и катодом, 3), применяют дополнительные аноды, которые вводят в углубления и внутрь цилиндрических форм, 4) применяют экраны из проводящего материала в виде тонких медных проволок, расположенных на некотором расстоянии от острых краев граней и выступов форм,
5) для плоских изделий создают непроводящие экраны (эбонитовые, гуммированные), защищающие края изделия от излишнего наращивания и связанных с этим потерь металла.
105
Экран можно готовить из листов пластмассы, не реагирующей с электролитом, и завешивать их на изолированных подвесках снизу и с боков формы для устранения влияния объема электролита. Для экранирования и облегчения отделения осад-
Р не. 13. Схема установки с вращающимся катодом для наращивания толстых слоев, меди:
1 ~ ванна; 2 — вращающийся катод; 5 —фильтр; 4 — насос; 5 — редуктор; 6 — анодная коробка; 7 — перегородка для поддержания постоянного уровня электролита
ка по окончании наращивания рекомендуется поверхность электролита заливать парафином, а на дно ванны помещать непроводящий слой жидкости с более высоким удельным весом, например четыреххлористый углерод.
Для повышения производительности наращивания в последнее время все шире внедряются установки с вращающи-Ю6
Р и с. 14. Внешний вид установки с вращающимся катодом для наращивания толстых слоез меди:
1 — ванна; 2 — редуктор; 3 — фильтр; 4 — насос; 5 — счетчик амперчасов; 6 — регистр и р vioiuufi тер мом етр
107
мися катодами, дающими возможность в несколько раз повысить, плотность тока и, следовательно, скорость наращивания, а также улучшить равномерность распределения металла по поверхности формы и структуру металла.
На рис. 13 и 14 приведена схема и изображен внешний вид установки с вращающимся катодом. Следует отметить, что одного вращения катода недостаточно для получения высококачественного осадка, так как без дополнительного перемешивания сжатым воздухом или направленной струей электролита получаются осадки, имеющие рельеф (рис. 15), обусловленный движением электролита.
Р и с. 15. Осадок меди, полученный при вращении катода без дополнительного перемешивания электролита (в натуре 0 = 300 мм)
Структура и твердость осажденной меди могут значительно меняться в зависимости от состава электролита и условии электролиза. На рис. 16 показана микроструктура меди с различной твердостью.
В особо неблагоприятных условиях медь образует древовидные наросты, так называемые дендриты, достигающие иногда огромных размеров. Дендрит, изображенный на рис. 3 7, вырос на стенке ванны. Лес дендритов, показанный на рис. 18, вырос на катоде в сильно загрязненном электролите.
108
*Шай*Р
д
Рис !6. Микроструктура гальванически осажденной меди. Шлифы даны в направлении силовых линий. /Разница в структуре обусловливает разницу в твердости;
а — тверд ость по Зринеллю 70 кг/м м -: б — выше 100 кг/мм2
