Способ электроосаждения сплава медь-никель

(51)5 РИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К 1(71) Ленинградское конструкторское бюротехнологического оснащения(72) О, М. Качурина, А, П. Втюрин иС. В. Петряев(56) Вячеславов В, В. Электролитическоеосаждение сплавов. - Л: Машиностроение,1977, с, 23.Бондарь В. В, Итоги науки и техники,Электрохимия. ВИНИТИ, 1980, т, 16. с. 96,Там же, с. 144. СПЛАВОВ (57) Испо ювелирна изобретен иэ пирофо жении на частотой 5 и соотнош ка к велич Известный сплав содержит 30-50/ ме- Мди, твердость его близка к твердостй никелевых осадков, Плотные компактныепокрытия получаются при частотах не вышеф0,1 - 1 Гц. Осадков большой толщины получить не удается вследствие роста внутренних напряжений.Наиболее близким по технической сущ- Мности к предлагаемому является способ, за-ОЗключающийся в том, что покрытия Щмедь - никель получаютиз пирофосфатного ( )электролита с использованием импульсного (ртока частотой 10 Гц при Окср=Окпост=2 . рскважность импульсов 1,1.; 1,5; 3,6; 10,- Известныйспособ позволяет получитьосадки с микротвердостью 192-291 кг/мм.,фОднако гальванических осадков толщи- фной более 50 мкм известным способом получить не удается: вследствиевнутреннихнапряжений, вызывающих растрескивание"осадка,Целью изобретения является повыше-ние толщинй осадка,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ Изобретение относится к гальванопластике, в частности к изготовлению иэделийиз сплавов медь-никель, применяемых вмедицине, часовой и ювелирной промышленности.Известны способы электролитическогополучения покрытий сплава медь - никель,заключающийся в том, что процесс ведут изпирофосфатного электролита постояннымтоком плотностью 1,5 - 2 А/дм,2При использовании известных сйособов осаждаются качественные покрытиятолщиной до 20 мкм. Однако более толстыеосадки получить не удается вследствиебольших внутренних напряженйй и растрескивания осадка.Известен также способ осаждениясплавов медь-никель из сульфатных"электролитов, включающий использование импульсного тока амплитууой 50 - 700 А/дм,гдлительйостью 10 2 - 10 с, частотой следо вания импульсов 0,2 - 2 с,2СО Б ЭЛ ЕКТРО О СА)КДЕ Н И Л МЕДЬ-НИКЕЛЬльзование: медицина, часовая и я промышленности. Сущность ия; способ включает осаждение сфатного электролита при налопостоянный ток импульсного тока 0-100 кГу, длительностью 2-5 мкс ении амплитуды импульсного тоине постоянного (2-10):1. 1 табл,Указаннэя цель достигается тем, что согласно способу электроосаждения сплавов медь - никель, включающему осаждение из пирофосфатного электролита при наложении импульсного тока, импульсный ток накладывают на постоянный при частоте 50-100 Гц, длительности импульсов 2 - 5 мкс и соотношении амплитуды импульсного тока к величине постоянного тока (2-10):1.На фиг. 1 изображена схема подключения источников питэния в электродам; на фиг, 2 - зпюра тока на катоде.Схема включает электролитическую ванну 1, источник 2 постоянного тока, источник 3 импульсного тока, анод 4, катод 5, развязывающие диодь 1 6 и 7, служащие для исключения влияния источников постоянного и импульсного тока друг нэ друга,Импульсный ток формируют специальным генератором импульсного тока с регулированием частоты следования импульсов от 1 до 200 кГц и длительностью от 1 до 100 мкс.Катодный так формируют постоянным 2 и импульсным 3 источниками тока.П р и м е р 1, Электроосаждение сплава медь-никель осуществляют на медную подложку, предварительно обработанную в течение 5 мин в растворе следующего состава бихромат калил 200-250 г/л; кислота серная 9-11 мл/л для обеспечения отделения осадка от подлокки,Электроосакдение сплава медь - никель проводят иэ пирофосфатного электролита следующего состава, г/л; пирофосфат меди 50; пирофосфат никеля 25; пирофосфат калил 70, рН 8,5, 1=50 С.Электроосаждейие осуществляют с медным анодом, в условиях постоянного тока при Рк=2 Аlдм . Получают осадок сплава2медь - никель толщиноймкм, при дальнейшем нзращивании происходит растрескивание осадка. Содержание никеля в осадке 67 О,П р и и е р 2. Электроосакдение сплава медь-никель осуществляют на никелевую подложку, предварительно обработанную в течение 10 мин в растворе, следующего состава: натрия бихромат 20 г/л, серная кислота 10 мл/л для обеспечения отделения осадка от подложки,Для получения сравнительных данных из электролита состава, укаэанного.в примере 1, осуществляют электроосаждение сплава медь-никель, применяя только импульсный ток, без постоянной составляющей, При этом резко падает выход по току и 5 10 15 20 25 30 35 40 составляет 50-60 оь. Осадок характеризовался неоднородностью, слоистостью, толщинэ осадка без растрескивзния не превышала 20 мкм,П р и м е р 3, Из электролита состава, указанного в примере 1; осуществляют электроосаждение сплава медь-никель с применением импульсного тока, Для этого на постоянный ток величиной Р=2 А/дм наг кладывают импульсы с амплитудой 10 А/дм . В ходе эксперимента определяют зависимость толщины и качества осадка от длительности и частоты импульса,Результаты испытаний представлены в твблице,Выход йо току составляет 90 - 95;. При толщине; большей 10 мкм, осадки беспористые.Как следует из таблицы, при длительности импульсов менее 2 мкс осадок неоднороден по составу с низким содерканием никеля.При длительности импульсов более 10 мкс в осадках резко возрастают внутренние напряжения вследствие увеличения содержания напряженной меди, осадки хрупкие, толщины не более 30 мкм.При частоте импульсов менее 50 кГц качество осадков не соответствует предьявляемым требованиям.При частоте импульсов более 200 кГц резко падает достоверность результатов вследствие изменения рабочего диапазона длительностей импульсов тока, Результаты нестабильны. Толщина осадков имеет большой разброс. Работать в этом режиме технологически нецелесообразно,Таким образом, как следует из примеров, получение осадков сплава медь - никель толщиной до 50 мкм обеспечивается лишь при наложении на постоянную составляющую импульсов тока с длительностью импульсов от 2 до 5 мкс и частотой их следования от 50 до 100 кГц, что обьясняется, вероятно, формированием в этих условиях ненапряженной структуры осадка ф о Р мул а и зоб рете ни я Способ электроосаждения сплава медь-никель, включающий осаждение из пирофосфатного электролите при наложении импульсного тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения толщины осадка, импульсный ток накладывают на постоянный при частоте 50-100 кГц, длительности импульсов 2-5 мкс и соотношении ампулитуды импульсного тока к величине постоянного тока (2-10):1,1756384 Толщина осадков, мкм ееьвваееаьааавааваеаввеававева аваев аееывевавв ааааеаы ее аваева Опыт . Частота Длительность им Ми крота ердостькг/ммэ Внешний вид, цвет Концентрацияникеля,импуль" сов,кгц пульсов мксааевюеююаааааее ввеиаавеаевавваааа е а ьв ва аее а ь аь е ье ь 25 ендриты, красный500 Мелкозернистый,компактный, золотистый еньше 130 170 180 210 510, То же500 Мелкозерн., серебристый "90 30 Серый растрескивание осадка .1 63 . еньше 2 170 ,5 0,5 450 Дендриты, красный 13 14 510 Мелкозернистый. золотистый, компактный 3 190 9 5 200 13 10 " .. 20 15 15 16 500 То же, серебристый490 У 517 18Рыхлый,. серый е350 , Дендриты, красный490 Мелкоэери компактный,золотистый 1 66 2 150 19 20 3 170 518 О 1015 То же, серебр,500500е 11юв 100 1 . 7 2 150 2 80 " 4 200 3 75;6 3 О 5 в:.:9 5010ею Дендриты, красный11 Растрескиваниев 15 ьваввавееееавваюаеаееаавааааеаававвааееевааюаавввававееааааевааеееаавееаеееаеаааеваееаваева П р и, м е ч а н и е,осадок по составу неоднороден.Неустэнэвливаемый режим,юСоставитель Н. СкопинцеваТекред М.Моргентал Корректор . Н; Келемеш Редактор Н, Рогулич Заказ 3064 . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113 О 35, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 1 2 4 5 6 9 1 О 11 12 21 22 23 24 Т 26 27 28 29 30 2 3 5 10 15 351015 1 657080110 Меньше 0,5в 1111,53 5У,5157 300 35 О 300 280 50 30 Крупнокристаллические дендриты.То же1111Растрескивание