Способ меднения углеродистых сталей

(раствор содер 30, тринатрийф тель ДВ1,воримый 20) пр плотности тока 3 мин, на анодУО ГОСТ 1435- и толщиной ектрохимически мз: натр едкий обезжириваат натрия растатуре 60 С,з стали х 20 мм ивают э жит, г/ осфат 1 сиди и темпе 5 А/дм е 1 мина котоде 2) промыва воде (60"70 С холодной прот 0,5 мин в горячей проточн в течение 1 мин, в нои воде в течение ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИПРИ ГКНТ СССР(21) 4425381/27-021(22) 16.05,8846) 30.12.90, Бюл. й 4871) Симферопольский Филиал Центрального проектно-конструкторского и нологического бюро Главсантехпро (72) Г.А.Бубнова, Г,Ф,Кострова и Л.Д.Пекарский(53) 621.357.7:669.38 (088.8) (56) АВторское свидетельство СССР М 1113429, кл. С 25 0 3/38, 1 У 84.Авторское свидетельство СССР М 945253, кл. С 25 Р 3/38, 1980. (54) СПОСОБ МЕДНЕНИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к гальваностегии, в частности к меднению углеродистых сталей, может быть использовано для нанесения защитно-декоративных гальванических покрытий. Целью является подавл .ние контактного обмена, повышение адгезии, снижение внутренних напряжений и пористости осадка. Изделие из углеродистых сталей предварительно электрохимически Изобретение относится к химии, а именно к гальваностегии, в частности к меднению углеродистых сталей в сер нокислцх электролитах, и может быть использовано для нанесения защитно- декоративных гальванических покрытий в машиностроении, приборостроении, автомобильной промышленности и т.п.Целью изобретения является подавление контактного обмена, повышение адгезии, снижение внутренних напря" жений и пористости осадка.Способ осуществляют следующим образом: 2 ооезжиривают в щелочном растворе, промывают, а затем активируют электрохимически на аноде при плотности тока 0,05-0,15 А/дм 2 в течение 6- 30 с в растворе, содержащем серную кислоту, гетероциклический третичный амин и серосодержащее аминьсоединение при следующем соотношении компонентов, г/дмз: серная кислота 200- 300; гетероциклический третичный амин 0,001-0,1; серосодержащее аминосоединение 0,5-1,0, Причем, гетероциклический третичный амин выбран из группы, включающей 2,7-диамино,6- диметил-Ы-(этил)-акридиний хлористый,3,6-тетраэтилдиаминохлорид флуорана, этиловый эфир 2,7-диметил,6-диэтил Ж аминохлорид Флуорана, динатриевую соль диоксифлуорана, а серосодержа" щее аминосоединение вцбрано из группы, включающей И,Б-диэтилдитиокар-. бамин, Н,Б -дифенилтиокарбонилид,три- ф фторацетилтиомочевину, И,И -дй(метоксиметил) тиомочевину. 3 табл.10 20 3) анодно обрабатывают в течение 20 с при плотности тока 0,11 А/дм 2и цеховой температуре в растворе , состава, г/дмз:5Кислота серная 2803,6-Тетраэтилдиаминохлоридфлуорана 0,08Я,Б-Дифенилтиокарбонилид 0,9;1) покрывают в сернокислом электролите блестящего меднения состава, г/дмэМедь (11) сернокислая155-водная 210Кислота серная 60Натрий хлористый 0,07Блескообразующаядобавка ЬС5Катодная плотность тока й А/дм 2, скорость осаждения 2 мкм/ч, обработку проводят при перемешивании и непрерывной фильтрации электролита.Результаты испытаний приведены в табл. 1-3.Как видно из результатов испытаний если в растворе активации количество компонентов берется менее установленного предела, происходит уменьшение прочности сцепления вследствие недостаточной адсорбции добавок на поверхности стали, если более установленного предела, то поверхность детали становится запассивированной настолько, что получить прочносцепленное с основой медное покрытие затруднительно.Активация деталей на аноде в течение менее 6 с приводит к снижению степени блеска, получению беспорис 40 того осадка только при толщинах 81 О мкм и уменьшению прочности сцепления, что связано с недостаточной адсорбцией добавок на поверхностидетали за это время.Если активация ведется более 30 с, происходит растравливание основы, чтоприводит к снижению прочности сцепления и повышению пористости.Активация при плотности тока ме 50нее 0,05 А/дмф не дает возможностиполучить прочносцепленные, блестящие,беспористые в толщинах 3-5 мкм покрытия в связи с недостаточной адсорбцией добавок на поверхности стали.Если плотность тока больше0,15 А/дмф, то происходит изменениеповерхностной структуры материалаосновы, что приводит к снижению степени блеска осадка и прочности сцепления покрытия с основой.Сцепление медного покрытия с основой из углеродистой стали определяли по методу Е.Олларда,Пористость оценивали методом. наложения Фильтровальной бумаги поГОСТ 9,302-9.Блеск покрытия определяли по Фотоблескомеру ФБпо отношению кмедному зеркалу с шероховатостьюВ. = 0,1 мкм.Применение предлагаемого способапо сравнению с прототипом позволяетсэкономить дефицитный и дорогостоящий пирофосфат калия за счет заменыпирофосфатного электролита медненияна сернокислый, причем при этом достигаются более высокие техникоэкономические показатели. Повышаетсяблеск покрытия, так как возникаетдополнительное выравнивание за счетадсорбции добавок из раствора предварительной анодной активации деталей перед меднением. За счет болееплотной структуры медного катодногоосадка, Формируемой при совместномвоздействии гетероциклического третичного амина и серосодержащего аминосоединения, получают беспористоепокрытие при толщине 3-5 мкм, Повышается прочность сцепления за счетподавления контактного обмена в сернокислых электролитах меднения ингибированием поверхности углеродистыхсталей гетероциклическим третичнымамином и серосодержащим аминосоединением в растворе анодной обработки,Формула и зобретения Серная кислотаГетероциклическийтретичный амин 200-3000,001-0,1 1, Способ меднения углеродистых сталей, включающий активацию и меднение в сернокислом электролите, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью подавления контактного обме-на, повышения адгезии, снижения внутренних напряжений и пористости осадка, активацию проводят анодной обработкой непосредственно перед меднением при плотности тока О, 05-0, 15 А/дм 2 в течение 6-30 с в растворе, содержащем, г/л;6эфир 2,7-диметил,6-диэтиламинохлорид флуорана.3. Способ по и.1, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что серосодержащее аминосоединение вь(бранс из группы, включающей И,Н-диэтилдитиокарбамин, М,ИВ-дифенилтиокарбонилид, трифторацетилтиомочевину, Я,(1 -ди(метоксиметил)тиомочевину. 1617061 Серосодержащееаминосоединение 0,5"1,02. Способ по п.1, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что гетероциклический третичный амин выбран из группы,вклю"5 чающей 2,7-диамино,6-диметил"М- -(этил)-акридиний хлористый 3,6-тетраэтилдиаминохлорид флуорана, динатриевую соль диоксифлуорана, этиловый Таблица Результаты испытаний предлокенного и известного способов Технологические характе" Предлокенный способристики Известный способ1 56. 8 9о 80 200 220 240 260 280 300 400 00 0,06 0,0005 0,08 0,001 0,1 0,02 0,04 0,12 0,8 04 0,5 09 0,6 1,0 0,7 0,05 0,07 0,1 0,09 О 4 О,5 0,2 0,03 60 60 20 О 25 30 У 12 У 12 УВ УВ УВ У 7 А УО У 9 У 1 21060О 07 2 О600,07 210 21060 60 0,07 О 07 0,35 ноль/днт 210600,07 2 О60 0,07 210600,07 2 О600,07 597 3110 103 3120 5 ь 10 0,6 Беспо- ристое Бес по- ристоее Беспо- ристое Беспс- ристое Беспз- ристое Беспо- ристое 13-7 Внутренние напрямениякг/снз 46-5 Ф 46-50 46-50 46-50 48-52 48-54 48-5 а 53-59 106-09 90-100 Состав раствора предварительной активации, г/днз; Кислота сернаяГетероциклическнй третичный амин:2,7-Дианино,6-динетил"(зтил)-акридинийхлористый3,6-Тетразтилдиаминохлорид флуоранаЭтиловый заир 2,7-динетил,6"дизтил-анинохлорид флуоранаДинатриевая соль диоксифлуоранаСеросодеряащее аниносоединение:И 0-ДизтилдитиокарбаиинКК -ДифенилтиокарбонилидТрифторацетилтиомочевинаЯ,й 1-Ди(нетоксинетил)- тиоиочевинаРенин предварительнойактивации:Аисдная плотность ока, я/дмзПродолвительность предварительной активации, сМатериал катода (стальпо ГОСТ 1435-74) маркаСостав злектролита неднения, г/дмз:йель (11) сернокислая5-воднаяКислота сернаяНатрий хлористый6 пескообразущщая добавка (БС)Амноний азотнокислый Трилон 6Ксантеноеый красительКалим пирофосфорнокислыйАзокрасительМарактеристики покрытий:Прочность сцепления,кг/смзИвиненьщая толщина беспористого покрытия, мкнБлеск, ьПористбсть покрытий толщиной 5 нкн, пор/смз 10090УВ0,35 ноль/дмз1617061 Таблица 2Составы исследованных электролитовсернокислого меднения Содержание кампонентов, кг/мз 23 Медь (11) сернокислая 5-воднаяКислота серная Натрий хлористый Блексообразующие добавки:,БС Лимеда ЛАБ"72 ПИХТИ 210 15090 150е210 20060 550,07 0,1 0,5 Таблица 3Зависимость качества медного покрытия от составаприменяемого электролита сернокислого меднения(с предварительной обработкой в растворе активациис оптимальным режимом и содержанием компонентов) Составы электролитов серно- кислого меднения (по табл.2) Характеристикамедных покрытийна углероднойстали 1 1 Прочность сцепления,кг/см 2 2600Наименьшая толщинабеспористого покрытия, мкм 3Пористость покрытиятолщиной 5 мкм,пор/см 2 2700 2710 0,01 Беспо- Бе.пористое ристое Беспо- ристое Внутренние напряже"ния кг/сма Блеск, 4 51-56 47-51115 128 48-54120 55-5998 Составитель Н.Скопинцева Редактор А.Иаковская Техред А.Кравчук, Корректор С.ШекмарЗаказ 4101 Тираж 559 ПодписноеВ 1 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Поизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101