Электролит для окрашивания медии медных сплавов

Союз СоветсинкСоцналнстнчесинкРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 802405(22) Заявлено 21.03,79 (21) 2739061/22-02с присоединением заявки М(5 )М. Кл. С 25 0 3/38 тееуддретвеилмй кааитет СССР ав делам изебветеиий и откемтий(53) УДК 621,357. . 7: 669.387 ( 088.8) Дата опубликования описания 09,02.81 В. В. Орехова, Л, Н, Дмитриева и Ф, К(. Андр 1 ащууо(..( (с "(." (Харьковский ордена Ленина политекниЯасккий " "Яинститут им. В. И, Ленина(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОКРАШИВАНИЯ МЕДИ И МЕДНЫХ СПЛАВОВ Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электропитическому окрашиванию меди и мецнык сплавов,Известен электролит цля окрашивания медных покрытий, соцержащий сернокислую мель, едкий натрий, пищевойсвкар 111,Однако этот раствор не поддаетсякорректированию и по истечению определенного периода работы подлежит замененовым, К тому же в этом растворе10всегца очень трудно получить равномерный цветовой тон.Известен также электролит, содержащий мель сернокислую и калий пирофосфорнокислый 2 .Однако получение цветных пленок изэтого электролита осуществлено толькона пластических образцах. Получениеоднородных по цвету пленок затруднитель 20но, а на деталях сложной конфигурацииневозможно вообще.Процесс формирования пленок сопровождается поцкислением раствора. 2Увеличение кислотности приводит к восстановлению закиси меди до металла. В результате уменьшается на отцельнык учвсткак поверхности толщина пленки Сц О, а так как от толщины пленки зависит ее цвет, то на поверхности детали и появляются разноокрашенные участ- о ки.Поскольку в электролите 12 устранить поцкисление невозможно, то и получение пленок одинакового цвета на сложнопрофилированной поверхности неосуществимо.В процессе формирования цветных пленок электролит нуждается и частом цобавлении щелочи в виду сильного поцкисления и плохих буфернык свойств. Шелочь должна ввоаиться медленно, растворами низкой концентрации (1-2%), в противном случае происходит разложение электролита. Применение 1-2%-нык растворов вызывает разбавление электролита, и как следствие, необходимость час того корректирования по сернокислой26,5-1 32 3 ЙОмеди и пирофосфату, Все это делает корректирование электролита весьма сложным.Белью изобретения является повышение равномерности цветового оттенка наповерхности деталей сложной конфигурации и стабильности электролита.Эта цель достигается тем, что предлагаемый электролит, включающий сернокислую медь и пирофосфат калия, дополнительно содержит аминокарбоксиметани аС, аС -0 ц -(4-оксифенил) -фталидпри следующих соотношениях компонентов (г/л):Медь сернокислая,водная 10-50Калий пирофосфорнокисныйАминокарбоксимвтан 2-1 0ООС -0 О-(4-оксифенил)фталиа О, 1-1Процесс проводится при кутоаной плотиости тока 0,01-0,02 А/дм, комнатнойтемпературе и рН,5-11,5.Введение в электролит аминокарбоксиметана и К, ос -ОО-(4-оксифвнил)фталида позволяет получить одинаковыйцветовой тон пленки по всей поверхности сложнопрофилированных деталей. Получение оаинакового цветового тона стабильно (см, таблицу 1).Такое действие аминокарбоксиметанаи оС, оС - 1) О -(4-оксифенил)-фталидаобъясняется следующими причинами.Во-первых, аминокарбоксиметан иСС, оС - ОО -(4-оксифенил) -фталидимеют в своем составе функциональныегруппы, обеспечивающие связываниеН - ионов.Во-вторых, совместно с пирофосфатомаминокарбоксиметан и оС, о, - ОИ -(4-оксифенил) -фталид образуют с ионамиСц смешанные комплексы. Ими устраняется поцкисление именно на поверхности деталей, что невыполнимо станаартнымя буферами, действующими только вобъеме раствора,В-третьих, образование смешанныхкомялексов способствует более равномерному распределению потенциала по сложнопрофилированной поверхности. Благодаря всем этим свойствам вво- димыХ соецинений предлагаемый электролит, в отличие от прототипа, обеспечивает одинаковый цветовой тон на поверх,ности деталей при полученит цветных пленок,2405 4 Совместное присутствие обоих соединений усиливает наблюдаемые положительные эффекты по сравнению с их раздельным ввеавнием (см. примеры 1-5,табл, 2),В процессе эксплуатации прецлагаемыйэлектролит, в отличие от прототипа, ненуждается в частых корректировках рНв виау большой стабильности последнего(см. таблицу 1), Таким образом, за счетвведения аминокарбоксиметана и оаС -0 0 - ( 4-оксифенил)-фталица корректирование прецлагаемого электролита посравнению с прототипом значительно облегчается.Если в процессе получения цветныхпленок, происходит вырабатыванив аминокарбоксимвтана и ос оС - 0 ц -( 4-оксифенол)-фталида, предлагаемый электроро лит меняет окраску от фиолетовой цосиней, что сигнализирует о необходимостиввеаения их новых количеств. Это такжеупрощает корректировку,Пределы концентраций аминокарбоксид метана и 0( Ос - Эц -(4-оксифвнил) фталида соответствуют области устойчивогосуществования образующихся смешанныхкомплексов. При концентрациях, меньшихнижнего предела, медь связывается только в пирофосфатные комплексы и поставленная цель изобретения не достигается( пример 6, табл. 2), При концентрациях,больших верхнего предела, для того, чтобы соблюдалось равновесие комплексов,требуется увеличение концентрации пироЭ 5фосфата калия и соли меци, а общее повышение концентрации солей приводит кухудшению стабильности растворов ( пример 7, табл, 2).Электролит готовят следующим образом.40Необходимые копичества компонентов растворяют в отдельных порциях воды и сливают при интенсивном первмешивании. Полученный раствор прозрачный, фиолетового цвета.45В табл. 1 представлены сравнительные данные по однотонности цвета пленок, получаемых из предлагаемого электролита и электролита-прототипа, и перио"дичности корректировок этих электроли 50тов.Конкретные примеры осуществленияпредлагаемого изобретения свеаены втабл. 2.Во всех случаях электрохимическое окрашивание осуществлялось на деталяхмебельной фурнитуры, выполненной измеди, томпака, мельхиора, латуни и тому подобных сплавов на,основе меди, а02405 6По сравнению с известными, наиболевпрогрессивными электролитами, используемыми в настоящее время в промышленности для электрохимического охрашивания меци и мецных сплаво-., прецложенный электролит не содержит дорогостоящих, пефицитных веществ или пищевых процуктов. Благодаря высокой стабильности получения одинакового цветовогоо тона, сокращается процент брака изаапятнистости или неравномерности цвета.За счет высокой устойчивости электролита в процессе эксплуатации облегчается его обслуживание и сокращается число1% корректировок.Таблица 1 Таким образом, предлагаемый электролит отличается высокой стабильностью получения опного и того же цветового тона на деталях сложной конфигурации не сложен в эксплуатации, не требует частых корректировок, Электролит не требует подогрева, обладает высокой производительностью. Плотность тока,А/дм 0,01 0,01 Продолжительностьпроцесса (опна загрузка), мин 10 10 Поверхность однойзагрузки, цм/л Основной цвет пленки(на плоской детали) желтый желтый Распределение цветового тона на поверхностисложнопрофилированной детали на торцах-желтый,на выпуклых участках-пиловый, во впааинах-голубой на торцах-жел, тый на выпук лых участках- желтый, во впа- динахх-желтый на цеталях100 партий загрузок не достигается Стабильность получения одинакового цветового тона без корректирования электролитаПериоцичность корректирования электролита через каждые 100 загрузокпо рН:через каждые 500 загрузокпо всем ком- понентам также на деталях из стали, алюминиевыхи цинковых сплавов, на которые предварительно осаждались медные покрытиятолщиной 2-5 мкм. Детали имели сложную конфигурацию: глубокие прорези, отверстия, сложный орнамент украшений,Сложнопрофилированные детали Однотонному окрашиванию непоалежат (см. п. 5).При работе с плоскими деталями: после каждой загрузкипо рН, через 10 загРузок по С -504К 4 Р 2 О, через 1 00загрузок-замена новым раствором,802405 Таблица 2 25 25 70 66 66 190 25 25 66 66 Аминокарбоксиметан,г/л 4 1,5 1,5 10 о, ос -Ди-( 4-окс ифенилин)-фталид, гл 0,5 0,5 11 11 рН Температура, С 18-25 18-25 1825 18-25 18-25 18-25 18-25 Плотность тока,А/дм 0010 001 001 001 001 001 001 Продолжительностьпроцесса ( 1 загрузка), мин 10 10 10 10 10 10 10 Поверхность однойзагрузки, дм/л желтый желтый желтый желтый желтый желтый желтый Основной тон одинаковое одинако- одина- одиьавое ковое ковое динахзеленоватый. на деталях 1 00 партийзагрузок СцО 4, г/л К 4 РО., г/л Распределение цветового тона по поверхности детали Стабильность получения одинакового цветового тона без корректирования,10 50 26,5 132 0,1 1 105 11.одина- на тор- из электковое цах- ролитажелтый, выпал на вы осадок пуклыхучастках-ярко-оранжевый,во впаоднотонному окрана дс- шиванию детали талях талях не подлежат 20 пар партий-айагтий-ва груз ох рузок10Продолжение таблицы 2 802405 Состав электролита ипоказатели его работы Номера примеров 3 4 Периодичность корректирования электролита через каждые 100 загрузок по рН, через каждые 500загрузок - по всем компонентам черезкаждые75 загрузок по рН, через каждые 400 за- грузокпо всем компо- нентам компо- нентам Калий пирофосфорнокислыйАмин ока рбоксиметаноС, ос -0 ц -(4-оксифенил)-фталид 26,5-132 2-10 25 О, 1-1. Составитель Г, ТерещенкоРедактор Е. Братчикова Техред М, Лоя Корректор М. Вигула Заказ 10531/34 Тираж 715 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретения Электролит для окрашивания меди и медных сплавов, содержащий сернокислую медь и пирофосфат калия, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения равномерности цветового оттенка на поверхности деталей сложной конфигурации и стабильности электролита, он дополнительно содержит аминокарбоксиметан и о, о - Э и -(4-оксифенил) -фта лид при следующем соотношении компонентов, г/л;Медь сернокислаяводная 10-50 черезкаждые20 загрузок порН, черезкаждые200 загрузокпо всем Источники информации,30 принятые во внимание при экспертизе1. Ямпольский В. М. Меднение и никелирование, Л., "Машиностроение",1971, с, 55,2. Пурин Б. А. Зпектроосаждение металлов из пирофосфатных электролитов.Рига, Зинатне, 1975, с. 50-54.