Электролит для осаждения покрытий из сплава свинец-олово

Союз СоветскикСоциапистическикРеспублик ОП ИСАЙКЕ в 863723ИЗОБРЕТЕМ ИЯк датовскомю свидетельству(21) 2669842/22-02 присоелинениеет запек ФЬсударстмниый комет 23) П риорите СССР по делам нзабретеикй н вткрыткйОпубликовако 15. 09. 81. Бюллетень 3) Уд К 621 35 , 7: 669.4, 6 (088,8) вта опубликования описания 17.09 .(72) Авторы изобретен ня, 4,Р. УЗфрне.,Ю О.К,Смитт,мф. т фФ 5 Р 111Е;-ч, ла 1 иькв 6;ссР .м научйочестсих полупродуктов и Б.А. Пурин, А.А. Лусе, И,А. Вити Институт неорганической химиии исследовательский институт окрасителей аяви 4) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТ ИЗ СПЛАВА СВИНЕЦ-ОЛОВОеднаэысоким соИзобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению покрытий из сплава свинец-олово, содержащего 10+57 олова (ПОС) на изделия из стали, алюминия и его сплавов, меди или никеля в целях защиты от коррозии и в качестве антифрикционного покрытия.Известен электролит для осаждения покрытий из сплава олово-свинец, содержащий соли олова и свинца, пиро фосфат калия, клей гндролизованный и ПАВ, например, 4,4-диамино,3- диметоксидифенилметан. Из данного электролита получают покрытия высо-. кого качества, обладакецие хорошей способностью к пайке 11 1.Однако данный электролит пр начен для осаждения сплава с в содержанием олова (ПОС), не ответствующего сплаву ПОС,Наиболее близким к изобретению является электролит для осаждения покрытий из сплава свинец-олово,содержащий соли свинца и олова, резорцин или солянокислый гидразин игидролизованный клей. Электролит содержит также борную и борфтористоводородную кислоты. Из данного электролита получают покрытия хорошегокачества 21,Однако борфтористоводородныйэлектролит подвержен гидролизу солей,что является причиной изменения состава электролита и, следовательно,процентного состава осаждаемого сллава и несоответствия сплаву ПОС.Кроме того, состав сплава колеблетсяв зависимости от применяемой плотности то.а: так, при ее изменении от1,3 до 5,4 А/дм 2 содержание оловав сплаве колеблется от 17,6 до 12,4 Х(при одном и том же количественномотношении электролита). Применениеборфтористоводородного электролитатребует специальмй подготовки поверх.ности перед нанесением покрытий863723 в горячей дистиллированной воде (60- 2070 С) пирофосфат калия. Полученныйосадок промывают горячей водой дляудаления ионов нитрата, после чегоосадок пирофосфата свинца растворяют в водном растворе пирофосфатакалия. Также приготавливают комплексную соль олова, исходя из двухлористого олова.(пескоструйная обработка, обезжиривание, травление в плавиковой или борфтористоводородной кислотах для стальных изделий, цинкатную обработку и нанесение никелевого подслоя 5 для алюминиевых изделий), а также требует специальные вентиляционные устройства и дорогие кислотостойкие фильтры.Целью изобретения является повышение стабильности состава сплава.Указанная цель достигается тем, что электролит дополнительно содержит пирофосфат калия и поверхностно- активное вещество (ПАВ) при следующем соотношении компонентов, г/л:Соль свинца (в пеРасчете на металл) 27-33Соль олова (в перес счете на металл) 6-10Пирофосфат калия 600-650Резорцин или солянокислый гидразин 4-10Гидролизованный клей 0,8-1,5ПАВ 0,35-10При этом в качестве ПАВ электролит содержит полиэтиленгликолевый эфир изо-октилфенола в количестве 0,35-0,7 г/л (ПАВ), натриевую соль дибутилнафтллина- сульфокислоты в количестве 0,5-1,0 г/л (ПАВ), триЗО натриевую соль Й-(-2-э тилгек саоксипропил) -М-этилгексанил --карбоксипропионил 1 аспарагиновой кислоты (403-ный водный раствор) в количестве 1-2 г/л (ПАВ-З), натриевую соль ди-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты (603-ный водный раствор) в количестве 5-10 г/л (ПАВ), динатриевую соль диэтилового эфираМ -дицилоксипропил- Я в (1 э -сульфо пропионил) аспарагиновой кислоты (352-ный водный раствор в количестве 0,45-0,9 г/л (ПАВ) и натриевую соль ди-этилгексаокситетраэтиленгликолевого эфира сульфоянтарной 45 кислоты (407-ный водный раствор) в количестве 0,55-0,7 г/л (ПАВ)В качестве ПАВ электролит может также содержать и ацилированные производные полиглицеридов алкенилянтар ных кислот в количестве 0,3-0,8 г/л (ПАВ).Присутствие в электролите восстанавливающих веществ-солянокислого гидразина или резорцина- устраняет 55 окисление двухвалентного олова (5 п )Ф и шламообразование в электролите и в комбинации с ПАВ обеспечивает стабильность самого электролита и стабильность состава сплава при длительной эксплуатации в широком интервале плотностей тока от 1 до 5 А/дм и температуре 18-50 С.Электролит готовят следующим образом,Отдельно приготавливают раствор пирофосфатного комплекса свинца и раствор пирофосфатного комплекса олова.Пирофосфатный комплекс свинца готовят путем растворения азотно- кислого свинца в дистиллированной воде или конденсате при температуре 60-70 С, затем я водному растворуосоли свинца при перемешивании добавляют предварительно растворенный Затеи к раствору пирофосфатного комплекса олова последовательно добавляют гидразин солянокислый (или резорцин) и предварительно гидролизованный клей, полученную смесь добавляют к раствору пирофосфатного свинца, после чего вводят ПАВ и корректируют раствор до рН=8-8,2.Рассеивающая способность электролита, измеренная по методу трех катодов, составляет 42,9-30,-29,17 (в электролите с ПАВ), 47,9-29,5- 22,57 (с ПАВ), 48,8-28,2,2-23 (с ПАВи ПАВ).Стабильность электролита оценивают по накоплению,7. четырехвалентного олова (ь 5 д)в зависимости от количества пропущенного электричества. Так, при пропускании 40-60 А ч/л содержаниеЬЯ увеличивается с 2,7 до 5,7% (в электролите с ПАВ),в электролите с ПАВпри пропускании 20-60 А ч/л Ь 5 п 4" увеличивается с 5,7 до 147., а в электролите с ПАВи ПАВпри пропускании 20-50 А ч/л а Бй увеличивается с 3 до 8 Х. Из электролита согласно изобретению осаж даются практически беспористые (0,17- 0,39 пор/см ) покрытия толщиной доз.50 мкм со скоростью 0,2-1 мкм/мин и выходом по току 70-837. Твердость5 86 покрытий составляет 9,8-10,6 кг/ммф, коэФфициент трения - 0,004-0008 при удельном давлении 5"15-20 кг/см и скорости скольжения 0,12-6 м/сПолучаемые покрытия обладают высоким сцеплением с основой, Так,при осаждении на никель и железо покрытие не отслаивается до излома, при осажцении на алюминйй покрытие выдер" живает 10-20 термоударов (150 С),Коррозионная стойкость покрытий в растворе серной кислоты (20 оС, 60 ч) хорошая, в растворе пенообразователя ПО(107 на медных деталях хорошая, а на никелевых удовлетворительная (наблюдается потемнение). при испытании же покрытий в химзаряде ОХВПО после 24-часовой выдержки внешний вид деталей ие изменяется.В таблице представлены состав, электролита, режим и результаты электролиза. Как видно из таблицы, независимо от применяемой плотности тока осаждаются покрытия со стабильным составом. 3723 6сплава, отвечающим ПОС(10-53 оло=ва), в то же время в электролите беэПАВ осаждаются покрытия., содержащие17% олова.Таким образом, изобретение позволя"ет получать покрытия иэ сплава свинец - олово со стабильным содержаниемсвинца и олова в покрытиях в широкоминтервале плотностей тока и темпера Отуре электролита 18-50 С. Экономичесокий эффект определяется упрощениемподготовки поверхности (для стальныхизделий требуется лишь обеэжириваниеи декатирование в соляной кислоте,для алюминиевых " только предварительное никелирование), отсутствиемвентиляционных установок и кислотостойких фильтров, повышением качества покрытий, увеличением производительности труда и производственныхустановок.Наиболее эФфективно изобретение может быть применено в машиностроениидля нанесения покрытий ПОСнавкладышах тракторных моторов, изготовленных иэ алюминиевых сплавов,86372 27-33 3. Электролит по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качестве ПАВ он содержит натриевую соль дибутилнафталина-сульфокислоты в количестве 0,5-1,0 г/л.Электролит по п,1, о т л и " ч а ю щ и й с я тем, что в качестве ПАВ он содержит тринатриевую соль Формула изобретения1. Электролит для осаждения покрьг тий из сплава свинец-олово, содержащий соли свинца и олова, реэорцин или солянокислый гидразин и гидролизованный клей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабильности состава сплава, ан дополнительно содержит пирофосфат калия и поверхностно-активное вещество1 О (ПАВ) при следующем соотношении компонентов, г/л:Соль свинца (в пересчете на металл)Соль олова (в пересчете на металл) 6-10Пирофосфат калия 600-650Резорцин или солянокислый гидразин 4-10Гидролизованный клей 0,8-1,5ПАЗ 0,35-102. Электролит по п.1, о т ли - ч а ю щ и й с я тем, что в качестве ПАВ он содержит полиэтиленгликолевый эфир изо-октилфенола в количестве 0,35-0,7 г/л. 3 101 М- -2-этилгексаоксипропил)-йэтилгексанил- -карбоксипропионил 1аспарагиновой кислоты (403-ный .водный раствор) в количестве 1-2 г/л5. Электролит по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качествеПАВ он содержит натриевую соль ди 2-этилгексилового эфира сульфоян-"тарной кислоты (607.-ный водный раствор) в количестве 5-10 г/л,6. Электролит "по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качествеПАВ он содержит динатриевую соль диэтилового эфира М-децилоксипропилЬ -сульфопропионил) аспарагиновойкислоты (357-ный водный раствор) вколичестве 0,45-09 г/л.7, Электролит по и.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что в качествеПАВ он содержит натриевую соль диэтилгексаокситетраэтиленгликолевогоэфира сульфоянтарной кислоты (407 ный водный раствор) в количестве0,55-0,7 г/л.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Витиня И,А. и др. Электроосаж.дение сплава олово-свинец из калийпирофосфатных комплексных электролитов.-Химические и электрохимические методы защиты металлов, Саратов,1977, с17-18,2, Федотьев Н.П, и др. Электролитические сплавы, М,-Л., "Машгиз",1962, с.124, Составитель В. БобокРедактор М. Циткина Техред А,Ач . Корректор М. ПожоЗаказ 7712744 Тираж 707 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4