Результат интеллектуальной деятельности: Способ нанесения гальванических покрытий на сложнопрофильные детали

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения металлических покрытий на детали сложного профиля с большим количеством глухих отверстий небольшого диаметра.

Известен способ нанесения многослойного покрытия никель-медь-серебро на стальные детали, включающий химическое никелирование, химическое активирование, электрохимическое меднение в пирофосфатном электролите, электрохимическое серебрение (ГОСТ 9.305-84).

Недостатком такого способа является то, что при нанесении покрытий на детали сложного профиля с большим количеством глухих отверстий небольшого диаметра промывка в воде погружным способом перед гальваническим меднением малоэффективна, а увеличение времени промывки нежелательно, так как при этом происходит пассивирование никелевого покрытия, сцепление с медным покрытием нарушается. Активирующий раствор, полностью не удаленный из глухих отверстий при промывке перед меднением, вызывает дефекты медного покрытия в виде подтеков.

Настоящее изобретение направлено на создание такого способа нанесения гальванических покрытий на сложнопрофильные детали, в котором преодолевались бы недостатки уровня техники.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является повышение качества медного покрытия за счет улучшения свойств электролита, в частности рассеивающей и кроющей способности электролита, а также за счет улучшения условий промывки после активирования никелевого покрытия.

Поставленная задача решается тем, что способ включает химическое никелирование деталей, химическое активирование, электрохимическое меднение в пирофосфатном электролите, электрохимическое серебрение, промывку в воде погружным способом перед электрохимическим меднением, причем промывку деталей проводят в растворе, содержащем воду и 100 г/л K₄Р₂О₇ при рН 8-9, а электрохимическое меднение проводят при плотности катодного тока 0,7 А/дм², температуре электролита 40°С и его перемешивании сжатым воздухом, при этом пирофосфатный электролит меднения содержит, г/л:

CuSO₄⋅5Н₂O 60-90 г/л

K₄Р₂О₇ 300-330 г/л

Описание изобретения

Деталь имеет сложную форму и множество глухих резьбовых отверстий, что мешает качественной промывке после операций подготовки перед меднением и приводит к образованию дефектов на медном покрытии в виде подтеков около резьбовых отверстий. Было установлено, что данный дефект вызван наличием остатков соляной кислоты в резьбовых отверстиях после операции травления.

Для устранения дефекта в технологическом процессе операцию промывки в воде совместили с нейтрализацией кислоты и проводили в водном растворе следующего состава:

K₄Р₂О₇ - 100 г/л,

рН - 8-9.

В процессе сборки, перед проведением пайки деталь, например, корпус с серебряным покрытием, подвергается нагреву на специальной плите при температуре 170°С в течение 30 минут. Это приводит к окислению серебряного покрытия и, как следствие, к ухудшению внешнего вида и паяемости.

Для защиты серебряного покрытия от окисления в процессе нагрева введена операция пассивации в растворе следующего состава:

TARNIBAN-2000 конц. - 125 мл/л,

t - 50°,

рН - 6-10,

Время - 2 мин.

TARNIBAN-2000 формирует тонкую прозрачную пленку на поверхности серебра, которая обеспечивает защиту от коррозии. Защитная пленка не оказывает пагубного эффекта на проводимость серебряного покрытия. К тому же способность к пайке остается на том же уровне. Технология является экологичной, поскольку раствор TARNIBAN-2000 не содержит в своем составе соединений хрома.

Стадия электрохимического обезжиривания после термообработки никелевого покрытия, полученного химическим способом, помимо удаления загрязнений еще и упрощает активирование поверхности перед меднением.

Стадия нейтрализующей промывки исключает появление дефектов медного покрытия в виде подтеков около глухих отверстий, возникающих в результате неполного удаления активирующего раствора. Применение в качестве нейтрализующего агента пирофосфата калия не приводит к загрязнению электролита меднения посторонними веществами.

Активация медного покрытия перед электрохимическим серебрением предотвращает возможное отслоение серебряного покрытия. Снижение концентрации серной кислоты значительно увеличивает время активирования медного покрытия. Увеличение концентрации серной кислоты более 200 г/л значительно усложняет последующую промывку сложнопрофильных деталей, активирующий раствор отмывается не полностью.

Предлагаемый способ по настоящему изобретению обеспечивает нанесение покрытия никель-медь-серебро высокого качества на стальные детали сложного профиля с большим количеством глухих отверстий.