Результат интеллектуальной деятельности: Селективный травитель многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца

Изобретение относится к области химической обработки металлов, в частности, к технологии жидкостного химического снятия многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца с разнородных металлов (сталь, медь и ее сплавы) и может быть использовано в машиностроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности и в сельском хозяйстве.

Известен селективный травитель гальванических оловянно-свинцовых покрытий с медной основы, содержащий борфтористо-водородную кислоту, перекись водорода, ингибиторы процесса растворения меди, в качестве которых используют нитрат меди (II) и фторид калия, и добавку, увеличивающую скорость травления олова-свинца, в качестве которой используют нитрат натрия, при содержании компонентов:

(см. патент РФ №2351689, C23F1/30).

Недостатком данного селективного травителя является низкая селективность травления и высокая скорость растворения медной основы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является селективный травитель для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы, содержащий азотную кислоту, железо азотнокислое и хлорид натрия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве ингибитора травления меди бензотриазол и спирт этиловый при следующем содержании компонентов:

(см. патент РФ №2470093, C23F1/30, 1975).

Недостатком данного селективного травителя является низкая селективность травления и высокая скорость травления меди за счет повышения температуры раствора травителя.

Техническим результатом является повышение селективности и скорости травления многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца за счет каталитического ускорения растворения гальванических покрытий и предотвращения растрава меди и стали.

Технический результат достигается в селективном травителе многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца, содержащем кислоту азотную, железо азотнокислое, натрий хлористый, ингибитор коррозии меди, растворитель ингибитора коррозии меди, катализатор процесса травления, ингибитор коррозии стали, медь борфтористая, медь азотнокислая, натрий азотнокислый и калия фторид при следующем содержании компонентов г/л:

при этом в качестве ингибитора коррозии меди используют по меньшей мере одно вешество, выбранное из группы, включающей бензоат циклогексиламина (БЦ) C₆H₁₁NH₂⋅HOOCC₆H₅, октадециламин (ОДА) C₁₈H₃₉N, хромат циклогексиламина (ХЦА) (C₆H₁₁NH₂)₂⋅H₂CrO₄, в качестве растворителя ингибитора коррозии меди используют по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей ацетон, бензол, толуол, в качестве катализатора процесса травления используют по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей гидразин сульфат N₂H₄×H₂SO₄, гидразин хлорид N₂H₄×2HCl, гидразин гидрат N₂H₄×H₂O, а в качестве ингибитора коррозии стали используют по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей синтанол АЛМ-20, синтанол АЛМ-10, вещество 4-нонилфенол.

Кислота азотная HNO₃ является сильным окислителем, повышенная концентрация обеспечивает необходимую скорость снятия многокомпонентных покрытий, так как при этом образуются растворимые соединения олова, свинца, меди, висмута и других металлов.

Железо (III) азотнокислое Fe(NO₃)₃×9H₂O является ингибитором травления меди.

Натрий хлористый NaCl в растворе азотной кислоты увеличивает скорость снятия многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца.

Ингибитор коррозии меди блокирует процесс травление меди в растворе азотной кислоты.

Растворитель ингибитора коррозии меди предотвращает потери ингибитора при вводе в раствор азотной кислоты.

Катализатор процесса травления повышает скорость травления многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца.

Ингибитор коррозии стали препятствует травлению стали в растворе азотной кислоты.

Медь борфтористая (II) Cu(BF₄)₂ является ускорителем растворения многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца, так как ионы меди, контактно высаживаются на поверхность удаляемого покрытия и создают гальваническую пару, в которой в первую очередь растворяются металлы с более отрицательным потенциалом: Cu=+0,34 в; Pb=-013 в; Sn=-0,14 в; Sb=-0,32 в; Bi=-0,2 в.

Меди нитрат (II) Cu(NO₃)₂ блокирует агрессивное влияние азотной кислоты на медную основу.

Натрия нитрат NaNO₃ увеличивает скорость травления многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца.

Калия фторид KF в растворе азотной кислоты блокирует процесс растворения меди.

Пример.

В емкость объемом 1000 л налить 500 л воды, добавляют 450 кг концентрированной азотной кислоты. Плотность полученного раствора должна быть 1,390 г/см³. Полученный раствор перемешивают и в него добавляют железо (II) азотнокислое 170 кг. Раствор перемешивают до полного растворения азотнокислого железа. Азотная кислота добавляется для того, чтобы избежать гидролиза азотнокислого железа и выпадения в осадок хлопьев гидроокиси железа.

В отдельной емкости объемом 100 л последовательно при перемешивании в 30 литрах воды растворяют медь (II) борфтористую 10,0 кг, медь (II) азотнокислую 0,07 кг и 10,0 кг азотнокислого натрия. Полученный раствор слить в емкость объемом 1000 л.

В отдельной емкости объемом 50 л при перемешивании в 20 литрах воды растворяют 12,0 кг фтористого калия и 4,0 кг хлористого натрия. Полученный раствор сливают в емкость объемом 1000 л.

В полученный раствор азотной кислоты и солей, последовательно добавляют по меньшей мере один катализатор процесса травления, выбранный из группы, включающей гидразин сульфат N₂H₄×H₂SO₄, гидразин хлорид N₂H₄×2HCl, гидразин гидрат N₂H₄×H₂O. В случае использования двух и более активаторов суммарный вес этих активаторов должен быть 12,0 кг.

После чего, в эту же емкость, в полученный раствор кислоты, солей и катализаторов последовательно добавляют, по меньшей мере, один блокиратор коррозии, выбранный из группы, включающей синтанол АЛМ-20, синтанол АЛМ-10, вещество 4-нонилфенол. В случае использования двух и более блокираторов суммарный вес этих ингибиторов должен быть 10,0 кг.

В отдельную емкость объемом 50 л последовательно вливают, по меньшей мере, один растворитель, выбранный из группы, включающей ацетон, бензол, толуол. В случае использования двух и более растворителей суммарный объем этих растворителей должен быть 24 кг.После этого, в растворитель (или смесь растворителей) добавляют, по меньшей мере, один экранирующий ингибитор коррозии меди, выбранный из группы, включающей бензоат циклогексиламина (БЦ) C₆H₁₁NH₂⋅HOOCC₆H₅, октадециламин (ОДА) C₁₈H₃₉N, хромат циклогексиламина (ХЦА) (C₆H₁₁NH₂)₂⋅H₂CrO₄. В случае использования двух и более ингибиторов коррозии меди суммарный вес этих ингибиторов должен быть 4,0 кг. Полученный раствор сливают в емкость объемом 1000 л, в приготовленный раствор для снятия гальванических сплавов.

Объем полученного раствора доводят водой до 1000 л.

Для экспериментальной проверки селективного травителя гальванических покрытий на основе олова и свинца было приготовлено 5 травильных растворов и один раствор - прототип. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

В таблице 2 приведены скоростей травления многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца и меди, в мкм/мин.

Предложенный селективный травитель многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца повышает селективность и скорости травления гальванических покрытий на основе олова и свинца и предотвращает растраву меди и стали, обеспечивает высокий выход годной продукции