Вид РИД
Изобретение
Изобретение относится к области нанесения на алюминий металлических покрытий, в частности медных, гальваническим способом. Медные покрытия могут быть использованы как в качестве подслоя, так и в качестве самостоятельного покрытия.
Известен способ меднения алюминиевых изделий в цианистых электролитах [1] , включающий подготовительные операции двукратной цинкатной обработки в растворе состава, г/л:
ZnSO4 (в пересчете на цинк) - 25 - 30
NaOH - 120 - 140
Температура, oС - 18 - 25
Выдержка, с - 30 - 40
Недостатком аналога является токсичность цианистых электролитов.
Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности признаков, то есть прототипом, является способ гальванического меднения [2], включающий операции нанесения медного покрытия на очищенные детали в электролите, г/л:
CuSO4•5Н2O - 45 - 55
Na4P2O7•10H2O - 200 - 240
KNO2 - 10 - 15
Температура,oС - 55 - 65
Покрытие в прототипе наносится при постоянной плотности тока, выбранной в пределах 0,2-0,6 А/дм2.
Недостатком прототипа является медленное затягивание поверхности основного металла осадком меди. При наличии дефектов структуры основного металла (пористости, интерметаллических включений) это приводит к повышенной пористости покрытия или для тонких покрытий - к непрокрытию основного металла. Кроме того, прототип обладает низкой производительностью.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке способа меднения алюминия с улучшенным процессом затягивания поверхности основного металла пленкой меди, а также в увеличении скорости процесса меднения.
Технический результат достигается путем использования электролита, содержащего, г/л:
CuSО4•5Н2O - 45 - 55
Na4Р2O7•10H2O - 200 - 240
KNO2 - 10 - 15
Температура, oС - 55 - 65
в котором используют новый режим осаждения меди, включающий предварительную выдержку изделия в электролите в течение 1-3 минут и две стадии электролиза с прерыванием тока между ними.
На первой стадии электролиза слой меди наносят при плотности тока 0,2-0,4 А/дм2, делают перерыв 1-3 мин. Вторая стадия электролиза выполняется при плотности тока 0,3-1,0 А/дм2.
Предварительная выдержка изделия в электролите позволяет стабилизировать достигаемый технический результат. Нанесение покрытий в два слоя с перерывом в процессе электролиза улучшает прокрываемость изделий. Использование повышенной плотности тока при нанесении второго слоя, кроме того, увеличивает общую производительность процесса меднения алюминия.
Подтверждением возможности осуществления заявляемого способа является разработанный и используемый на предприятии заявителя техпроцесс нанесения гальванического покрытия в виде медного подслоя на сложнопрофильные подготовленные алюминиевые детали для фазовращателей.
Качество полученных медных покрытий оценивали по внешнему виду в соответствии с требованиями ГОСТ 9.301-86 и по сцеплению с основным металлом согласно ГОСТ 9.302-88.
Процесс проводился на автоматизированной установке пирофосфатного меднения АУПМ, выполненной из полипропилена, в заявленном выше электролите при оптимальном значении рН раствора, равной 7,5.
Нанесение покрытия проводилось в 4 этапа:
1. Выдержка деталей в электролите без тока.
2. Нанесение первого слоя покрытия толщиной приблизительно 6 мкм.
3. Выдержка деталей в электролите без тока. Проверка толщины гальванопокрытия и визуальная оценка качества покрытия на деталях (при необходимости).
4. Нанесение второго слоя покрытия толщиной приблизительно 6 мкм.
В таблице приведены параметры и результаты техпроцесса в двух его вариантах проведения.
Разработанный техпроцесс позволил исключить такой вид брака, как непрокрытие деталей и, следовательно, перепокрытие. Функциональные свойства гальванопокрытия свидетельствовали об уплотнении кристаллической решетки медного подслоя и повышении его равномерности по площади детали. Сцепление с основным металлом в обоих вариантах соответствовало ГОСТ 9.302-88.
Использование заявленного способа не требует уникальных материалов и специальных технологий.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Ямпольский А.М., Ильин В.А. "Краткий справочник гальванотехники", - Л., "Машиностроение", 1981 г.
2. Лукомский Ю.Я., Горшков В.К. "Гальванические и лакокрасочные покрытия на алюминии и его сплавах", изд. "Химия", Ленинград, 1985 г., стр.59-60.
1.Способэлектролитическогомедненияизделийизалюминия,включающийнанесениепокрытиявэлектролите,содержащем,г/л:CuSО•5НО-45-55NaPО•10НО-200-240КNO-10-15притемпературе55-65С,отличающийсятем,чтоизделияпредварительновыдерживаютвэлектролите,апокрытиенаносятвдвестадииэлектролизаспрерываниемтокамеждуними.12.Способпоп.1,отличающийсятем,чтопредварительнуювыдержкувэлектролитепроводятвтечение1-3мин,напервойстадииэлектролизаслоймединаносятприплотноститока0,2-0,4А/дм,делаютперерыввтечение1-3мин,авторуюстадиюэлектролизапроводятприплотноститока0,3-1,0А/дм.2