СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО СЕРЕБРЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК C25D3/46 C25D5/18 

Изобретение относится к технологии электролитического серебрения и может быть использовано в любой отрасли техники для получения тонких твердых беспористых покрытий с декоративным эффектом.

Известны способы нанесения серебряных покрытий с использованием различных электролитов на постоянном токе [1] .

Получаемые в этом случае покрытия обычно толстые (до 9 мкм), пористые и не обладают высокой твердостью, причем скорость нанесения их невелика.

Известен высокоскоростной способ нанесения серебряного покрытия с использованием нестационарного источника тока [2] . Предлагается использовать период 50-5000 мс и коэффициент пульсации 0,5-0,9.

Способ может быть использован только для нецианистых электролитов, позволяет получать механически прочное, хотя и пористое покрытие, на которое необходимо нанести обычным путем декоративное покрытие, отчасти уменьшающее пористость. Указанное решение принято за прототип.

Предлагаемое изобретение позволяет получить тонкое серебряное покрытие, беспористое, с высокой твердостью, без внутренних напряжений и обладающее декоративным эффектом.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Серебряное покрытие с вышеуказанными свойствами получают в нестационарном режиме в едином цикле в четыре этапа. На первом этапе с периодом 60-100 мс обеспечивается качественная адгезия покрытия к подложке без подтрава последней. На этом этапе используют униполярные импульсы. На втором этапе используют разнополярные импульсы с соотношением амплитуд прямого и обратного токов от 3: 1 до 5: 1 и периодом 40-60 мс. На этом этапе закладывается твердость покрытия. На третьем этапе используют униполярные импульсы с периодом 180-220 мс. Это позволяет снять внутренние напряжения в покрытии и уменьшить пористость. Четвертый этап представляет собой декоративную отделку с затяжкой пор. Его проводят униполярными импульсами с периодом 10-20 мс.

Поскольку неизвестен способ электролитического серебрения, характеризуемый совокупностью существенных признаков, введенных в формулу изобретения, то заявленное изобретение соответствует критерию охраноспособности "новизна".

Поскольку неизвестно использование признаков, введенных в отличительную часть формулы изобретения для достижения технического эффекта, то заявленное изобретение соответствует критерию охраноспособности "изобретательский уровень".

Используемые операции, их режимы и используемое оборудование полностью раскрыты в тексте описания заявленного изобретения, а совокупность признаков, введенная в формулу изобретения, позволяет достичь желаемого технического эффекта. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию охраноспособности "промышленная применимость".

Существенность введенных в формулу изобретения признаков обосновывается следующими экспериментальными данными. Исключение хотя бы одного этапа, указанного в формуле изобретения, или изменение их очередности при любых соотношениях длительности импульса и паузы (т. е. периода) не позволяет получить серебряное покрытие с требуемым комплексом свойств при любых известных электролитах [1] и нестационарных источниках тока [3-6] .

Использование периода, отличного от 60-100 мс, согласно экспериментальным данным не позволяет получить покрытие требуемого качества. Соотношение же длительности импульса и паузы может меняться от 1: 1 до 10: 1 в зависимости от используемого источника и состава электролита. Поэтому необходимо указать в формуле изобретения только период без деталировки длительности импульса и паузы.

Аналогичным образом обосновано и введение только периодов для третьего и четвертого этапов (соотношение длительности импульса и паузы соответственно от 2: 1 до 9: 1 для третьего и от 1: 9 до 1: 2 для четвертого). Второй этап отличается тем, что использованы разнополярные импульсы, причем для различных составов электролита и различных источников тока соотношение длительности импульса и паузы колеблется от 1: 1 до 5: 1. Однако для всех случаев существенным оказывается соотношение амплитуд прямого и обратного токов - от 3: 1 до 5: 1. В противном случае при любых электролитах и нестационарных источниках тока получение серебряного покрытия с заданными свойствами невозможно.

П р и м е р 1. Подложка - медь. Электролит содержит, г/л: калий дицианоаргентат (в пересчете на серебро) 27; калий цианистый 25; калий углекислый - 23. Источник нестационарного тока УНЭЛ. Средняя плотность тока - 1 А/дм².

Первый этап - величина импульса 1,35 А, длительность импульса 40 мс, длительность паузы 20 мс.

Второй этап - величина импульса прямого тока 1,47 А, длительность его 30 мс, величина импульса обратного тока 0,4 А, длительность его 20 мс.

Третий этап - величина импульса 1,61 А, длительность его 125 мс, длительность паузы 55 мс.

Четвертый этап - величина импульса 1,83 А, длительность его 5 мс, длительность паузы 5 мс. Толщина покрытия 1 мкм, пористость отсутствует при измерении на приборе "Сомевах" при увеличении 3000, микротвердость 108 кг/мм², внешний вид - полублестящее покрытие.

П р и м е р 2. Подложка - латунь. Электролит содержит, г/л: калий дицианоаргентат (в пересчете на серебро) 38; калий роданистый 210; калий углекислый 22. Источник нестационарного тока УНЭЛ. Средняя плотность тока 1 А/дм².

Первый этап - величина импульса 1,25 А, длительность импульса 60 мс, длительность паузы 20 мс.

Второй этап - величина импульса прямого тока 1,65 А, длительность его 30 мс, величина импульса обратного тока 0,33 А, длительность его 10 мс.

Третий этап - величина импульса 1,42 А, длительность его 160 мс, длительность паузы 40 мс.

Четвертый этап - величина импульса 10 А, длительность его 1 мс, длительность паузы 9 мс. Толщина покрытия 1 мкм, пористость отсутствует при измерении на приборе "Сомевах" при увеличении 3000, микротвердость 116 кг/мм², внешний вид - полублестящее покрытие.

П р и м е р 3. Подложка - никель. Электролит содержит, г/л: калий дицианоаргентат (в пересчете на серебро) 41; калий цианистый 30; калий углекислый 27. Источник нестационарного тока УНЭЛ. Средняя плотность тока 1,5 А/дм².

Первый этап - величина импульса 0,7 А, длительность импульса 50 мс, длительность паузы 30 мс.

Второй этап - величина импульса прямого тока 1,58 А, длительность его 50 мс, величина импульса обратного тока 0,39 А, длительность его 10 мс.

Третий этап - величина импульса 1,22 А, длительность его 180 мс, длительность паузы 40 мс.

Четвертый этап - величина импульса 4 А, длительность импульса 5 мс, длительность паузы 15 мс. Толщина покрытия 1 мкм, пористость отсутствует при измерении на приборе "Сомевах" при увеличении 3000, микротвердость 121 кг/мм², внешний вид - полублестящее покрытие.

П р и м е р 4. Подложка - бронза. Электролит содержит, г/л: калий дицианоаргентат (в пересчете на серебро) 48; калиц роданистый 260; калий углекислый 36. Источник нестационарного тока УНЭЛ. Средняя плотность тока 1 А/дм².

Первый этап - величина импульса 1,1 А, длительность импульса 90 мс, длительность паузы 10 мс.

Второй этап - величина импульса прямого тока 2,3 А, длительность его 35 мс, величина импульса обратного тока 0,57 А, длительность его 25 мс.

Третий этап - величина импульса 1,23 А, длительность его 170 мс, длительность паузы 40 мс.

Четвертый этап - величина импульса 5 А, длительность импульса 4 мс, длительность паузы 16 мс. Толщина покрытия 1 мкм, пористость отсутствует при измерении на приборе "Сомевах" при увеличении 3000, микротвердость 115 кг/мм², внешний вид - полублестящее покрытие.

П р и м е р 5. Подложка - латунь. Электролит содержит, г/л: калий дицианоаргентат (в пересчете на серебро) 43; калий цианистый 65, калий углекислый 57. Источник нестационарного тока УНЭЛ. Средняя плотность тока 1 А/дм².

Первый этап - величина импульса 1,79 А, длительность его 45 мс, длительность паузы 35 мс.

Второй этап - величина импульса прямого тока 1,33 А, длительность его 45 мс, величина импульса обратного тока 0,67 А, длительность его 15 мс.

Третий этап - величина импульса 1,4 А, длительность его 150 мс, длительность паузы 60 мс.

Четвертый этап - величина импульса 3 А, длительность его 6 мс, длительность паузы 12 мс. Толщина покрытия 1 мкм, пористость отсутствует при измерении на приборе "Сомевах" при увеличении 3000, микротвердость 122 кг/мм², внешний вид - полублестящее покрытие.

П р и м е р 6. Подложка - медь. Электролит содержит, г/л: калий дицианоаргентат (в пересчете на серебро) 35; калий цианистый 42; калий углекислый 40. Источник нестационарного тока УНЭЛ. Средняя плотность тока 1 А/дм².

Первый этап - величина импульса 1,67 А, длительность импульса 60 мс, длительность паузы 40 мс.

Второй этап - величина импульса прямого тока 2,1 А, длительность его 25 мс, величина импульса обратного тока 0,53 А, длительность его 15 мс.

Третий этап - величина импульса 1,19 А, длительность импульса 165 мс, длительность паузы 30 мс.

Четвертый этап - величина импульса 5 А, длительность его 3 мс, длительность паузы 12 мс.

П р и м е р 7. Прототип. Подложка - медь. Электролит содержит, г/л: соль серебра (в перечете на серебро) 40; калий роданистый 200; калий углекислый 20. Источник нестационарного тока УНЭЛ. Средняя плотность тока 1,5 А/дм². Величина импульса 1,2 А, длительность импульса 300 мс, длительность паузы 200 мс, толщина 6 мкм, пористость 7-9 пор/см², микротвердость 72 кг/мм², внешний вид - матовое серое покрытие.

Величина импульсов зависит от площади покрываемых деталей, следовательно, является величиной переменной и вводить ее в формулу нецелесообразно.

Изобретение позволяет
получить многослойные серебряные покрытия с различными функциональными свойствами каждого слоя в одной гальванической ванне в едином процессе;
обеспечить высокую коррозионную стойкость покрытий за счет взаимного перекрытия слоев и устранения сквозных пор;
уменьшить толщину покрытий без ухудшения качества изделий и, таким образом, обеспечить экономию драгоценных металлов в 3-6 раз по сравнению с известными методами. (56) Гальванотехника. Справочник. /Под ред. А. М. Гинберга и др. М. : Металлургия, 1987, с. 735.

Заявка Японии N 62-44592, кл. C 25 D 5/18, 3/46, 1987.

Авторское свидетельство СССР N 1526288, кл. C 25 D 21/12, 1988.

Авторское свидетельство СССР N 1277648, кл. C 25 D 21/12, 1985.

Авторское свидетельство СССР N 1378427, кл. C 25 D 21/12, 1986.

Авторское свидетельство СССР N 1038386, кл. C 25 D 21/12, 1982.

Использование: изобретение относится к технологии электролитического серебрения и может быть использовано в любой отрасли техники для получения тонких беспористых покрытий с высокой микротвердостью и декоративным эффектом. Сущность изобретения: покрытие наносят в четыре этапа, причем на первом этапе униполярными импульсами с периодом 60 - 100 мс, на втором - разнополярными импульсами с периодом 40 - 60 мс и соотношением амплитуд прямого и обратного токов от 3 : 1 до 5 : 1, на третьем и четвертом этапах - униполярными импульсами с периодами 180 - 220 мс и 10 - 20 мс соответственно.

СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО СЕРЕБРЕНИЯ, включающий помещение деталей в электролит серебрения, подачу импульсов тока, отличающийся тем, что процесс проводят в четыре этапа, причем на первом этапе используют униполярные импульсы с периодом 60 - 100 мс, на втором этапе разнополярные импульсы с периодом 40 - 60 мс и соотношением амплитуд прямого и обратного токов от 3 : 1 до 5 : 1, а на третьем и четвертом этапах используют униполярные импульсы с периодом 180 - 220 и 10 - 20 мс соответственно.