ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ СПЛАВА МЕДЬ-ОЛОВО Российский патент 1995 года по МПК C25D3/58 

Изобретение относится к нанесению покрытий электролитическим способом, в частности к составу электролита для осаждения покрытий из сплава медь-олово, и может быть использовано для покрытия белой бронзой изделий из медно-никелевых сплавов (столовые приборы, изделия посудной группы, электрические контакты, ювелирные изделия и др.).

Известны электролиты для нанесения покрытий из сплава медь-олово, содержащие в своем составе цианистые соединения меди [1].

Однако, данные электролиты являются токсичными и экологически вредными, а также непригодными для нанесения покрытий на изделия, имеющие контакт с пищевыми продуктами и телом человека.

Известен электролит [2] для нанесения блестящих покрытий из сплава медь-олово, который имеет следующий состав, г/л: Соль меди 1-30 Соль олова 5-40
Пирофосфат
щелочного металла 100-500
Один или более
водорастворимый
полимер, например
поливинилового спирта и его производных 0,01-1,0
Одно или более
альдегидное соединение 0,1-1,0
Комплексообра- зователь 0,1-10
Однако этот электролит содержит дорогие и дефицитные компоненты и трудоемок в приготовлении.

Известен также электролит [3], содержащий триполифосфат (ТПФ) натрия - 0,55 моль/л (200 г/л), сульфат меди - 0,07 моль/л (17,5 г/л пятиводное) и двухлористое олово - 0,04 моль/л (9,1 г/л двухводное).

Недостатком электролита является то, что он не обеспечивает глянцевого покрытия и малотехнологичен, так как требует фильтрации через плотный узкопористый медленнофильтрующий фильтр для тонких осадков (при электролизе образуются дендриты) и длительной проработки, при которой происходит значительная выработка электролита.

Наиболее близким к предлагаемому электролиту является электролит, содержащий триполифосфат натрия (ТПФ) 0,55 моль/л (200 г/л), сульфат меди 0,094 моль/л (34 г/л), двухлористое олово 0,016 моль/л (6 г/л) и столярный клей 3 г/л [4].

Присутствие в указанном электролите столярного клея исключает возможность его применения для нанесения покрытия на изделия посудной группы, так как в его состав входят токсичные компоненты. Кроме того, столярный клей затрудняет осаждение меди и в большей степени олова, что ведет к увеличению содержания меди в покрытии и, как следствие, к изменению его цвета с ухудшением декоративных качеств.

Состав известного электролита не обеспечивает получения на изделиях блестящего серебристо-белого покрытия.

Изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегоcя в получении нетоксичного высококачественного блестящего серебристо-белого покрытия, пригодного для нанесения на изделия посудной группы, столовых приборов и ювелирных изделий.

Указанный технический результат достигается при использовании разработанного электролита для осаждения покрытий из сплава медь-олово, содержащим триполифосфат натрия, двухлористое олово, сульфат меди и клей в качестве добавки, в котором в качестве добавки используют казеиновый клей при следующем соотношении компонентов, г/л:
триполифосфат натрия 230-260
двухлористое олово 2-х водное 13-20
сульфат меди 5-ти водный 18-27,5 казеиновый клей 0,5-3,0
Для получения покрытия "белая бронза" с указанными свойствами состав сплава должен соответствовать 40% меди и 60% олова. Состав покрытия преимущественно зависит от количества солей меди и олова в растворе, поэтому их концентрация по металлу должна соответствовать нужному составу покрытия.

Введение в электролит добавки казеинового клея способствует получению высококачественных нетоксичных блестящих покрытий и сохранению стабильного состава электролита за счет образования устойчивого комплекса солей и олова, позволяющего вести электролиз с использованием нерастворимого анода, что делает процесс более технологичным и экономичным.

Для получения устойчивого раствора, пригодного для электролиза, в электролите должен быть достаточный избыток триполифосфата натрия. В этом электролите при концентрации сульфата меди 18-27,5 г/л и 13-20 г/л двухлористого олова, чтобы получить устойчивый раствор, концентрация ТПФ натрия должна быть 230-260 г/л, а введение его более 260 г/л не позволяет предел растворимости компонента. Снижение концентраций солей металлов ведет к уменьшению плотности тока и соответственно увеличивается время покрытия для получения нужной толщины осадка. Введение казеинового клея менее 0,5 г/л неэффективно, а при введении его более 3 г/л не улучшается качество поверхности.

Электролит готовят следующим образом.

ТПФ натрия растворяют в горячей 80-90^оС воде (в 3/4 нужного объема), охлаждают до комнатной температуры; в небольшом количестве теплой воды растворяют сульфат меди и охлаждают, затем к раствору сульфата меди приливают при перемешивании раствор ТПФ натрия и перемешивают до полного растворения осадка. В полученный раствор постепенно при перемешивании вводят нужное количество двухлористого олова и перемешивают до полного растворения осадка. Доливают раствор до заданного объема, затем фильтруют через суконный фильтр в рабочую ванну. Казеиновый клей разводят в небольшом количестве теплой воды и вводят в рабочую ванну.

Преимущество данного электролита состоит в том, что он экологически чист, нетоксичен, для его приготовления применяются недефицитные компоненты и более дешевые, чем в других известных электролитах. Электролит более технологичен, не требует частой корректировки на содержание солей, имеет высокий выход по току, способствует получению блестящих защитно-декоративных покрытий, заменяющих покрытия серебром.

В следующей таблице приведены составы заявляемого и известного электролита и характеристики получаемого покрытия.

П р и м е р. Покрытие "белая бронза" было получено на столовых приборах из мельхиора электролизом с использованием электролита, содержащего 260 г/л ТПФ натрия, 20 г/л двухлористого олова, 27,5 г/л сернокислой меди. Режим нанесения покрытия: рН 7, t=20^оС, d_k=0,8 а/дм², τ=1,5 ч. Использовались аноды из нержавеющей стали в чехлах из хлорина.

Применение данного электролита позволяет получить блестящие пластичные осадки толщиной до 28 мкм за 1,5 ч. Вытяжки растворов, полученных после кипячения столовых приборов, покрытых в этом электролите, в дистиллированной воде и уксусной кислоте, не содержат токсичных компонентов, а, следовательно, этот электролит может быть рекомендован для изготовления столовых приборов и изделий посудной группы из медно-никелевых сплавов и углеродистой стали взамен существующего в настоящее время цианистого электролита серебрения. Замена цианистого серебрения столовых приборов приведет к экономии дорогостоящего серебра и исключит из производства применение токсичных цианистых электролитов.

Изобретение относится к нанесению покрытий электролитическим способом, в частности к составу электролита для осаждения покрытий из сплава медь-олово, и может быть использовано для покрытия белой бронзой столовых приборов, изделий посудной группы, ювелирных изделий, электрических контактов, изготовленных из медно-никелевых сплавов. Электролит для нанесения покрытий из сплава медь-олово содержит, г/г: триполифосфат натрия 230 - 260, двухлористое олово двухводное 13 - 20, сульфат меди пятиводный 18 - 27,5 и казеиновый клей 0,5 - 3,0. 1 табл.

ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ СПЛАВА МЕДЬ-ОЛОВО, содержащий триполифосфат натрия, двухлористое олово, сульфат меди и клей в качестве добавки, отличающийся тем, что в качестве добавки клея используют казеиновый клей при следующем соотношении компонентов, г/л:
Триполифосфат натрия - 230 - 260
Двухлористое олово двухводное - 13 - 20
Сульфат меди пятиводный - 18,0 - 27,5
Казеиновый клей - 0,5 - 3,0
.