ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕДНОЙ ЛЕНТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ Российский патент 1998 года по МПК C25C1/12 C25D1/04 

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при производстве полутвердой медной ленты электролизом, преимущественно при производстве охлаждающих пластин и трубок для радиаторов двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известен способ изготовления ленты путем прокатки медных слитков между валками под давлением. Затем на высокопроизводительном автоматическом оборудовании из этой ленты изготавливаются пластины с просечками и трубки для радиаторов (ДВС) [1].

Недостатком этого способа является то, что чистая медь в процессе спекания трубок с пластинами отжигается. Поэтому ее перед прокаткой легируют разными добавками, естественно, ухудшая теплопроводность. Кроме того, из-за неравномерного зазора между валками катаная лента имеет большую разнотолщинность по ширине, увеличивающуюся с уменьшением толщины ленты. Для производства тонких лент требуется сложное прокатное оборудование, содержащее двадцать и более клетей.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения тонкой медной электролитической фольги, используемой в производстве фольгированных диэлектриков для печатных плат, путем электроосаждения меди из электролита на вращающийся барабан-катод. Электролит в известном способе содержит сульфат меди, серную кислоту, а также желатин и хлорид-ионы в качестве поверхностно-активных добавок, в количестве соответственно 0,001 - 0,005 г/дм³ и 0,005 - 0,1 г/дм³ [2].

Основными недостатками этого способа являются недостаточная прочность получаемой ленты, повышенная шероховатость (Ra = 1,5-3 мкм) одной из ее сторон, обуславливаемая наличием в электролите хлорид- ионов, специально вводимых для создания необходимой топографии поверхности для увеличения адгезии фольги к диэлектрику. Указанные недостатки обусловили непригодность полученной по известному способу ленты для изготовления охлаждающих трубок и пластин радиаторов ДВС на автоматическом оборудовании.

Цель изобретения - получение электролизом ленты с заданными физико-механическими свойствами, необходимыми для производства из нее охлаждающих трубок и пластин радиаторов ДВС без дополнительных операций.

Цель достигается тем, что электроосаждение медной ленты ведут из электролита, содержащего водный раствор сульфата меди, серной кислоты, желатин и хлорид-ионы при следующем соотношении основных компонентов, г/дм³:
CuSO₄ - 135,0 - 280,0
H₂SO₄ - 70,0 - 100,0
желатин - 0,001 - 0,003
Cl^- - 0,0001 - 0,001
H₂O - Остальное
Процесс получения медной ленты толщиной 0,02 - 0,18 мм осуществляли на барабанных электролизерах, предназначенных для производства медной электролитической фольги, путем электроосаждения меди на барабан-катоде из электролита, специально приготовленного согласно заявленной композиции. Процесс осуществляется при катодной плотности тока 30 - 40 А/дм² и температуре электролита 28 - 35^oC.

Пример. На барабанном электролизере (диаметр барабан-катода 0,9 м, ширина 1,2 м, глубина погружения в электролит 50%) при катодной плотности тока 35,4 А/дм² из электролита, содержащего, г/дм³: 150 CuSO₄; 90 H₂SO₄; 0,002 желатина; 0,0005 Cl^-; H₂O остальное, получали полутвердую медную ленту для пластин толщиной 0,04 мм при скорости вращения барабана 14,8 м/ч и при скорости вращения 3,9 м/ч - ленту толщиной 0,15 мм для трубок. Разнотолщинность лент по ширине 0,3 - 1,0%. Полученные ленты имели временное сопротивление разрыву 650 - 670 Н/мм², параметр шероховатости (Ra) обеих сторон ленты не превышал 0,5 мкм. При переработке лент на автоматических линиях радиаторного завода обнаружено хорошее, без сбоев работы линий, формование трубок и пластин, не изменяющих физико-механические свойства на операции спекания при температуре до 400^oC, что позволило рекомендовать электролитическую медную ленту в производство взамен катаной ленты.

В результате проведенных исследований установлено, что при концентрации хлорид-ионов в электролите более 0,001 г/дм³ получаемая лента имеет низкое (не более 400 Н/мм²) временное сопротивление разрыву и высокую шероховатость одной из сторон (Ra более 3 мкм). Испытание ее на автоматических линиях радиаторного завода показало отрицательный результат из-за постоянных остановок линий вследствие разрыва лент.

При концентрации желатина в электролите менее 0,001 г/дм³ или при его отсутствии получаемая лента также не годится для использования в технологии изготовления трубок и пластин радиаторов охлаждения ДВС, поскольку она сильно отжигается на операции спекания, что приводит к снижению жесткости остова радиатора.

Использование изобретения позволяет электрохимическим способом на оборудовании для производства медной фольги, используемой в электротехнической промышленности, получать медную ленту полутвердого состояния с заданными физико-механическими свойствами, необходимыми для производства трубок и пластин для радиаторов охлаждения ДВС.

Электролит может быть использован при производстве медной ленты электролизом, преимущественно при производстве охлаждающих пластин и трубок для радиаторов двигателей внутреннего сгорания. Электролит для производства медной ленты электролизом содержит водный раствор сульфата меди, серной кислоты и желатин при следующем соотношении компонентов, г/дм³: сульфат меди 135,0 - 280,0; серная кислота 70,0 - 100,0; желатин 0,001 - 0,003; вода остальное. Он позволяет получить медную ленту малой толщины с заданными физико-механическими свойствами.

Электролит для производства медной ленты электролизом, преимущественно для радиаторов охлаждения двигателей внутреннего сгорания, содержащий водный раствор сульфата меди, серной кислоты, желатин, отличающийся тем, что он содержит компоненты при следующем соотношении, г/дм³:
Сульфат меди - 135,0 - 280,0
Серная кислота - 70,0 - 100,0
Желатин - 0,001 - 0,003
Вода - Остальноео