СПОСОБ ПОЛИРОВАНИЯ МЕДИ И СПЛАВОВ НА ЕЕ ОСНОВЕ Российский патент 1999 года по МПК C25F3/22 

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть применено в процессах электрополирования в различных областях техники: в электротехнической промышленности, в приборостроении и в декоративных целях при производстве товаров народного потребления из меди и ее сплавов.

Известен способ электрохимического полирования меди [1], по которому полирование ведут на аноде в потенциостатическом режиме при напряжении 1,8 - 2,5 В, плотности тока 1,5 - 4,0 А/дм² и температуре 17 - 30^oC в электролите, содержащем, мас.%:
Ортофосфорная кислота - 70 - 85
Металлический алюминий - 0,05 - 2,0
Известен способ полировки изделий из медных сплавов [2], по которому обработку ведут в течение 0,5 мин при плотности тока 30 А/дм² и температуре 25^oC в растворе состава, мас.%:
Фосфорная кислота - 81 - 87
Серная кислота - 5 - 7
Триэтаноламиновая соль алкилсульфата - 0,5 - 2,0
Вода - Остальное
Недостатком аналога является высокая агрессивность и токсичность используемых электролитов, сложность утилизации и регенерации отработанных растворов, а также сложная предварительная подготовка образцов, включающая многократное обезжиривание, декапирование.

Наиболее близким по технологической сущности к заявляемому является способ анодного полирования изделий из меди и медных сплавов с помощью электролита [3], содержащего фосфорную кислоту и ионы меди, заключающийся в том, что изделия последовательно пропускают через две ванны, заполненные электролитом, содержащим 75 - 90 мас.% фосфорной кислоты, 0,05 - 2,5 г ионов меди на 1 л фосфорной кислоты и добавки органических соединений. При этом первую ванну поддерживают при температуре 70 - 100^oC и процесс проводят при анодной плотности тока 0,1 - 2 мА/см², а во второй ванне поддерживают температуру на входе 10 - 30^oC и на выходе 60 - 140^oC (3). Рабочее напряжение регулируют в пределах 1,5 - 2,5 В.

Недостатком прототипа является высокая агрессивность и токсичность используемых электролитов, а также их паров при температуре обработки (до 140^oC), а также сложность утилизации и регенерации отработанных растворов.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является снижение агрессивности и токсичности электролитов, а также облегчение их регенерации.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе полирования меди и сплавов на ее основе, включающем двухстадийную электролитическую анодную обработку, в отличие от прототипа, образец обрабатывают на первой стадии в течение 3 - 10 мин при напряжении 300 - 360 В и температуре 60 - 90^oC в растворе:
Фосфат аммония - 3 -6 мас.%
Фосфорная кислота - до pH 5 - 7
Вода - Остальное
На второй стадии - в течение 10 - 30 с при напряжении 320 - 360 В и температуре 70 - 90^oC в водном растворе, содержащем, мас.%:
Фосфат аммония - 3 - 5
Тартрат K, Na - 1 - 3
Вода - остальное.

На первой стадии происходит основное удаление металла с поверхности, при этом продукты растворения металлов не накапливаются в растворе, так как в данном интервале pH фосфаты меди, цинка, никеля и других металлов, входящих в медные сплавы, плохо растворимы и выпадают в осадок, что значительно облегчает регенерацию раствора.

На второй стадии удаляется оксидный слой с выровненной поверхностью, которая приобретает естественный цвет и зеркальный блеск. Небольшое время обработки на второй стадии значительно увеличивает срок использования электролита.

Пример конкретной реализации способа.

Пример.

Медный образец погружают в электролит состава:
(NH₄)₃PO₄ - 5 мас.%
H₃PO₄ - до pH 5
Вода - Остальное
нагретый до 80^oC. Обработку ведут при напряжении 300 В в течение 4 мин. Затем образец помещают в электролит состава, мас.%:
(NH₄)₃PO₄ - 5
Тартрат K, Na - 3
Вода - Остальное
нагретый до 80^oC, обрабатывают при напряжении 340 В в течение 15 с.

После обработки поверхность имела цвет, присущий меди, и зеркальный блеск.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет осуществить электрополирование меди и сплавов на ее основе. При этом исключается использование токсичных реактивов и концентрированных кислот.

Источники информации
1. А.с. N 1768674, МКИ 5 C 25 F 3/22, опубл. БИ N 38, 1992 г.

2. А.с. N 1788100. МКИ 5 C 25 F 3/22, опубл. БИ N 2, 1993 г.

3. D.E. N 2322311, МКИ 5 C 25 F 3/22, опубл. 1975 г.

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть применено в процессах электрополирования в различных областях техники: в электротехнической промышленности, в приборостроении и в декоративных целях при производстве товаров народного потребления из меди и ее сплавов. Деталь обрабатывают на первой стадии в течение 3 - 10 мин при напряжении 300 - 360 В и температуре 60 - 90°С в растворе состава: фосфат аммония 3 - 5 мас.%, фосфорная кислота до рН 5 - 7, вода остальное, на второй стадии - в течение 10 - 30 с при напряжении 320 - 360 В и температуре 70 - 90° С в водном растворе, содержащем мас.%: фосфат аммония 3 - 5, тартрат К,Na 1 - 3, вода остальное. Предложенный способ позволяет расширить технологические возможности за счет обработки цветных металлов и сплавов, а также снизить агрессивность и токсичность электролитов.

Способ полирования меди и сплавов на ее основе, включающий двухстадийную электрохимическую анодную обработку, отличающийся тем, что обработку проводят на первой стадии в течение 3 - 10 мин при напряжении 300 - 360 В и температуре 60 - 90^oC в растворе состава:
Фосфат аммония - 3 - 5 мас.%
Фосфорная кислота - До рН 5 - 7
Вода - Остальное
на второй стадии в течение 10 - 30 с при напряжении 320 - 360 В и температуре 70 - 90^oC в водном растворе, содержащем, мас.%:
Фосфат аммония - 3 - 5
Тартрат K, Na - 1 - 3
Вода - Остальное