СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ЛУЖЕНИЯ Советский патент 1936 года по МПК C25D3/30 

Применение щелочного электролита для гальванического покрытия оловом затруднено тем, что оловянные аноды легко пассивируются, покрываются не растворяющейся в электролите коркой окислов олова. Вследствие этого электролит быстро беднеет оловом.

Кроме того, в виду очень малой разницы потенциалов растворения олова в виде двух и четырехвалентного ( вольт и вольт) обычно в раствор переходят оба вида ионов, присутствие же в растворе даже малых количеств ионов двухвалентного олова ведет, как показывают исследования заявителей и работы ряда авторов, к образованию губчатых осадков на катоде. Для окисления появляющегося двухвалентного олова Оплингер рекомендует вводить в электролит раз-личные окислители (перекись водорода, пербораты и др.), а для улучшения процесса анодного растворения он применяет некоторый избыток щелочи и вводит соли слабых кислот, например, уксусной.

Произведенное заявителями изучение менизма пассивирования оловянных анодов дал им возможность подобрать условия, при которых анод даже в сильно щелочных электролитах посылает в раствор лишь ионы четырехвалентного олова с весьма высоким коэфициентом использования тока на аноде, достигающим 90% и выше. Не вдаваясь в теорию механизма анодного процесса, ниже приводятся эти условия работы.

В качестве электролита может служить раствор станната натрия, содержащий избыток щелочи, готовящийся, например, растворением 60 г четыреххлористого кристаллического олова и 50 г едкого натра в 1 литре воды. Отношение граммовой концентрации олова в пересчете на металлическое к граммовой концентрации едкого натра, титруемого по метил-оранту, в правильно приготовленном электролите должно лежать в пределах от 0,6 до 1,0. Анодом служит пластина металлического олова.

Чтобы олово переходило в раствор в виде четырехвалентного, необходимо на аноде образовать очень тонкую пленку окиси олова, обуславливающую повышение анодного потенциала до величины около +1,0 вольт.

Для этого можно поступить двояко: 1) в начале электролиза создать на аноде на короткое время (5-10 секунд) высокую плотность тока порядка 200 до 400 А на 1 м², при этом анод покрывается немедленно после включения тока золотистой, как бы побежалостью, тончайшей пленкой оловянных кислот, анод пассивируется и на нем начинается обильное выделение кислорода.

После этого плотность тока на аноде снижают до 50-150 А на 1 м² и при этих условиях ведут электролиз; 2) в начале электролиза оловянный анод погружают в электролит под током постепенно. На части анода, уже погруженной в электролит, плотность тока высока - на этой части образуется пленка. Погружая анод все глубже и глубже, образуют пленку на всем аноде.

Плотность тока для такого пассивирования и рабочая плотность тока должны быть тем выше, чем больше избыток свободной щелочи. Во все время электролиза анод должен оставаться покрытым золотистой пленкой, выделение кислорода должно быть очень слабым, едва заметным. В этих условиях олово идет в раствор исключительно в виде четырехвалентного в согласии с законом Фарадея. При отсутствии на аноде пассивной пленки она растворяется при слишком малой плотности тока или при выключении тока в раствор переходит олово в виде двухвалентного. Электролиз ведется при температуре 70-80° при катодной плотности тока от 50-400 А на 1 м² и выше) при движущемся катоде до 1000 А на 1 м²). Вследствие наличия избытка щелочи электоролит всегда остается прозрачным. Одинаковость катодного и анодного коэфициентов использования тока обусловливает постоянство состава электролита, отсутствие же двухвалентного олова обеспечивает высокое качество осадка олова на катоде.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в ненужности введения в электролит каких бы то ни было примесей и дабавок, возможности изменения состава электролита в больших пределах, неизменяемости состава ванны при длительной работе, высоком качестве покрытий в большом интервале плотностей тока, полном отсутствии губкообразования на катоде, возможности получения" осадков олова любой толщины, исключительно высокой рассеивающей способности электролита, простоте и легкости обслуживания ванны и ее контроля. Кроме того не требуется предварительного обезвоживания деталей перед покрытием.

Предлагаемый способ проверен заявителями в производственных условиях; на Харьковском велосипедном заводе и на Киевском заводе „Укркабель", на котором постановлено этот способ использовать для лужения медных проводов и кабеля.

Способ электролитического лужения с применением растворов щелочных станнатов, отличающийся тем, что, с целью растворения олова исключительно в виде четырехвалентного иона анод предварительно пассивируют применением анодной поляризации при повышенной плотности тока.