Раствор для химического полированияМЕди и EE СплАВОВ Советский патент 1981 года по МПК C23F3/00 C09K13/06 

. Изобретение относится к химической обработке поверхности металлов в частности к полированию изделий из меди и ее сплавов. Из существующих механических, электрохимических и химических способов полирования деталей наиболее перспективньом является химическое полирование. Известен раствор для химического полирования меди и ее сплавов 1, который содержит серную кислоту,, перекись водорода с добавками моноэтилового зфира этиленгликоля, неионогенного.ПАВ и производных азолов при следующем соотношении компо нентов, г/л: Серная или азотная кислота 10-150 Перекись водорода 50-200 Моноэтиловый эфир гликоля10-20 Триазолы0,01-10 Неионогенные ПАВ 0,5-1 Метиловый или этиловый эфир эти ленгликоля 20 мл/л или вместо них 50 мл/л метилового или этилового спирта. Поверхность металла, обработанн таким раствором,получается иедоста Ш однородной в результате протравливания металла на различную глубину. Наиболее близким к предлагаемому до технической, сущности является раствор 2, содержащий серную кислоту, йерекись водоррда и поверхностноактивное вещество . Однако блеск поверхности низкий при этом съем металла довольно высокий. Цель изобретения - повышение блеска и снижение растравливания поверхности меди и ее сплавов. Для достижения указандюй цели в раствор, содержащий серную кислоту, перекись водорода, поверхностно-активное вещество и воду, в качестве ПАВ вводят гексафторокремниевые соли 2-алкил-1(2 -аминоэтил)-2-имидазолинов или 2-алкил-1(2-полиэтиленполиамин) -2-имидазолинов общей формулы . . N-CH,N-CHj 1 -СНа 2 били Я-((сИг CH CHaNH (iHtCHeNHVCH C faNHt, 20 4 . R Ид т С-гоН j n 1-5. 20 41 при следующем содержании компонен тов, г/л: Серная кислота (уд. вес, ) 50-100 Перекись водорода 100-150 Гексафторокремниевые соли 2-алкил-1 (2 -с1миноэтил)-2-имидазолинов или 2-алкил-1(2 -полиэтиленполиамин)-21-3-имидазолинов Гексафторокремниевые соли 2-ал -1(2 -аминоэтил)-2-имидазолинов п чают реакцией взаимодействия 2-ал кил-1 (2 -аминоэтил)-2-имидазолино с гек гафторокремниевой кислотой в среде ацетона при температуре 20 40°С и мольном соотношении исходн компонентов 1:1: -снг N-CHz + H2SiFj- -R-C И-СНг СНгСКг Нг caijCHj или имидазолин-основания 2-алкил .(2 -полиэтиленполиамин)-2-имидазо линов) обшей формулы: ЭТ-СЯг тг-снг (сНг CHe-NHJ „ СНг где R о т С:,оН. Растворы приготавливают, добав ляя в ванну к расчетному количест серной кислоты и перекиси водород предлагаемые добавки. Содержимое ванны тщательно перемещивают и до водят температуру рабочего раство ра до 30-4БС. Полированию подвер гают пластины размером 75 х100 мм Полирование в известных раство проводят в условиях, аналогичных санным выше. Конкретные условия полирования для каждого отдельного случая отр жены в примерах 1-18, результаты испытаний приведены в таблице. Пример 1. Состав раствор г/л: Серная кислота (d 1,84 г/см) Перекись водорода Гeкcaфтopioкpeмниeвaя соль 2-тетрадецил-1- -(2-ами ноэ тил)-2-имидазолинаПолирование обработанной пласт ны из технической меди марк-и М-3 (Си - 99,, Bi - 0,003%, Pb 05%) проводят в вышеуказанном ре при в течение 1 мин. Пример 2. Состав раствора, : Серная кислота (d 1,84 г/см) Перекись водорода Гексафторокремниевая соль 2-додецил-1-(2 -аминоэтил-2-имидазолиПолирование пластины из латуни ки Л-68 осуществляют при темперае раствора в ванне в тече30 сек. Пример 3. Состав раствора, : Серная кислота (d 1,84 г/см) Перекись водорода Гексафторокремниевая соль 2-децил-1-(2- . -аминоэтил)-имидазолина Вода До Г л. Полирование пластины из техничесмеди Марки М-3 проводят при тематуре ЗОС в течение 1 мин. Пример 4. Состав раствора, :Серная кислота (d 1,84 г/см)100 Перекись водорода 150 Гексафторокремниевая соль 2-децил-1-(2-аминоэтил) -2-имидазолина 3 ВодаДо 1 л Латунь марки Л-68 полируют при С в течение 30 сек. П р и м е р 5. Состав раствора. : Серная кислота (d 1,84 г/см) Перекись водорода Гексафторокремниевая соль 2-октадецил-1-(2 -аминоэтил)-2-имидазолина2Вода До 1 л Пластины из технической меди марки полируют при 35°С в течение 1 мин. . Пример 6. Состав раствора, : Серная кислота Id 1,84 г/см) Перекись водорода Гексафторокремниевая соль 2-октадецил-1-(2таминоэтил)-2-имидазолина2Вода . До 1 л Латунь марки Л-б8 полируют при С в течение 1 мин. Пример 7(используется извесй раствор) С( . Содержание компонентов, г/л: Серная кислота40 Перекись водорода 50

Аэотная кислота20

1-амино-1,2,3-триаэол 5 Метанол50 мл/л

Неионогенный ПАВ 2 мл/л ВодаДо 1 л

Полирование пластин из меди мар М-3 проводят при в растворе в течение 1 мин.

П р и лл е р 8. Состав раствора такой, как в примере 7.

Полирование пластин из латуни мки Л-68 проводят погружением их в раствор при 45С в течение 30 сек.

Пример 9. Состав раствора г/л:

Серная кислота

Ы 1,84 г/см)50

Перекись водорода 100 Вода До 1 л

Пластины из меди марки М-3 полируют цри в течение 1 мин.

Пример 10. Раствор приготовлен по рецептуре, приведенной в |Примере 9. Полирование пластины и латуни марки Л-68 проводят в течен 1 мин при температуре раствора-..ЗО

Пример 11. Состав раствор г/л:

Серная кислота,

(d 1,84 г/см) 60

Перекись водорода 90

2-тетрадецил-1(2 -диаминодиэтил)-2-имидазолина2

ВодаДо 1 л

Полирование пластины из меди маки М-3 проводят при в течение 1 мин.

Пример 12. Состав раствора г/л:

Серная кислота

(d 1,84 г/см)

60 90

Перекись водорода

2-тетрадецил-1(2 -диаминодиэтил)-22 1 л

-имидазолииа

ВодаДо

Полирование пластины из латуни Л-68 проводили при 40с в течение 1 мин.

Пример 13. Состав раствор .г/л:

Серная кислота50

Перекись водорода 100

2-децил-1(2 -гекса.аминоэтил)-2-имидазолина. 1

ВодаДо 1 л

Полирование -пластины из меди маки М-3 проводят при в течение 1 мин.

Пример 14. Состав раствор г/л:

Серная кислота

(d 1,84 г/см) 100

Перекись водорода . 150

2-децил-1(2 -гексааминоэтил)-2-имидазолина .2 .

ВодаДо 1 л

Полирование пластины из латуни марки Л-68 проводят при 45с в течение 30 сек.

Пример 15. Состав раствора, г/л:

Серная кислота

(d 1,84 г/см)50

Перекись водорода 100 2-октадецил-1(2-диаминодиэтил)-2-ими0дазолина1

Вода До 1 л

Полирование пластины из меди марки М-3 проводят при 30°С в течение 1 мин.

5

Пример 16. Состав раствора, г/л:

Серная кислота

(d 1,S4 г/см)50

Перекись водорода 150 2-октадецил-1(2-ди0аминодиэтил) -2-имидазолина2

ВодаДо 1 л

Полирование пластины из латуни марки Л-68 проводят при 45с.в тече5ние 30 сек.

Пример 17 (используется известный раствор 2).

Состав раствора,авес.: Перекись водорода 15

0 Серная -кислота (d 1,84 г/см) 9,95 Этанол5

Неионогенное ПАВ . 0,1 ВодаОстальное

5

Полирование пластины проводят при

45С в течение 30 сек для меди марки М-3.

Пример 18 (раствор такой, как в примере 17).

0

Состав раствора, вес.%: Перекись водорода 15 Серная кислота

(d 1,84 г/см)9,95

Этанол 5

Неионогенное ПАВ0,1

5

ВодаОстальное

Полирование пластины из латуни марки Л-68 проводят при 45 С в течение 30 сеК.

Раствор, согласно изобретению,

0 для химического полирования меди и ее сплавов содержит гексафторокремниевые соли 2-алкил-(2-аминоэтил)-2-имидазолинов. Это катионоактивные органические вещества или имидазо5лин-основания 2-алкил-(2 -полиэтиленполиамин) -2-имидазолинов, которые в сернокислых растворах образуют сернокислые соли (в растворах других кислот, например в азотной - соответственно азотнокислые соли и т.д.).

0 Основная роль, как видно из таблицы, принадлежит органическому катиону, что подтверждается кулоностатическими и импедансометрическими измеi, рениями.

5

В известном растворе 2 в состав входят спирты (метанол, этанол) вещества молекулярного типа, а также неионо енное ПАВ, действующее, как и спирты, по молекулярному механизму.

Следовательно, механизм действия катионоактивных веществ и веществ молекулярного типа различный, что и наблюдается из результатов эксперимента. Важным фактором является уменьшение съема металла (е 0,350,37 мкм/мин в Чистом растворе до 0,16-0,20 мкм/мин в присутствии добавок).

Оптимальная добавка находится в пределах 1-3 г/л. Увеличение концен-. трации почти не влияет на качество обрабатываемой поверхности.

Как следует из таблицы, предлагаемый раствор по сравнению с йзвест ным позволяет получить поверхность с высоким коэффициентом отражения света при незначительном съеме металла, использовать для обработки заготовки с шероховатостью на 1 класс ниже, что в итоге снижает се.бестоимость деталей. Формула изобретения Раствор для химического полирования меди и ее сплавов, содержащи серную кислоту, перекись водорода воду и поверхностно-активное вещес во, отличающийся тем, что, с целью повышения блеска и сн .: снг If-C3l2 -HzSiFe СНгСНгМНг Т 2.. п 1-5 при следующем соотношении компоне тов , г/л: Серная кислота (d 1,84-Г/см) 50-100 Перекись водорода 100-150 Гексафторокремниевые соли 2-алкил-1-(2-аминоэтил)-2-имидазолинов или и жения растравливания поверхности, он в качестве поверхностно-активноо вещества содержит гексафторокремниевые соли 2-алкил-1-(2 -аминоэтил) .-2-имидазолинов или 2-алкил-1-(2-полиэтиленполиамин)-2-имидазолинов общей формулы Tf-CK, tl-CKz (СНгСШ:г11й)п Oi CHzHHz 1 2-алкил-1(2 -полиэтиленполиамин)-2-имидазолинов1-3Источники информации, принятые во внимание -при экспертизе 1,Патент США № 3,,156-20, опублик. 1976, 2.Патент Великобритании 1,164.347, кл. С 7 V, опублик. 17.09,69.