Электролит золочения Советский патент 1981 года по МПК C25D3/48 C25D3/62 

(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ЗОЛОЧЕНИЯ

Изобретение относится к гальвано стегии, в частности к электролитическому осаждению золотых покрытий контакт-деталей магни оуправляемых элементов (герконов) в качестве мягкой подложки под более твердое контактирующее покрытие путем частичного погружения изделий в электролит, например при погружении на малую глубину порядка 1-2 мкм. Известен электролит золочения, содержащий дицианоаурат калия, фосфорнокислый калий однозамещенный, лимонную кислоту и кобальт в виде комплексного соединения с этилендиаминтет рауксусной кислотой 1 J. Известен электролит золочения, содержащий дицианоаурат калия, фосфорнокислый калий одноэамещенный, лимонную кислоту, едкое кали, Л1тмоннокислый кобальт и пиридинсульфокислоту 2 В указанных электролитах комплексное соединение кобальта и лимоннокислый кобальт в сочетании с пиридинсульфокислотой являются блескообразователями. Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) и пиридинсульфокислота являются органическими веществами, которые в процессе электролиза разрушаются. Это обстоятельство сильно затрудняет поддержание постоянства состава этих органических веществ в электролите, способствует накоплению продуктов распада их в электролите и, следовательно, ведет к потере стабильности электролита в процессе его эксплуатации. Кроме того, ЭДТА является токсичным веществом, а пиридинсульфокислота способствует процессу пенообразования, что сильно затрудняет использование этого электролита дпя покрытия частично погруженных в него изделий, в частности при погружении на малую глубину порядка 1-2 мм, при этом невозможно достичь требуемой высоты покрытия изделий. Процесс ..осаждения в электролите с ЭДГА ведут при относительио больших плотностях тока (2-5 А/дм приводящих к увеличению количества выделяемого совместно с золотом вод рода, что практически исключает использование этого электролита для п крытия изделий., погруженны в электролит. Наиболее близким к изобретению п технической сущности является электр лит золоченияэ содержащий дицианоаурат калия,, пирофосфатокобальт калия, пирофосфат калия и сегнетову соль Однако покрытия} получаемые из д ного электролита с толщиной более 3 мкм, получаются шероховатые и, гла « ное, не олестящие, чаще всего с под г-аром. Кроме того, такой пирофосфатньгй электролит имеет довольно низкий выход по току ( 17-35%) 5 при этом низкая скорость осаждения покрытий ( мкм/ч) , недостаточна плотность тока (,2 А/дм), Недостатком указанного электролита являет ся и его низкая стабильность в работе, так как уже при незначительном отклонении величины рН происходит выпадение осадка основных солей кобальта в электролите. На состав получаемых осадков большое влияние оказывает изменение плотности тока, что вызывает затруднение в получени осадков постоянного состава в серий ном производстве Цель изобретения - повьштение тол щины и скорости осаждения покрытий и стабильности электролита. Указанная цель достигается тем, что электролит, содержащий дидианоа урат капия, пирофосфа калия и комп лексное соединение кобальта, дополнительно содержит фосфорнокислый ка лий однозамещенный и лимоннокислый калий двухзамещенный, а в качестве комплексного соединения кобальта лимоннокислый кобальт трехзамещеннь при следующем соотношении компонентов, г/л: Дицианоаурат калия (в пересчете на металл)8-12 Пирофосфат калия 60-72 Фосфорнокислый калий однозамещенный 16-20 Лимоннокислый калий двухзамещенный 75-85 Лимоннокислый кобальт трехзамещенный (в пересчете на металл)0,5-1 ,3 14 Пирофосфат калия способствует увеличению рассеивающей способности электролита, созданию мелкокристаллических осадков, что ведет к получеиию более стабильной толщины покрытия в каждом изделии и способствует осаждению покрытия с равномерной толщ;иной по всей покрываемой поверхности изделия. Это обстоятельство имеет особенно большое значение при покрытии изделий, частично погруженных в-электролит, а также служит для создания электропроводности электролита. Калий фосфорнокислый однозамещенный служит для создания электропроводности электролита и для поддержания постоянным значение рН: кобальт в виде кобальта лимоннокислого трехзамещенйого является блескообразующим ингредиентом, а также повьш1ает твердость и износоустойчивость покрытия: калий лимоннокислый двухзамещенный служит для поддержания постоянтшш значение рН и для создания электропроводности электролита.Пирофосфат калия, калий фосфорнокислый однозамещенный и калий лимоннокислый двухзамещенный представляет собой буферный компаунд. Данный электролит золочения позволяет получать блестящие покрытия толщиной до 10 мкм, Сжорость осаждения покрытий составляет 12-18 мкм/ч. При изменении значения |эИ выпадение осадка основных солей кобальта не происходит, что говорит о стабильности работы электролита, В течение 3 мес,работы через элект ролит объемом 3 л пропущено 355 А/ч (количество электричества), что составляет 118,3 А-ч/л. При этом получено шлама 0,578 г, что составляет 0,193 г/л. При длительном хранении (5 мес)из электролита объемом 0,5 л (контрольный электролит) в нерабочем состоянии выпадение осадков не наблюдается . Продолжительность продесса нанесения покрытий составляет в зависимости от плотности тока и рН 3-5 мин на осаждение 1 мкм. В качестве материала подложки, на которую наносится данное покрытие, служит пермаллой, ковар, никель и др. Процесс осаждения рекомендуется проводить при 30-40 С, рН 4,5-5,5. Указанный процесс осаждения возможно проводить при плотности тока 0,3-0,9 А/дм с нерастворимыми платиновыми) анодами, плотность .. . электролита составляет 1,1-1,45 г/см. 5 При.осуществлении процесса осаждени выход по току достаточно высок и го тавляет 6П-70%. Микротвердость покры тий составляет 150-180 кг/мм Ч Способ приготовления электролита заключается во взвешивании и растворении отдельно каждого компонента в небольших количествах воды (из ра чета в л воды растворяется 300 г солей) после чего все растворы сливаются вместе. При этом в одном стакане растворяется пирофосфат калия, калий лимоннокислый двухзамещенный, калий фосфорнокислый однозамещенный затем в отдельном стакане с дистиллированной водой, подогретой до 50 С растворяется кобальт лимоннокислый трехзамещенный. Далее проверяется рН всего раствора, доводится до значения 4,3-5,5 с помощью раствора фос форной кислоты (30%) и едкого калия (40%) , FTOTOM в отдельном стакане растворяется дицианоаурат калия из расчета 60-80 г/л по золоту, затем этот раствор вводится в емкость с общим раствором. Корректирование электролита по зо лоту производится ежесменно, исходя из количества запоженрых деталей и норм расхода на них, концентрированным раствором (50 г/л)дицианоаурата калия. Один раз в неделю проводится корректирование по результатам химического анализа на содер;чание золота в электролиту. Корректирование по кобальту лимон нокислому трехзамешенному, калия фос форнокислого однозамепгенного, пиро- фосфата калия, лимоннокислого двухзамещенного осуществляется путем ввода указанных компонентов в электр лит специальной корректирующей добав кой следующего состава, г/л: Пирофосфат калия 60-72 Лимоннокислый калий двухзамещенный 70-90

Состав электролита, г/л

Дицианоахрат калия (в пересчете на

металл)

Лимоннокислый кобальт трехзамещенный

(в пересчете на металл)

Пирофосфат калия

Лимоннокислый калий двухзамещенный

Фосфорнокислый калий однозамещенный

tn р и м е р ы rTrrirjrjjr

12 f

||гЗ

72

85 20 1 Фосфорнокислый калий однозамещенный 16-20 Лимоннокислый кобальт трехзамещенный 0,5-1,5 рН 4,5-5,5 Плотность,г/см 1,1-1,4 Корректирование производится ежесменно, исходя из количества покрытых деталей и норм расхода добавки, которые разрабатываются опытным путем для каждого вида деталей, исходя из площади и сложности поверхности. Плотность электролита измеряется ареометром ежесменно. Корректирование плотности электролита производится сухой солью калия лимоннокислого двухзамещенного в случае, если плотность ниже установленной нормы. Особенностью данного электролита является то, что на содержание компонентов, входящих в электролит, не. требуется проведение химического анализа (кроме золота). рН электролита показывает соотношение компонентов в заданных пределах, а плотность электролита - их количество. В табл.1.и 2 приведены состав электролита, режим и результаты электролиза. .Применение изобретения позволяет увеличить толщину получаемых блестящих покрытий, примерно в 3 раза, скорость осаждения покрытий - в 3-5 раз, улучшить стабильностьработы электролита. Помимо этого, данный электролит имеет очень высокий выход по току, высока плотность тока, что позволяет интенсифицировать процесс осаждеш1я. Ожидаемый экономический эффект после внедрения электрсшита в производство составит около 10 тыс.руб в год и будет получен в основном за счет увеличения производительности труда на операции золочения и повыения качества получаемых покрытий. Т .6. л и ц а J.

Режим и результаты электролиза

.рн

Температура, С

2 Плотность тока. А/дм

Толщина блестящего покрытия, Скорость осаждения, мкм/ч Микротвердость, кг/мм .Внешний вид покрытия

Формула изобретения

Электролит золочения, содержащий дицианоаурат калия, пирофосфат калия и комплексное соединение кобальта, отличающийся тем, что, с целью повьшения толщины и скорости осаждения покрытий и стабильности электролита, он дополнительно содержит фосфорнокислый калий однозамещенный и лимоннокислый калий двухзамещенный, а в качестве комплексного соединения кобальта - лимоннокислый кобальт трехзамещенный при следующем соотношении компонентов, г/л:

Дицианоаурат калия8-12

(в пересчете на металл) Пирофосфат калия60-72

Таблица

Примеры

Фосфорнокислый калий однозамещенный16-20

Лимоннокислый калий двухзамещенкый75-85

Лимоннокислый кобальт

трехзамещенный (в пересчете на металл)0,5-1,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. С 25 О 3/48, опублик, 1975,

3.Вячеславов П.М. Гальванотехника благородных и редких металлов. Л., Машиностроение, 1970, с.126. 157 166 187 182 Блестящее Блестящее Блестящее Блестящее