Способ для нанесения медно-цинковых покрытий на алюминий и сплавы на его основе и состав для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК C23C9/10 

(54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЙ

НА АЛЮМИНИЙ И ЕГОСПЛАВЫ И СОСТАВ I ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ2 Изобретение относится к химико-те мической обработке поверхности алюминия и сплавов на его основе, в частности к процессу нанесения медно цинковьгх покрытий. Известен способ получения латунны покрытий путем меднения изделий с по следующим их горячим цинкованием. С целью увеличения производительности труда процесс цинкования ведут при 600-80СР С в расплаве, содержащим 40% хлористого цинка и 60% хлоридов щелочноземельных металлов. Для получения равномерных латунных покрытий в расплав вводят 3% метафосфата натрия К недостаткам этого способа следует отнести двухстадийность процесса и необходимость применения распла ва для горячего цинкования, Извест ен также состав для диффузионного меднения алюминия и его спл вов, состоящий из меди и окиси алюминия, в который дополнительно с целью интенсификации насьпцения вводится окись меди и хлор1 стый аммоний. Недостатком этого состава является необходимость присутствия в нем по рошкообразной меди. Кроме того,при нагревании хлористый аммоний разлагается на аммиак и хлористый водород, которые аказывают вредное действие на обслуживающий персонал. Большие трудности возникают также при использовании предлагаемой среды для меднения деталей, имеющих большие габариты, так как необходим большой контейнер, в который помещается деталь и смесь. Наиболее.близким является способ, который заключается в том, что на изделие, с которого предварительно удалена окисная пленка, с целью улучшения смачивающего эффекта наносится липкий слой, а на него напыляется порошок галлогенида меди, после чего следует термическая обработка в течение 3 ч при температуре вьпие температуры разложения галлогеяида меди (430-450°С) , в процессе которой . происходит выделение меди и диффузия ее в поверхностный слой изделия.При этом образуется медная пленка толщиной 3-5 мкм. Удаление окисной пленки на алюминии осуществляется механической, химической или электрохимической обработкой. Обычно применяется последовательная обрабтотка поверхности в 50%Н0М. растворе NaOH при 70°С, 50%ном растворе HNOj, 10%-ном растворе NaOH при и 15%-ном растворе HNO. Для получения липкого слоя применяются алициклические спирты (циклогексанол, метилциклогексанол и т. п.) К недостаткам этого способа следует отнести предварительную сложную химическую обработку изделия в раство pax щелочи и кислоты, что затрудняет его практическое применение. Кроме то го, для создания липкого слоя используются алициклические спирты (циклогексанол и т.п., которые обладают .сильным запахом и вредным для здоровь обслуживающего персонала. Цель изобретения - упрощение технологии обработки за счет ликвидации предварительной химической обработки Это позволнГг существенно упростит процесс нанесения покрытий при высо ком качестве образующегося покрытия, улучшение условий труда за счет исключения применения алициклических спиртов, Все это сделает возможным широкое промышленное внедрение предл гаемого способа. Поставленная цель достигается тем чтЬ детали из алюминия и его сплавов предварительно покрывают липким слоем растворенного в воде поливинилового спирта и сушат в течение 2-5 мин,затем наносят любым способом порошок смеси из хлоридов меди и цинка,после чего производят нагрев на воздухе до 430-450 С и выдержку в течение 2-3 ч затем охлаждают до комнатной температуры и очицают изделие от остатков смеси,, В процессе нагрева детали поливини ловый спирт выгорает, кроме того,он практически не пахнет и не вреден для здоровья человека. После такой обработки на поверхности изделия образуется равноме1рное медно-цинковое покрытие толщиной 1015 мкм, обладающее хорошими технологи ческими свойствами. Оно не отслаивается при многократном изгибе образца до полного разрушения, покрытая медью поверхность легко лудится и паяется обычными мягкими припоями, например ПОС-40, При этом прочность паяного соединения определяется прочностью припоя . Смесь для нанесения медно-цинково го покрытия на изделия из алюминия или его сплавов состоит из 89-94 вес.% хлорида меди и 6-11 вес.% хлорида цинка... При нагревании хлористый цинк плавится при и стравливает окисную пленку на алюминии. После того, как температура достигла 430-450 С, происходит разложение хлорида меди и образование медного покрытия на поверхности изделия. Пример 1. Приготавливают исходную смесь из 94% хлорида меди и 6% хлорида цинка и тщательно ее перемешивают. Затем образец из алюминия или сплавов на его основе покрывают тонким слоем растворенного в воде винилового спирта и подсушивают 3-4 мин. Приготовленную смесь наносят равномерным слоем на образец, нагревают на воздухе до 430-450 с, вьщерживают 3 ч и охлаждают до комнатной температуры. Образец извлекают и очищают от остатков смеси. После такой химико-термической обработки обра зец приобретает желтый цвет. Толщина покрытия 10-15 мкм. П р и м е р 2. Приготавливают исходную смесь из 89% хлорида меди и 11% хлорида цинка и тщательно ее перемешивают. После этого образец покрывают тонким слоем растворенного в воде поливинилового спирта и подсушивают 3-4 шн. Приготовленную смесь наносят равномерным слоем на образец, нагревают на воздухе до и после 2 ч выдержки охлаждают до комнатной температуры. Толщина покрытия 1015 мкм. Примерз, Приготавливают исходную смесь из 91,5%. хлорида меди и 8,5% хлорида цинка и тщательно ее перемешивают. После этого образец покрывают тонким слоем растворенного в воде поливинилового спирта и подсушивают несколько минут. Затем наносят приготовленную смесь равномерным слоем на образец, нагревают на воздухе до 440 С и после 2,5 ч выдержки

охлаждают до комнатной температуры. Толщина покрытия 10-15 мкм.

Для проверки качества медно-цинкового покрытия, нанесенного предлагаемым способом проводят испытания при помощи разрыва предварительно медненньпс образцов, спаянных припоем ПОС40, с использованием в качестве флюса канифоли.

Испытанию подвергают стандартные образцы с шириной шейки 20 мм, толРазрьюное усилие, I Место разрыва

Образец .25225Н2

щиной 1 мм. Разрыв осуществляют на машине РМ-101 с максимальной величиной разрывного усилия 500 кгс и скоростью приложения нагрузки 20 мм/мин, ПоверхйЬсть образцов предварительно специально не подготавливают. Величина перехлеста 10-И мм, толщина припоя О,15 мм.

Результаты испытания приведеньг в таблице.

образом, можно сделать вы- вод что качество медно-цинкового покрытия, полученного по предлагаемому способу, не укудашлось. Предлагаемый способ нанесения медно-цинковых покрытий на алюрмний и сплавы на его основе упрощает процесс нанесения покрытия, повышает его технологичность и эффективность. Формула изобретения 1. Способ нанесения медно-цинковы покрытий на алюминий и его сплавы, включающий предварительное нанесение липкого слоя и последующее насыщение в п|)исутствии хлоридов меди при 430450 С, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии обработки, улучшения условий труда, в качестве липкого слоя наносят водный раствор поливинилового спирта, затем осуществляют сушку и проводят насьщ5ение в смеси хлоридов меди и цинка. 2. Состав для нанесения медно- цинковых покрытий, содержащий хлорид меди, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии обработки, он дополнительно содерлсит хлорид цинка при следующем соотношении компонентов, вес.%; Хлорид меди 89-94 Хлорид цинка 6-11.