способ меднения алюминия
Классы МПК: | C25D5/10 нанесение покрытий несколькими слоями одинаковых или различных металлов |
Автор(ы): | Лукомский Ю.Я., Румянцев Е.М., Зеленюк Ю.И., Манукян А.С., Невский О.И., Колодько Г.Н., Грибков М.А. |
Патентообладатель(и): | Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - дочернее предприятие Государственного унитарного предприятия Военно- промышленного комплекса "МАПО" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-01-30 публикация патента:
20.10.2003 |
Изобретение относится к области нанесения на алюминий металлических покрытий, в частности медных, гальваническим способом. Медные покрытия могут быть использованы как в качестве подслоя, так и в качестве самостоятельного покрытия. Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке способа меднения алюминия с улучшенным процессом затягивания поверхности основного металла пленкой меди, а также в увеличении скорости процесса меднения. Технический результат достигается путем использования электролита, содержащего, г/л: CuSO45Н2О 45-55, Na4P2О710Н2О 200-240, KNO2 10-15, и режима осаждения меди, включающего предварительную выдержку деталей в электролите и две стадии электролиза с прерыванием тока между ними. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Способ электролитического меднения изделий из алюминия, включающий нанесение покрытия в электролите, содержащем, г/л:CuSО45Н2О - 45-55
Na4P2О710Н2О - 200-240
КNO2 - 10-15
при температуре 55-65oС, отличающийся тем, что изделия предварительно выдерживают в электролите, а покрытие наносят в две стадии электролиза с прерыванием тока между ними. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительную выдержку в электролите проводят в течение 1-3 мин, на первой стадии электролиза слой меди наносят при плотности тока 0,2-0,4 А/дм2, делают перерыв в течение 1-3 мин, а вторую стадию электролиза проводят при плотности тока 0,3-1,0 А/дм2.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области нанесения на алюминий металлических покрытий, в частности медных, гальваническим способом. Медные покрытия могут быть использованы как в качестве подслоя, так и в качестве самостоятельного покрытия. Известен способ меднения алюминиевых изделий в цианистых электролитах [1] , включающий подготовительные операции двукратной цинкатной обработки в растворе состава, г/л:ZnSO4 (в пересчете на цинк) - 25 - 30
NaOH - 120 - 140
Температура, oС - 18 - 25
Выдержка, с - 30 - 40
Недостатком аналога является токсичность цианистых электролитов. Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности признаков, то есть прототипом, является способ гальванического меднения [2], включающий операции нанесения медного покрытия на очищенные детали в электролите, г/л:
CuSO45Н2O - 45 - 55
Na4P2O710H2O - 200 - 240
KNO2 - 10 - 15
Температура,oС - 55 - 65
Покрытие в прототипе наносится при постоянной плотности тока, выбранной в пределах 0,2-0,6 А/дм2. Недостатком прототипа является медленное затягивание поверхности основного металла осадком меди. При наличии дефектов структуры основного металла (пористости, интерметаллических включений) это приводит к повышенной пористости покрытия или для тонких покрытий - к непрокрытию основного металла. Кроме того, прототип обладает низкой производительностью. Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке способа меднения алюминия с улучшенным процессом затягивания поверхности основного металла пленкой меди, а также в увеличении скорости процесса меднения. Технический результат достигается путем использования электролита, содержащего, г/л:
CuSО45Н2O - 45 - 55
Na4Р2O710H2O - 200 - 240
KNO2 - 10 - 15
Температура, oС - 55 - 65
в котором используют новый режим осаждения меди, включающий предварительную выдержку изделия в электролите в течение 1-3 минут и две стадии электролиза с прерыванием тока между ними. На первой стадии электролиза слой меди наносят при плотности тока 0,2-0,4 А/дм2, делают перерыв 1-3 мин. Вторая стадия электролиза выполняется при плотности тока 0,3-1,0 А/дм2. Предварительная выдержка изделия в электролите позволяет стабилизировать достигаемый технический результат. Нанесение покрытий в два слоя с перерывом в процессе электролиза улучшает прокрываемость изделий. Использование повышенной плотности тока при нанесении второго слоя, кроме того, увеличивает общую производительность процесса меднения алюминия. Подтверждением возможности осуществления заявляемого способа является разработанный и используемый на предприятии заявителя техпроцесс нанесения гальванического покрытия в виде медного подслоя на сложнопрофильные подготовленные алюминиевые детали для фазовращателей. Качество полученных медных покрытий оценивали по внешнему виду в соответствии с требованиями ГОСТ 9.301-86 и по сцеплению с основным металлом согласно ГОСТ 9.302-88. Процесс проводился на автоматизированной установке пирофосфатного меднения АУПМ, выполненной из полипропилена, в заявленном выше электролите при оптимальном значении рН раствора, равной 7,5. Нанесение покрытия проводилось в 4 этапа:
1. Выдержка деталей в электролите без тока. 2. Нанесение первого слоя покрытия толщиной приблизительно 6 мкм. 3. Выдержка деталей в электролите без тока. Проверка толщины гальванопокрытия и визуальная оценка качества покрытия на деталях (при необходимости). 4. Нанесение второго слоя покрытия толщиной приблизительно 6 мкм. В таблице приведены параметры и результаты техпроцесса в двух его вариантах проведения. Разработанный техпроцесс позволил исключить такой вид брака, как непрокрытие деталей и, следовательно, перепокрытие. Функциональные свойства гальванопокрытия свидетельствовали об уплотнении кристаллической решетки медного подслоя и повышении его равномерности по площади детали. Сцепление с основным металлом в обоих вариантах соответствовало ГОСТ 9.302-88. Использование заявленного способа не требует уникальных материалов и специальных технологий. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Ямпольский А.М., Ильин В.А. "Краткий справочник гальванотехники", - Л., "Машиностроение", 1981 г. 2. Лукомский Ю.Я., Горшков В.К. "Гальванические и лакокрасочные покрытия на алюминии и его сплавах", изд. "Химия", Ленинград, 1985 г., стр.59-60.
Класс C25D5/10 нанесение покрытий несколькими слоями одинаковых или различных металлов