Краткий справочник гальванотехника - 1993 - Ильин. Справочник гальванотехника санктПетербург " политехника"
 Скачать 3.02 Mb.
|
Глава 8ПОКРЫТИЯ ДРАГОЦЕННЫМИ МЕТАЛЛАМИ20. СеребрениеСеребро обладает самой высокой электро- и теплопроводностью по сравнению с другими металлами, поэтому серебряные покрытия широко применяются в электротехнической и радиоэлектронной промышленности для обеспечения хороших электрических контактов и проводниковых систем. Серебро устойчиво в различных средах, но в присутствии сернистых соединений во влажном воздухе образуются коричневые и черные пленки сульфидов серебра. Толщина серебряного покрытия, определяемая отраслевыми стандартами, находится в пределах 6—24 мкм. Для получения серебряных покрытий применяют в основном цианидные, роденидные, пирофосфатные, йодистые электролиты. Скорость осаждения серебра представлена в табл. 113. Цианистые электролиты. Основные компоненты электролита — дицианоргентат калия KAg(CN)2, свободный цианид калия KCN и карбонат калия К2СО3. Выход по току в электролитах близок к 100%. Электролиты характеризуются большой ядовитостью, как и другие растворы, содержащие свободный цианид калия. В табл. 114 приведены наиболее распространенные цианидные электролиты. Электролит № 1 рекомендован ГОСТ 9.305—84 и является самым распространенным для покрытия различных деталей. Электролит № 2 обеспечивает получение твердых износоустойчивых блестящих покрытий. Электролит № 3 и 4 — электролиты блестящего серебрения, отличающиеся более простым составом и стойкостью покрытия против потемнения. При наличии дицианаргентата в качестве готового продукта приготовление электролитов значительно облегчается, однако чаще всего приходится готовить электролиты из азотнокислого серебра (AgNO3). В этом случае в отдельных порциях обессоленной воды растворяют AgNO3, и KCN, эатеда при перемешивании в раствор KCN вводят раствор AgNO3. Образующийся в начале осадок AgCN растворяется в избытке KСN. Карбонат калия в большинстве случаев не вводят, так как он накапливается в про- Таблица 113. Скорость осаждения серебра при выходе по току 100%
Таблица 114. Состав цианидных электролитов серебрения и режим работы
цессе эксплуатации ванн. Присутствие ионов NО3– в электролите отрицательного действия не оказывает. Электролиты № 3 и 4 приготавливаются аналогичным образом, блескообразователи каптакс и эльдин вводятся в готовый электролит. Более сложна методика приготовления электролита № 2: вначале производится химическая очистка раствора KCN, для этого в него добавляют 1—2 мл/л 30%-ного Н2О2 и через 12 ч вводят 1—2 г/л активированного угля. Раствор затем фильтруют и при перемешивании вводят раствор AgNO3. Селен растворяют отдельно в растворе, содержащем 160—260 г KCN в расчете на 79 г и прибавляют к электролиту. Дисператор НФ сначала упаривают, сухой остаток просушивают при температуре менее 90 °С. Навеску высушенного вещества размельчают, растворяют в горячей воде и вводят в электролит. Блескообразующие добавки вводят в последнюю очередь. Серебрению обычно подвергают детали из латуни, бронзы, а также медленные детали из углеродистой стали, алюминиевых сплавов, титана и других металлов. При погружении таких деталей в электролит происходит контактное выделение серебра по реакции Cu + 2Ag+  2Ag + Cu2+,в результате этого прочность сцепления осажденного серебра резко снижается. Таблица 115. Основные неполадки при серебрении в цианидных электролитах
Для улучшения сцепления серебряного покрытия производят обычно предварительное серебрение в электролите следующего состава (г/л): серебро металлическое — 1—3; калия цианид — 70—90; калия карбонат — 20—30. Температура 18—25 °С, катодная плотность тока 2 А/дм2, продолжительность обработки 1— 3 мин. Далее без промывки детали перегружают в основную ванну. Основные неполадки, встречающиеся при серебрении в цианидных электролитах, представлены в табл. 115. Корректирование электролитов осуществляется по данным химического анализа и рекомендациям по устранению неполадок. После многолетней эксплуатации цианидных электролитов серебрения наблюдается заметное ухудшение качества серебряных покрытий и нестабильность электролита. Это явление связано со многими причинами, в том числе: накоплением карбонатов, накоплением органических веществ из материалов для изоляции Таблица 116. Составы нецианистых электролитов серебрения и режим работы
подвесок и изоляцией отдельных участков деталей от осаждения на них серебра, образованием продуктов окисления цианидов и блескообразователей и т. п. При ликвидации старого электролита необходимо полностью извлечь из него серебро, для чего рекомендуется следующий способ. Вначале на электродах из хромоникелевой стали электролитически осаждают основную массу серебра при катодной плотности тока 0,5 А/дм2, снижая ее по мере выработки серебра до 0,05А/дм2. Аноды также изготовлены из хромоникелевой стали. После снижения концентрации серебра до 5—7 г/л электролиз продолжают при плотности тока 5—10 А/дм2, получая серебро в виде порошка, доводя концентрацию серебра до 0,3—0,5 г/л. Завершающей стадией процесса является разрушение цианидов гипохлоритом в щелочной среде и осаждение остатков серебра в виде AgCl по реакции 2CN– + 5СlO– + 2ОН– N2 + 2СО32– + 5Сl– + Н2О.Ионы хлора связывают серебро: Cl– + Ag+ AgCl.Осадок AgCl очень загрязнен железом, никелем, медью, поэтому его отмывают в соляной кислоте и используют для корректировок нового электролита. Нецианистые электролиты. Состав нецианистых электролитов приведен в табл. 116. Электролиты № 1 и 2 отнесены к нецианистым, так как не требуют для их приготовления цианидов. Анодный процесс в них происходит с образованием аниона Ag(CNS)2, однако освободив- шиеся при разряде ионов серебра анионы CN–, взаимодействуя с анионами Ag(CNS)2–, образуют исходный анион Ag(CN)2– по схеме Ag(СNS)2– + 2CN– Ag(СN)2– + 2CNS–.Роданид калия служит, таким образом, активатором анодного процесса, так как свободных ионов CN–, которые в цианидных электролитах обеспечивают активное растворение анодов, в этих электролитах очень мало. Рассеивающая способность электролитов и структура покрытий практически не отличаются от таких же параметров цианидного электролита. Электролит № 3 (йодидный) рекомендуется для использования в лабораторных условиях или при очень малом объеме производства, так как скорость осаждения серебра очень малая (0,07— 0,12 мкм/мин). Защита серебра от потемнения. Как указывалось выше, серебро быстро темнеет в атмосфере, содержащей различные соединения серы. Наиболее простым способом защиты серебра является химическое пассивирование в 1%-ном растворе бихромата калия K2Cr2O7 или в 5%-ном растворе ингибитора И—I—Е при комнатной температуре и выдержке в течение 20 мин. Более надежным является катодная обработка серебряных деталей в электролите, содержащем 100—150 г/л хромовокислого калия и 1—2 г/л кальцинированной соды; величина рН должна быть в пределах 8—9. Катодная плотность тока 4—8 А/дм2. Продолжительность обработки 10—15 мин. Весьма распространен способ защиты от потемнения упаковкой деталей в пленку ПЭ (ГОСТ 10354—73), ПХВ или в бумагу МБШ-3-40 (ГОСТ 16295—82). Декоративную отделку серебряных покрытий под старое серебро производят погружением деталей на 2—3 мин в раствор серной печени концентрацией 20—30 г/л при температуре 60—70 °С. Серную печень готовят сплавлением одной части серы с двумя частями поташа (К2СО3) в течение 15—20 мин. Полученную массу растворяют в теплой воде. Высохшую тонкую пленку сульфида серебра слегка крацуют латунными щетками до просветления металла на выпуклых частях изделия. Электроосаждение сплавов серебра. Серебро обладает самым низким переходным электрическим сопротивлением при контакте серебряных деталей друг с другом даже при самых малых нагрузках, однако при большом числе сочленений покрытие стирается. Для повышения твердости, износостойкости и стойкости против потемнения, а также придания покрытию ряда специфических свойств, например антифрикционных, термостойкости и т. п., применяют покрытия из сплавов серебра с другими металлами. В табл. 117 приведены некоторые физико-механические свойства различных сплавов серебра. В табл. 118, 119 приведены состав электролитов и режим осаждения наиболее распространенных сплавов серебра. Удаление дефектных покрытий серебра и его сплавов производят в смеси Таблица 117. Физико-механические свойства покрытий серебром и его сплавами
Таблица 118. Состав и режим осаждения сплава серебро—сурьма в цианидных электролитах
концентрированных серной и азотной кислот в соотношении 19:1 при 60—80 °С; загружая детали в сухом виде. Извлечение серебра из ванн-сборников можно производить методом внутреннего электролиза, для чего в них завешиваются электроды из коррозионно-стойкой стали марки 12Х18НЯТ и Таблица 119. Состав и режим осаждения сплавов серебро с палладием, медью и никелем
магния марок МЛ1, МЛ8. Все электроды соединяются медной проволокой, и в результате работы короткозамкнутого элемента Mg (раствор) — коррозионно-стойкая сталь на электроде из коррозионно-стойкой стали осаждается серебро в виде металлической фольги, а магний растворяется. Серебренные листы коррозионно-стойкой стали рекомендуется использовать в качестве анодов для возврата серебра в электролит. Извлечение серебра из сборников возможно также методом упаривания. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||