Краткий справочник гальванотехника - 1993 - Ильин. Справочник гальванотехника санктПетербург " политехника"
 Скачать 3.02 Mb.
|
21. ЗолочениеНазначение и свойства покрытий. Золото относится к группе металлов, особо устойчивых к воздействию кислот, щелочей и различных агрессивных сред. Золото растворяется только в таких сильных окислительных растворах, как царская водка (смесь соляной и азотной кислот) или же в расплавах свинца и олова, в ртути, образуя амальгамы. В качестве покрытия золото широко используется для декоративных целей в ювелирной и часовой промышленности. В радиоэлектронике золото применяется для покрытия различного рода контактов с целью обеспечения стабильного переходного сопротивления в самых жестких условиях эксплуатации. Толщина золотых покрытий устанавливается отраслевой документацией и колеблется в пределах от 1 до 20 мкм. Для покрытия деталей радиоэлектронной аппаратуры золото толщиной 0,5— 5,0 мкм наносится обычно по никелевому подслою, чтобы исключить диффузию меди в покрытие. Чистое золото, осажденное из цианистых электролитов, обладает твердостью 730—980 МПа и легко стирается, поэтому для Таблица 120. Состав электролитов золочения и режим работы
повышения износостойкости золотых покрытий вводят в электролиты добавки солей никеля, кобальта, меди, серебра. Эти же добавки вводят для получения золотого покрытия различных цветовых оттенков, что используется в ювелирной технике для повышения декоративных качеств. Для золочения разработаны электролиты различных типов: цианидные, железосинеродистые, цитратные, фосфатные, пирофосфатные. Наиболее широкое промышленное применение получили цианидные, цитратные и фосфатные электролиты, состав которых и режим золочения представлены в табл. 120. В этих электролитах золото содержится в одновалентной форме, и скорость осаждения при различных выходах по току приведена в табл. 121. Таблица 121. Скорость осаждения золота, мкм/ч
Электролит № 1 весьма удобен в эксплуатации, так как предусматривает применение растворимых золотых анодов, что способствует более высокой стабильности электролитов. Некоторые предприятия ювелирной промышленности или заводы, где золотятся перья авторучек, используют более разбавленный электролит (2—3 г/л золота) и, используя колокольные ванны, ведут процесс с нерастворимым анодом до полной выработки золота из электролита. Такой способ облегчает учет расхода золота. Электролит готовится путём растворения в горячей воде дицианаурата калия и введением в этот раствор необходимого количества цианистого калия, предварительно растворенного в воде. Катодный выход по току при увеличении плотности тока падает с 90 до 70%. Электролит № 2 в основном применяется в электронных отраслях промышленности, его использование способствует ускорению процесса осаждения золота. Вводя в состав электролита 2,0— 2,5 г/л сернокислого кобальта или 2—4 г/л сернокислого никеля можно повысить твердость и износоустойчивость покрытия, что обусловливается включением в состав покрытия 0,1—0,6% кобальта или 0,5—3,0% никеля. Для стабилизации и повышения катодного выхода по току необходимо через электролит продувать азот или какой-либо инертный газ из расчета 1—6 л/мин на 1 л электролита. Это рекомендуется делать для того, чтобы вытеснить растворенный в электролите кислород, который, восстанавливаясь на катоде до гидроксила, снижает выход золота по току. Реакция восстановления кислорода (О2 + 2Н2О +4е  4ОН–) возможна потому, что она протекает при потенциале катоде, близком к потенциалу электроосаждения золота. Аноды нерастворимые, изготовляются из платинированного титана. Аноды из коррозионно-стойкой стали не рекомендуются, так как они в слабокислой среде частично растворяются, загрязняя электролит.Для приготовления электролита следует рассчитанное количество лимонной кислоты и лимоннокислого калия растворить в воде, раствор нейтрализовать раствором КОН до величины рН, равной 4,5—5,0, прилить к нему раствор дицианаурата калия. К полученному раствору по каплям при перемешивании добавляют раствор CoSO4 или NiSO4 (при необходимости). Введением в электролит добавочных компонентов никотиновой кислоты (3—5 г/л) и лаурилсульфата натрия (0,1 г/л) достигается возможность получения блестящих осадков золота. Электролит № 3, будучи почти нейтральным, используется в электронных отраслях промышленности при селективном золочении микроплат, так как он не разрушает фоторезисты и другие виды местной защиты поверхности от осаждения золота. Кроме того, электролит допускает применение более высоких плотностей тока. Во всех электролитах золото находится в одновалентной форме, что ускоряет процесс электроосаждения золота. В практике эксплуатации ванн золочения наблюдаются иногда существенные отклонения в скорости осаждения золота от расчет- Таблица 122. Состав электролитов и режим осаждения золотомедных сплавов
ной. Это объясняется тем, что часть золота в электролите вследствие окислительных процессов переходит в трехвалентную форму, электрохимический эквивалент которого в три раза ниже. Сплавы золото—медь. Золотомедные сплавы применяют в основном для повышения декоративных качеств золотого покрытия и повышения его твердости в 2—2,5 раза. В табл. 122 приведены составы электролитов и режим осаждения сплавов, содержащих от 10 до 45% меди. Сплавы, содержащие до 45% меди, имеют красноватый цвет; покрытия, содержащие 10—15% меди, соответствуют ювелирному золоту 583-й пробы. Сплавы золото—серебро. Золотосеребрянные сплавы имеют зеленоватый оттенок и используются для декоративных целей, а также для деталей электронной техники. Сплав, содержащий 70% золота и 30% серебра, осаждается в электролите состава (г/л): золото (в пересчете на металл) — 4—5,5; серебро (в пересчете на металл) — 0,5—0,75; цианид калия (свободный) — 10—12. Температура электролита 55—60 °С, катодная плотность тока 0,4—0,45 А/дм2. Аноды для электролитов — золото; корректировка по меди производится цианидом меди. Сплавы золото—никель и золото—кобальт. Сплав с малым содержанием никеля (0,5—3%) или кобальта (0,1—0,6%) получается в электролите №2 (см. табл. 120) и широко применяется в электронной технике для получения износостойкого золота. Сплав золото—никель, содержащий 15% никеля, можно получить из пирофосфатно-цианистого электролита состава (г/л): золото (в пересчете на металл) — 3—3,5; никель (в пересчете на металл) — 0,6—0,8; пирофосфат калия — 50—60; калий—натрий виннокислый — 50—60. Величина рН 7÷8, температура электролита 50—60 °С, катодная плотность тока 0,4—0,5 А/дм2. Основные неполадки, встречающиеся при эксплуатации электролитов золочения, и способы их устранения приведены в табл. 123. Таблица 123. Основные неполадки при золочении
Для извлечения золота из отработанного электролита следует подогреть его до температуры 70—80 °С (кислый электролит подщелочить NaOH до рН 11÷13) и осадить золото контактно на полоску алюминия толщиной 0,3—0,5 мм. Алюминиевую полоску с золотом обработать в растворе НС1 до полного растворения алюминия. Осадок золота хорошо промыть водой, высушить и прокалить при температуре 900 °С в течение 30 мин. Золотое покрытие с забракованных деталей можно удалить анодной обработкой при плотности тока 5—10 А/дм2 в серной кислоте плотностью 1,84 г/см3 (катод свинцовый) при температуре 15—25 °С. После удаления покрытия ток падает до нулевых значений. После растворения покрытия раствор разбавить водой в отношении 1:3—1:5 и слить. Образовавшийся осадок золота промыть водой, обработать азотной кислотой, разбавленной в отношении 1:1, для растворения примесей меди или никеля и промыть водой, после чего его просушить и прокалить при температуре 900 °С. Осадки золота используются для приготовления корректирующих растворов. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||