Chemeta D-6Bi блескообразователь для блестящего покрытия сплавом олово-висмут
Процесс Chemeta D-6Bi предназначен для нанесения блестящего покрытия сплавом олово-висмут на изделия из стали, железа, меди и его сплавов, ковара и никеля. Изделия из цинка и его сплавов перед нанесением покрытия сплавом олово-висмут следует покрыть слоем никеля или меди толщиной (2 – 3) μм.
Процесс предназначен для нанесения покрытия на подвесках и в барабанах или в погружаемых колоколах. Получаемое покрытие – коррозионностойкое, блестящее и сохраняет хорошую паяемость после длительного срока хранения (до одного года).
1. ОБОРУДОВАНИЕ
1.1. Ванны
Ванны для химического и электрохимического обезжиривания изготавливают из стали без футеровки, ванны для промывки в горячей воде – из нержавеющей стали, титана или стали, футерованной пластикатом. Ванны холодной промывки, запасные и вспомогательные емкости и ванны для электролита нанесения покрытия сплавом олово-висмут должны быть футерованы винипластом, резиной, эбонитом, полиэтиленом, полипропиленом, фторопластом или другим кислотостойким материалом.
1.2. Аноды
Применяют аноды из олова марки 01 или 02 по ГОСТ 860. Аноды помещают в чехлы из хлориновой ткани (ГОСТ 20714). Хлорин поддается уплотнению, для чего чехлы шьют с запасом размера не менее чем в 0,3 раза и выдерживают в воде при температуре (85 – 90) ºС в течение (4 – 5) мин. Уплотненный таким образом хлорин можно использовать также в качестве фильтрующего материала в фильтрах.
После растворения оловянных анодов оставшиеся куски необходимо хорошо промыть во-дой со щеткой для удаления шлама, высушить и, расплавив в термопечи, вылить новые аноды.
1.3. Подвески
Нерабочая поверхность подвесок должна быть изолирована пластизолем, напр. марки Д-2А, выпускаемым по ТУ 6-01-900.
1.4. Источники тока
В качестве источников тока используют трехфазные выпрямители или другие источники питания постоянного тока, коэффициент пульсации тока которых не превышает 10 %.
1.5. Для покрытия деталей на подвесках рекомендуется оборудовать ванну движущимися катодными штангами, скорость перемещения которых (4 – 6) м/мин.
1.6. Во избежание загрязнения электролита примесями посторонних металлов необходимо строго следить, чтобы никакой металл, кроме анодов и покрываемых деталей, не соприкасался с электролитом. Медный крючок для анодов должен находиться на расстоянии (30 – 50) мм от поверхности электролита. Также постоянно следует следить за исправностью крючков подвесок и герметичностью закрывания крышек барабанов, чтобы детали не падали в электролит. Упавшие на дно ванны детали следует извлечь сразу (стальные – при помощи магнита). Не следует допускать засорения оловянных анодов другими металлическими примесями во время их отливки.
2. СТАДИИ ПРОЦЕССА
2.1. Обезжиривание химическое
Состав раствора
1. Натр едкий, г/дм3 15 – 50
2. Сода кальцинированная, г/дм3 15 – 40
3. Тринатрийфосфат, г/дм3 15 – 40
4. Синтанол АЛМ-10 (ДС-10), г/дм3 3 – 5
Температура, ºС 60 – 80
Продолжительность, мин 5 – 20
2.2. Промывка горячей водой
Продолжительность, мин 1 – 2
2.3. Обезжиривание электрохимическое
Состав раствора
1. Натр едкий, г/дм3 20 – 40
2. Сода кальцинированная, г/дм3 20 – 40
3. Тринатрийфосфат, г/дм3 20 – 40
Катодная плотность тока, А/дм2 2 – 10
Температура, ºС 60 – 80
Продолжительность, мин 3 – 5
2.4. Промывка горячей водой
Продолжительность, мин 1 – 2
2.5. Травление
Состав раствора
1. Кислота соляная, г/дм3 200 – 250
Температура, ºС 18 – 25
Продолжительность, мин 3 – 6
2.6. Промывка проточной водой
Продолжительность, мин 1 – 2
2.7. Активирование
Состав раствора
1. Кислота серная, г/дм3 100
Температура, ºС 18 – 25
Продолжительность, мин 0,2 – 0,7
2.8. Промывка проточной водой
Продолжительность, мин 1 – 2
2.9. Осаждение сплава олова-висмут
2.10. Промывка проточной водой
Продолжительность, мин 1,0 – 1,5
2.11. Промывка проточной водой
Продолжительность, мин 1,0 – 1,5
2.12. Промывка горячей проточной водой
Продолжительность, мин 1 – 2
2.13. Сушка
Температура, ºС 90 – 120
Продолжительность, мин 5 – 8
3. РЕЖИМЫ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ СПЛАВОМ ОЛОВО-ВИСМУТ
3.1. Катодная плотность тока, А/дм2
на подвесках 1,5 – 3,0
во вращательных установках 1 – 2
3.2. Соотношение анодной и катодной поверхности 2 : 1
3.3. Температура электролита, ºС 18 – 25
В указанных пределах качество получаемого покрытия не зависит от температуры. Повышение температуры выше 25 ºС способствует более быстрому окислению ионов двухвалентного олова и органических добавок, введенных в электролит, что вызывает ухудшение качества покрытий.
3.4. Перемешивание электролита не требуется. Рекомендуется оборудовать электролизную ванну движущимися катодными штангами, скорость передвижения которых (4 – 6) м/мин. В случае получения покрытия в автоматах кареточного типа достаточно перемешивания движением подвесок. Перемешивание сжатым воздухом не допускается, т.к. вследствие этого окисляется олово.
3.5. Катодный выход по току (85 – 97) %. Анодный выход по току превышает 100 % из-за химического растворения анодов.
3.6. Скорость осаждения покрытия около 0,4 μм/мин при катодной плотности тока 1 А/дм2 и около 1,1 μм/мин – при 3 А/дм2.
4. СОСТАВ ЭЛЕКТРОЛИТА
Таблица 1
Наименование компонента |
Концентрация, г/дм3 |
Норма расхода при толщине покрытия 1 μм, г/м2 |
1. Олово сернокислое (в пересчете на олово) |
20 – 30 (11 – 16) |
Только для составления электролита |
2. Кислота серная (d = 1,84) |
90 – 150 |
4 – 6 |
3. Добавка блескообразующая Chemeta D-6Bi |
(12 – 20) см3/дм3 |
(1,9 – 3,0) см3/м2 |
4. Добавка Chemeta D-6B |
(10 – 20) см3/дм3 |
(0,05 – 0,50 ) см3/м2 |
5. Формалин технический |
(0,6 – 1,2) см3/дм3 |
(0,05 – 0,10) см3/м2 |
6. Висмут сернокислый |
0,5 – 2,0 |
0,06 – 0,15 |
7. Аноды оловянные |
- |
8,5 – 8,7 |
Добавка Chemeta D-6B применяется, в основном, только для составления электролита, поэтому постоянно пополнять ее не требуется. Изредка, через каждые 2 – 4 недели можно добавить около 3 см3/м2 добавки (при толщине покрытия 1 μм).
Норма расхода оловянных анодов дана с учетом потерь, связанных с уносом электролита деталями, а также выпадением в шлам образующихся в электролите нерастворимых солей олова. Корректировать электролит солями олова в процессе эксплуатации не требуется, т.к. потери олова восполняются за счет саморастворения анодов и превышения анодного выхода по току над катодным.
5. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА
В ванну, на 2/3 наполненную деминерализованной водой, при перемешивании небольшими порциями вливают расчетное количество серной кислоты. Необходимо следить, чтобы не было местного перегрева раствора. Раствор охлаждают до комнатной температуры, вводят сернокислое олово и тщательно перемешивают. После этого при перемешивании вводят добавку Chemeta D-6B, блескообразующую добавку Chemeta D-6Bi и формалин. В последнюю очередь вводят сернокислый висмут, который необходимо растворить в небольшом количестве отобранного из ванны электролита. Раствор сернокислого висмута выливают в ванну, а нерастворившуюся часть заливают новой порцией электролита. Эту операцию повторяют до полного растворения соли висмута.
После растворения всех компонентов добавляют необходимое количество воды и тщательно перемешивают. Проводят химический анализ основных компонентов электролита – сернокислого олова и серной кислоты. При необходимости электролит корректируют.