Скоростное наращивание меди.

Необходимость скоростного наращивания меди связано с процессом изготовления сложных деталей, в основе которого лежит явление гальванопластического копирования, открытого в начале XIX века (см.«Что такое гальванопластика? Часть1»).

Для наращивания меди применялся сульфатный электролит, основой которого являлись медный купорос и серная кислота. Это – наиболее простой и исследованный процесс, который до сих пор используется умельцами в домашних условиях (см. «Как выбрать электролит меднения?»).

Недостаток сернокислого электролита в том, что он не позволяет нанести качественное покрытие непосредственно на стальные детали, вследствие выпадения контактной меди, образующей рыхлый осадок, плохо сцепленный с поверхностью, тогда как гальванопластика подразумевает возможность получать комбинированные детали из различных металлов и неметаллов (см. «Металлизация пластмасс. Часть1»).

Поэтому состав электролита дорабатывался с целью получения необходимой адгезии, качественного равномерного покрытия и при этом достаточно скоростного наращивания.

Изготовление декоративных изделий методом наращивания меди.

Изготовление декоративных изделий методом наращивания меди.

В конце XIX века был разработан электролит на основе цианистой соли меди. До сих пор этот электролит позволяет получать самые качественные равномерные медные покрытия. Но он является очень ядовитым и требует особые меры предосторожности.

Достойной заменой цианистым электролитам меднения стал пирофосфатный электролит, как наиболее экологически безопасный. Медь из прирофосфатного электролита можно осадить непосредственно на сталь, алюминий, молибден и прочие металлы, но для гальванопластического толстослойного наращивания он не подходит, т.к. скорость осаждения меди не превышает 3 – 4 мкм/час.

Решить вопрос скоростного наращивания меди позволила разработка  электролита, который, как и сернокислый, состоял только из двух компонентов, но серная кислота была заменена органической кислотой – сульфаматной.

Первоначально электролит для наращивания меди содержал: 240 – 260 г/л сульфамата меди и 50 – 60 г/л сульфаминовой кислоты. При оптимальной температуре 25 – 30ºС электролит позволял осуществлять наращивание меди до 2 мм без внутренних напряжений, что уже было очень большим достижением.

Конструктивные элементы, изготовленные медной гальванопластикой.

Конструктивные элементы, изготовленные медной гальванопластикой.

Однако, при высоких плотностях тока по контуру покрываемых деталей происходило образование дендритов. Для  устранения этого недостатка в электролит вводится добавка пирофосфата калия, анион которого, адсобируясь на поверхности катода, частично ее перекрывает, вследствие чего устраняется явление денритообразования.

В результате для наращивания меди толщиной до 8 мм оптимальным выбран электролит состава, г/л:

Сульфамат меди  240 – 260

Пирофосфат калия  2,5 – 5

Кислота серная  80 – 100

pH = 0,3 – 0,8;

температура 22 – 30ºС,

катодная плотность тока 2,0 – 4,0 А/дм2 (без перемешивания) или 4,0 – 8,0 А/дм2 (с перемешиванием).

При увеличении концентрации сульфамата меди скорость наращивания меди увеличивается. Изменение концентрации кислоты, а следовательно, pH раствора (в указанных пределах) практически не влияют на скорость наращивания меди, а повышение температуры, наоборот,  приводит к значительному увеличению скорости осаждения покрытия. Присутствие в электролите пирофосфата калия не позволяет рекомендовать проведение электролиза при температуре более 40ºС.

Методом гальванопластики путем наращивания меди можно изготавливать конструктивные элементы СВЧ и КВЧ устройств, декоративные изделия, копии с гипсовых отливок и скульптур.

По вопросам разработки техпроцесса гальванопластического наращивания меди обращайтесь к нам!

New!

Похожие публикации:

Запись опубликована в рубрике Советы молодым специалистам. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

4 комментария: Скоростное наращивание меди.

  1. Алена говорит:

    Уважаемая, Галина Владимировна! У меня к
    Вам вопрос по поводу процесса меднения печатных плат.
    Возникла следующая проблема: при электро химическом меднении
    вся поверхность платы прекрасно покрывается.
    Покрытие равномерное блестящее. Но на плате находятся отверстия раз-личного размера. И вот в этих отверстиях медь наростает неравномерно,
    покрытие шершавое с наростами.
    Только в отверстиях. Электролит с кот мы работаем, стандартный
    Серно кислый электролит меднения, добавки блескообразователей
    Ток 2,5 А\дм2.
    Спасибо за любой ответ.
    С уважением, Алена

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Алена!
      В Вашем случае дело не в электролите, а в обработке отверстий.
      Процесс сверления очень ответственная операция. Важно все: заточка сверла,
      материал сверла, скорость при сверлении, само оборудование. При недостаточной скорости образуются шероховатости, при слишком большой скорости края отверстий «заплавляются» и не прокрываются медью.
      Так что, обращайтесь к механикам, пусть разбираются.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  2. Игорь говорит:

    Уважаемая, Галина Владимировна.
    Прошу Вашего совета. При наращивании меди на диэлектрик по токопроводящему слою ( бронзовая пудра) по рецепту на основе сульфамата меди стали образовываться шишки, те неравномерное мелкозернистое осаждение меди. Подскажите в чем может быть причина этого явления и как ее устранить? Спасибо

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Игорь!
      При нанесении гальванического покрытия шероховатость поверхности повышается на один класс, а иногда и больше, в зависимости от толщины слоя.
      При использовании бронзовой пудры в качестве токопроводного подслоя гладкое покрытие получить весьма проблематично.
      Наилучший результат получается при классической схеме металлизации:
      1)Сенсибилизация
      2)Активация
      3)Хим. меднение
      4)Гальваническая затяжка в слабокислом электролите меднения
      5)Наращивание из сульфаматного электролита.
      Трудоемко, но очень качественно.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.