Способ подготовки поверхности алюминиевых сплавов перед нанесением оловянных покрытий

 

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к способам подготовки поверхности алюминиевых сплавов АМг3М, АМцМ, Д16М перед электроосаждением оловянных покрытий. Способ включает обезжиривание в течение 1 - 3 мин при температуре 50 - 60°С в растворе, содержащем, г/л: гидроксид натрия 35 - 45; динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б) 6 - 15 и перхлорат натрия 2 - 4; обработку в растворе, содержащем, г/л: солянокислый гидразин 250 - 270 и производные диантипирилметана одноводного 0,8 - 1,0, и последующую обработку в течение 5 - 15 с при температуре 20 - 30°С в растворе, содержащем, г/л: пирофосфат калия 190 - 220 и солянокислый гидразин 2,0 - 4,0. 1 табл.

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к способу подготовки поверхности алюминиевых сплавов АМг3М (Мg 3,2-3,8; Mn 0,3-0,6; Si 0,5-0,8), АМцМ (Сu 0,7; Mg 0,2; Mn 1,0-1,6; Zn 0,1; Fe 0,7; Si 0,6), Д16М (Сu 3,8-4,9; Mg 1,2-1,8; Mn 0,3-0,9) перед электроосаждением оловянного покрытия.

Цель изобретения - подготовка поверхности алюминиевого сплава для повышения прочности сцепления покрытия с алюминиевой поверхностью и снижение ее растравливания без нанесения имирсионного слоя цинка.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности является способ подготовки металлов перед нанесением гальванических покрытий, преимущественно оловянных [1], включающий обработку активацией в течение до 3 мин при температуре 30-45^оС и последующую обработку поверхности в растворе, содержащем, г/л: пирофосфат калия 190-220 солянокислый гидразин 2,0-4,0 при температуре 20-30^оС в течение 5-15 с.

Указанный способ подготовки металлов обладает недостатками: не обеспечивает адгезии оловянных покрытий с алюминиевыми сплавами с повышенным содержанием магния, марганца, меди (с марками сплавов АМг3М, АМцМ, Д16М); вызывает вытравливание поверхности сплавов, что недопустимо для изделий с тонкими стенками и с лимитированной шероховатостью поверхности.

Цель достигается подготовкой поверхности алюминиевого сплава в следующей последовательности: 1) обезжиривание в течение 1-3 мин при температуре 50-60^оС в щелочном растворе, содержащем, г/л: гидроксид натрия 35-45 трилон Б 6-15 перхлорат натрия 2-4 2) активация - обработка в растворе в течение 1-3 мин при температуре 20-25^оС, содержащем, г/л: солянокислый гидразин 250-270, дополнительно содержащем производное диантипирилметана одноводного 0,8-1,0 H 3) последующая обработка - нейтрализация в течение 5-15 с при температуре 20-25^оС в растворе, содержащем, г/л: пирофосфат калия 190-220 солянокислый гидразин 2,0-4,0 После подготовки поверхности сплавов АМг3М, АМцМ, Д16М в растворах щелочного обезжиривания, активации и последовательной обработкой - нейтрализацией электроосаждение олова производят в электролите, содержащем, г/л: олово (в пересчете на металл) 53,0-90,0 пирофосфат калия 450-590 солянокислый гидразин 40,0 желатин 2,0 ациллированные произ- водные полиглицеридов алкенилянтарных кислот 0,8-1,0 рН 7,0; температура 20-25^оС.

Сущность изобретения - подготовка поверхности алюминиевых сплавов, отличается от известного повышением прочности сцепления покрытия с алюминиевой поверхностью и снижением растравливания после обезжиривания в щелочном растворе, содержащем, г/л: гидроксид натрия 35-45 трилон Б 6-15 перхлорат натрия 2-4 Обработку активацией производят в растворе солянокислого гидразина, дополнительно содержащего диантипирилметана одноводного.

H Адгезия оловянного покрытия определяется стравливанием оксидного слоя с поверхности сплавов, активацией центров легирующих компонентов магния, марганца, кремния, железа, цинка, одновременной адсорбцией органического вещества диантипирилметана одноводного.

Растворы для подготовки поверхности алюминиевых сплавов АМг3М, АМцМ, Д16М перед нанесением оловянных покрытий готовят следующим образом.

Все компоненты раствора щелочного обезжиривания: гидроксид натрия, трилон Б и перхлорат натрия в рассчитанном количестве отдельно растворяют в 200-300 мл воды, сливают вместе и доводят водой до 1 л.

Для последующей обработки - активации рассчитанное количество солянокислого гидразина растворяют в 850-900 мл воды, подогретой до 60-70^оС. Отдельно в 100 мл воды растворяют органическое вещество диантипирилметана одноводного. Раствор диантипирилметана добавляют к раствору солянокислого гидразина.

Раствор для последующей обработки поверхности - нейтрализации готовят растворением отдельно взятых компонентов пирофосфата калия в 300-500 мл воды и солянокислого гидразина в 100 мл воды, затем приготовленные растворы сливают вместе, доводят до нужного объема 1 л.

Осуществление способа подготовки поверхности не имеет различия для алюминиевых сплавов АМг3М, АМцМ, Д16М. Указанные сплавы могут быть обработаны в одинаковых условиях обезжиривания, активации и последовательной обработки согласно концентрациям растворов и режимам обработки, приведенным в таблице.

П р и м е р 1. Алюминиевый сплав AМг3М или АМцМ, или Д16М погружают в горячий подогретый до 60^оС раствор щелочного обезжиривания, содержащий, г/л: гидроксид натрия 35,0 трилон Б 6,0 перхлорат натрия 2,0 Обезжиривание проводят в течение 3 мин. Затем изделия сплава полоскают в проточной воде и производят последующую обработку - активацию в растворе солянокислого гидразина, содержащего, г/л: солянокислый гидразин 250,0
диантипирилметан одноводный 0,8 Активацию производят в течение 3 мин при температуре раствора 25^оС.

Затем изделия из сплавов АМг3М или АМцМ, или Д16М обрабатывают в течение 15 с в растворе, содержащем, г/л: пирофосфат калия 190,0 солянокислый гидразин 2,0 Температура раствора 25^оС.

После подготовки поверхности алюминиевых сплавов изделия производят электроосаждение оловянного покрытия в комплексном калийпирофосфатном электролите, содержащем, г/л:
олово (в пересчете на металл) 53,0-90,0 пирофосфат калия 460-590 солянокислый гидразин 40,0 желатин 2,0
ациллированные производные полиглицеридов алкенилянтарных кислот 0,8-1,0 рН 7,0, температура 20^оС.

Прочность сцепления оловянных покрытий контролируют применением метода нагрева согласно ГОСТ 9.302-79. Детали с покрытием нагревают до 150 ± 10^оС в течение 1 ч и затем охлаждают на воздухе. После испытания поверхность с покрытием осматривают под микроскопом с увеличением 10 х и проверяют наличие вздутий.

Примеры подготовки поверхности сплавов АМг3М, АМцМ, Д16М в растворах щелочного обезжиривания, активации в растворе солянокислого гидразина с диантипирилметаном и последующей обработки в растворе пирофосфата калия и солянокислого гидразина при различных оптимальных концентрациях растворов и режимов обработки поверхности в сравнении с заниженными концентрациями растворов, не обеспечивающими адгезии покрытий с алюминиевым сплавом и в сравнении с наиболее близким техническим решением-прототипом, приведены в таблице.

Снижение концентраций растворов активации приводит к недостаточному стравливанию оксидного слоя и активаций включений в виде зерен легирующих компонентов Мg, Mn, Si, Zn, Cu, что является причиной отслаивания покрытий на отдельных местах поверхностей.

Повышение концентраций компонентов нецелесообразно, поскольку приводит к выпадению осадков - кристаллов в растворах и к неоправданному расходу реагентов.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ ПЕРЕД НАНЕСЕНИЕМ ОЛОВЯННЫХ ПОКРЫТИЙ, включающий обезжиривание в щелочном растворе, обработку в растворе, содержащем солянокислый гидразин, и последующую обработку в течение 5 - 15 с, при 20 - 30^oС в растворе, содержащем, г/л:
Пирофосфат калия 190 - 220
Солянокислый гидразин 2,0 - 4,0
отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления покрытия с алюминиевой поверхностью и снижения ее растравливания, обезжиривание проводят в течение 1 - 3 мин при 50 - 60^oС в растворе, содержащем, г/л:
Гидроксид натрия 35 - 45
Динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б) 6 - 15
Перхлорат натрия 2 - 4
а обработку в растворе солянокислого гидразина 250 - 270 г/л, дополнительно содержащем производные одноводного диантипирилметана 0,8 - 1,0 г/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1