Сернокислые электролиты меднения.

Сернокислые электролиты. Основными компонентами кислых ванн являются сульфат меди и серная кислота. Медь в них находится в виде свободных ионов Cu²⁺, и ее восстановление на катоде происходит без выделения водорода. Для повышения качества покрытия концентрацию ионов меди в таких электролитах необходимо поддерживать в пределах 60 - 70 г/л, кроме того следует применять перемешивание, температура раствора должна быть низкой. Серная кислота служит для обеспечения необходимой электропроводности, но с увеличением ее концентрации понижается растворимость сульфата меди. Поэтому соотношение H₂SO₄ к ионам меди принимают равным 1:1. Скорость осаждения меди в сернокислых электролитах составляет (i_к = 5 А/дм²) ~ 1 мкм/мин. Рассеивающая способность таких электролитов незначительна ~ 2 — 5% (цианистых ~30%). Поэтому эти электролиты позволяют меднить детали простой конфигурации. Однако сернокислые электролиты имеют лучшую выравнивающую способность, чем цианистые. Выравнивающую способность последних повышают за счет применения реверса.

В сернокислых электролитах медные аноды растворяются с образованием двухвалентных ионов меди (концентрация одновалентных ионов незначительна). Накопление в растворе первых приводит к образованию металлической губчатой меди. Кислотность сернокислых электролитов как правило, уменьшается, при этом на катоде в покрытия внедряются закись меди — Cu₂О. Анодная поляризация в таких электролитах незначительна.

Основным требованием к анодам в таких электролитах является их растворение без шлама. Причинами шламо-образования могут быть накопление в растворе одновалентных ионов меди, вызывающих выпадение мелких частиц или вытравливание с поверхности анодов кристаллов меди.

Состав анодов, применяемых для сернокислого меднения (в %):

Ag и Fe < 0,01

Pb и Zn < 0,0008

Bi и Sn < 0,0001

Ni, P, Mn, Sb < 0,0005

Для блестящего меднения деталей несложной формы применяют электролит (в г/л):

CuSO₄•5H₂O 180-250

H₂SO₄ 30-50

НСl 0,01-0,02

Тиомочевина 0,1—0,3

Диэтиламин 0,04

Режим электролиза: температура электролита 15—25°С, i_к= 2 ÷ 3 А/дм², аноды — из меди, непрерывная фильтрация.

Медные покрытия имеют красный или розовый цвет. В свежеосажденном состоянии они хорошо паяются. В покрытиях, полученных из кислых электролитов, возникают напряжения, равные 100 — 200 кгс/мм², а из цианистых — 900 кгс/мм². Твердость медных покрытий, полученных из кислых электролитов, составляет 110 кгс/мм², а из цианистых — 190 — 220 кгс/мм². При осаждении меди из сернокислых электролитов с применением ультразвука получают покрытия большей твердости (на 15 — 30%) и лучшей коррозионной стойкости, так как их структура более мелкокристаллическая.

Петр Степанович Мельников. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении, 1979.