Гальванопокрытие серебром контактных пар электрических разъемов.

Покрытие контактных пар электрических разъемов. Малогабаритные контактные пары (диаметр 1 - 3 мм и длина 10 - 25 мм) из латуней и бронз покрывают на автоматах типа АГ-32, АГ-2М или автоматических поточных линиях барабанного типа.

Автомат АГ-2М относится к автоматам колокольного типа с жестким циклом работы. Он связывает в единое целое следующие операции: активирование, промывку в холодной воде, меднение, промывку в холодной воде, предварительное серебрение, основное покрытие сплавом серебро - сурьма, последовательную промывку в двух уловителях (сборники электролита, уносимого поверхностью деталей и колоколов), промывку в холодной и горячей воде, промывку в горячей дистиллированной непроточной воде, сушку горячим сжатым (очищенным) воздухом. Загрузку и выгрузку контактных пар производят вручную.

Такой автомат отличается большей производительностью при меньших производственных площадях, простотой изготовления и ремонта колоколов, возможностью наблюдения за качеством деталей в процессе их покрытия, возможностью предварительного отбора проб для контроля толщин и микротвердости покрытий и т. д.

Автоматы и поточные автоматические линии барабанного типа имеют свободный цикл работы. Барабан и ванна являются самостоятельными по токовой нагрузке. Такие автоматы (АГ-32 и др.) занимают большую площадь, чем АГ-2М, более сложны в управлении; загрузку и выгрузку барабанов невозможно автоматизировать или механизировать. Изготовление и ремонт барабанов сложнее, чем колоколов.

Контактные пары из латуней и бронз перед нанесением подслоя меди активируют в растворе HNO₃ (100-170 г/л) и промывают в проточной холодной воде.

Меднение ведут в электролите следующего состава (в г/л):

CuCN 20-30

NaCN (свободный) 5 - 15

Na₂CO₃ 20-30

Режим электролиза: температура комнатная, i_к= 0,15 ÷ 0,30 А/дм², отношение S_a:S_к изменяется в пределах от 1:1 до 1:3, S_к = 0,5 дм²/л, аноды - из меди. Затем их промывают в холодной проточной воде и предварительно серебрят в электролите, содержащем AgNO₃ (2-5 г/л) и KCN (70 - 90 г/л). Температура электролита -20±5°С, i_к = 0,4÷0,5 А/дм², S_a:S_к= = 1 :10, аноды - из серебра.

Подслой меди необходим для обеспечения надежного сцепления серебра с основным металлом контактных пар при повышенных температурах. Для этой цели их предварительно серебрят. Толщина подслоя меди 1 - 3 мкм, а серебра - 0,3-0,5 мкм.

Детали покрывают сплавом серебро - сурьма в одном из следующих электролитов (в г/л):

Ag (в виде металла) 35 - 45

KCN (свободный) 45-55

К₂СO₃ 20-60

K(SbO)C₄H₄O₆•0,5H₂O 0,5-0,7

КОН 3-5

Сегнетова соль 50 - 60

Режим электролиза: температура электролита комнатная, i_к = 0,25 ÷ 0,3 А/дм², аноды - из серебра. Скорость осаждения сплава ~ 12 - 15 мкм/ч. Покрытия содержат 1,5 - 2% сурьмы, микротвердость равна 110-130 кгс/мм², износостойкость и переходное сопротивление покрытия в 2 - 3 раза больше, чем серебряного.

Ag (в виде металла) 35 - 40

KCN (свободный) 60-70

К₂СO₃ <=60

Sb₂O₃ (порошок) 20-30

Сегнетова соль 30 - 40

Режим электролиза: температура электролита 20 ± 5°С, i_к = 0,5 ÷ 0,7 А/дм², аноды - из серебра, скорость осаждения ~ 20 мкм/ч. Микротвердость покрытий 100-120 кгс/мм², износостойкость в 2 - 3 раза, а переходное сопротивление в 1,2 раза выше, чем серебра.

Твердость покрытий Ag - Sb при термостатировании (при 250°С) падает от 120 до 80 кгс/мм², но остается на уровне нетермостатированных серебряных покрытий. После испытаний на холоде наблюдается повышение твердости покрытий Ag - Sb. Аналогично изменяется износостойкость покрытий. Значения износостойкости покрытий серебром, сплавами Ag - Sb, Ag - Pd и другими металлами приведены везде с учетом отжига покрытий при 250°С в течение 1 ч.

Наибольшей мелкозернистостью (рис. 88) обладают покрытия Ag - Sb, полученные при i_к = 0,6 ÷ 0,7 А/дм² из саморегулирующегося электролита, содержащего порошок оксида сурьмы. Такие осадки обладают текстурой с осями 100 и 311 (0,5 - 0,7% сурьмы в осадках).

Рис. 88. Микроструктура покрытия сплавом Ag - Sb при i_к = 0,7 А/дм² из саморегулирующегося электролита ( х 10000)

Низкую твердость покрытий Ag - Sb получают из-за пониженной концентрации сурьмы, уменьшения концентрации сегнетовой соли в электролите или пониженных значений i_к. Недостаточный блеск покрытия объясняется несоответствием S_a:S_к, а также заниженной концентрацией свободного цианида или сегнетовой соли.

Основными узлами автоматов типа АГ-2М или АГ-32 являются колокол или барабан. Колокол изготовлен из перфорированного винипласта или пластика. На текстолитовую ось колокола насажена латунная втулка, обеспечивающая передачу катодного тока в колоколах (ток на втулку поступает через скользящий контакт, соединенный электрическим проводом с общей шиной автомата). На днище колокола под текстолитовые болты установлены три латунные шайбы с припаянными к ним изолированными проводами, соединенными со втулкой, насаженной на ось колокола.

Объем колокола для загрузки деталей (25 - 30 дм²) составляет 7-8 л, площадь днища колокола ~ 700 - 800 мм². Перфорация зависит от диаметра деталей.

Соотношение длины к диаметру барабанов для автоматов типа АГ-32 и автоматизированных поточных линий изменяется в пределах от 1:2 до 1,5:2. Торцовое сечение барабанов шестиугольное или круглое. Скорость осаждения покрытия в барабанах зависит от перфорации и перемешивания деталей в них.

При серебрении деталей в барабанах перфорация вызывает падение напряжения

где l - толщина стенки барабана, мм; I - сила тока, проходящего через перфорацию, А; "и" - удельная электропроводность электролита; Р_эф - абсолютная величина погруженной в электролит площади перфорации, дм²; Р - общая площадь перфорации, дм²; е - коэффициент погружения барабана; F - общая поверхность барабана, дм²; F_п- поверхность барабана, погруженная в электролит, дм²;

Для определения влияния перфорации на U_p важно знать удельную перфорацию P_v = P/V (V- общий объем барабана).

Зависимость U_p от некоторых факторов показана в табл. 33.

33. Зависимость U_p от некоторых факторов

Примечание. Толщина стенки барабана l=3 мм; коэффициент погружения е = 0,5; частота вращения барабана n = 20 ÷30 об/мин.

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