Составы электролитов и режимы золочения

В табл. 38 указаны условия получения золотых покрытий.

38. Составы электролитов и режимы электролиза для получения золотых покрытий.

Состав электролита	Анод	Концентрация, г/л	Температура, °С	iк,А/дм2	ηк, %	рН
Золото (металл) Лимонная кислота	Pt	8-16 80-100	45-50	3,0	95	3-3,5
Золото (металл) KCN (свободный)	Au	8-10 80-90	20	0,5	95-98	11-11,5
		8 48 60	60	1,0	95	10,5-11
Золото (металл) K4Fe(CN)6 •3H2O Na2CO3
KAu(CN)4 Бикарбонат калия Фосфат калия	Сталь 12X18H9T	5-10 15 5	70	1,0	95	-
Фульминат золота NaCN (свободный) Фосфат натрия	Au	20 7,5 30	60-70	1,0	95	10-11
		30 150	50-70	1-2	80	11-12
KAu(CN)2 KCN (свободный)
		5 30-90 10 10	40	0,8	76	-
Au в виде сульфата Этилендиамин (20%-ный раствор) (NH4)2SO4 Na2SO4•10H2O
		15 15	60-70	0,2	95	11-11,5
KAu(CN)2 KCN (свободный)
HAuCl4•4H2O K4Fe(CN)6 Na2CO3	Pt	2-3 15 15	25	0,8	40	10
		6 8 5	25	0,5	90	-
Золото (металл) KCN (свободный) Na2HPO4
		8
Na2S2O3
KAu(CN)2KCN (свободный)	Au	7-10 15-35	60-70	0,2-0,3	95-98	11-11,5
		50 200 50	70	2-4	90-95	-
HAuCl4•4H2O K4Fe(CN)6•3H2O Na2CO3

Продолжение табл. 38

Состав электролита	Анод	Концентрация, г/л	Температура, °С	iк, А/дм2	ηк,%	рН
KAu(CN)2 KCN (свободный) NaHCO3 Na3PO4	Au	5 70 35 100	98	5-10	95	-
		3-5 3-5	60-70	0,2-0,3	90	9-10
KAu(CN)2 KCN (свободный)
		100 500 500	70	0,9	80	5,2-5,8
KAu(CN)2 (NH4)2HPO4 K2HPO4
KAu(CN)2 Цитрат натрия или лимонная кислота	Pt	8 70	20	1,0	-	3,6
HAuCl4•4H2O K4Fe(CN)6•3H2O Na2CO3 KCNS	Au	4 200 65 70	60	0,3	80	-
KAu(CN)2 Лимонная кислота	Pt	8 80	70	1,0	80	3-5

Цианистые электролиты. Почти все цианистые электролиты используют при повышенных температурах (выше 30 °С) и катодной плотности 0,1 - 0,2 А дм²; при больших значениях i_к необходимо перемешивание. Анодный процесс в таких электролитах (аноды золотые) зависит от концентрации свободного цианида и i_к. Так, при KCN < 1% и i_к=>0,2 А/дм² η_а составляет ~ 2%, при низких i_а он равен ~ 100%. Такая зависимость объясняется тем, что при малой плотности i_а в раствор поступает меньше ионов золота и они более интенсивно связываются в комплексы типа [Au(CN)₂]^-.

Дицианоаурат и цианид калия высокой чистоты или К₂СO₃ значительно активируют золотые аноды. Замена цианида калия цианидом натрия или введение в электролит NaAu(CN)₂ вместо KAu(CN)₂ полностью пассивируют поверхность золотых анодов. Фосфорнокислые соли натрия, вводимые в нейтральные электролиты, способствуют равномерному растворению анодов и увеличению η_а до 100%.

Оптимальное количество золота в электролитах равно 2 - 10 г/л и 60 г/л при осаждении покрытий большой толщины. Увеличение концентрации золота и температуры электролита позволяет вести электролиз при повышенной плотности i_к (0,2 - 0,4 А/дм²). Однако это приводит к излишним потерям золота.

Золотые аноды склонны к пассивированию, поэтому нередко применяют нерастворимые аноды. Идеально нерастворимые аноды из платины дороги. Угольные аноды, растворяясь, загрязняют электролит. Наиболее применимыми являются аноды из платинированного титана или стали 12Х18Н9Т. При работе с нерастворимыми анодами требуется частая корректировка электролита растворимыми солями золота (дицианоауратом калия или золотохлористоводородной кислотой).

В табл. 38 приведено большое число электролитов золочения, однако многие из них не нашли широкого применения. Это связано с тем, что получение качественных покрытий при длительной работе электролита зависит от факторов, не всегда поддающихся регулированию или контролю. Так, при повышенных температурах допустимы большие плотности i_к, но при этом необходима усиленная вентиляция, потому что имеют место значительные потери электролита в вентиляционные каналы. Увеличение концентрации свободного цианида способствует лучшей растворимости золотых анодов и обеспечивает получение мелкозернистых покрытий, но при этом повышается токсичность и карбонизация электролитов.

Покрытия, полученные при 20°С и i_к = 0,2 А/дм², имеют светло-коричневый налет, легко удаляемый последующим глянцеванием или галтовкой. При 60-70°С и i_к<=0,3 А/дм² золотые покрытия имеют золотисто-желтый оттенок, а при i_к > 0,3 А/дм² - коричневатый.

Наилучшей твердостью (90 кгс/мм²) обладают покрытия, восстановленные на катоде при i_к= 0,2 А/дм² и 20°С.

Большую износостойкость имеют покрытия, полученные при i_к = 0,1 А/дм² и 20°С (рис. 114).

Рис. 114. Зависимость износостойкости золотого покрытия от плотности тока (обозначения см. рис. 110)

Для покрытия деталей из меди и ее сплавов (по подслою серебра) применяют электролит (в г/л):

KAu(CN)₂ 3-5

KCN (свободный) 40-50

К₂СO₃ 20-60

Режим электролиза: температура электролита 60 -70°С, S_а:S_к=1:10, i_к=0,3 ÷ 0,4 А/дм². Золочение малогабаритных деталей в барабанах и колоколах ведут в электролите, содержащем KAu (CN)₂ (4,5 - 6 г/л) и KCN свободный (20-35 г/л).

Режим электролиза: температура электролита 55 - 60°С, i_к = 0,3 А/дм², аноды - из золота, частота вращения барабана 15 об/мин. Выход по току η_к составляет 75 - 80%.

Кислые цианидные электролиты применяют при изготовлении печатных схем и деталей, состоящих из металла и керамики. Наиболее оптимальным является электролит, содержащий KAu(CN)₂ (8-10 г/л) и лимонную кислоту (800- 100 г/л).

Режим электролиза : температура 65 - 70°С,рН = 3,5÷5,5, i_к = 0,5 ÷ 1 А/дм², аноды - из платины.

Наиболее широко применяемым цианидферратным электролитом является следующий (в г/л):

НAuСl₄•4Н₂O 40-50

K₄Fe(CN)₆ 150-200

Na₂CO₃ 50

Режим электролиза: температура электролита 60-70°С, i_к = 2 ÷ 3 А/дм², аноды - из золота. Такие условия электролиза применяют для получения покрытий большой толщины.

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