Меню

Электролит для электрохимической полировки меди

Электролит для электрохимической полировки меди

8. Электрохимическая полировка

Электрохимическая полировка является более прогрессивным методом отделки изделий. Она применяется для полировки изделий с труднодоступными для механической полировки местами, обеспечивая равномерное полирование и хороший блеск всей поверхности изделия.

Для осуществления процесса электрохимической полировки обрабатываемые детали, являющиеся анодом (т. е. электродом, соединенным с положительным полюсом источника тока), помещают в электролитическую ванну. Вторым электродом являются электролитические катоды. При электрохимической полировке в первую очередь растворяются наиболее высокие выступы шероховатостей, затем поверхность выравнивается к становится гладкой и блестящей. Важными факторами, влияющими на процесс электрополировки, являются плотность тока, напряжение и температура. Режимы полировки выбираются в зависимости от состава электролита и обрабатываемого металла.

В настоящее время метод электрохимической полировки широко применяется для обработки золотых сплавов. Этим методом пользуются как для очистки поверхности золотых изделий после литья и паяния, так и для окончательной полировки изделий. Проводят электрохимическую полировку золотых сплавов в растворах электролита на основе тиомочевины (табл. 10) в ваннах, изготовленных из винипласта. В качестве анодов используются подвески из титановой проволоки, на которые подвешиваются обрабатываемые изделия. Контакт между изделием и подвеской должен быть плотным. В качестве катодов используются пластины из титана. На катодах в процессе электрополировки осаждается золото.

Чтобы предотвратить опадание осевшего золота на дно ванны и уменьшить разложение электролита, катоды помещают в чехлы из хлориновой ткани. Во время работы на поверхности электролита и на дне ванны образуется осадок серы, содержащий некоторое количество золота и серебра; этот осадок периодически сжигают для регенерации драгоценных металлов. После выполнения электрохимической полировки проводится следующая обработка: промывка в холодной дистиллированной воде; обработка изделий в депассивирующем растворе и последовательная промывка в дистиллированной воде в двух ваннах-уловителях. Растворы должны иметь комнатную температуру.

Таблица 10. Состав электролитов для электрохимического полирования сплавов золота (на 1 л водного раствора)

Составляющая электролита Массовая доля компонента, г/л
ЗлСрПдМ
375-100-38
ЗлСрМ
583-80
ЗлСрМ
750-150
ЗлМНЦ
750
ЗлСрМ
958-20
Тиомочевина 60-90 60-90 60-90 60-90 60-90
Кислота серная 30-50 30-70 30-70 30-50 30-50
Кислота молочная 6,0-8,5 6,0-8,5
Аммоний роданистый 150-200 20-70 50-70 10-20
Натрий хлористый 10-20

( Примечания: 1). Для составления электролита применяется вода дистиллированная по ГОСТ 6700-72. 2). В обозначении марок буквы означают: Зл — золото, Ср — серебро, Пд — палладий, М — медь, Н — никель, Ц — цинк. Цифры, стоящие после, означают содержание золота, серебра, палладия, меди в процентах. Например, 37,5% — золота, 10% — серебра, 3,8% — палладия, остальное медь.)

Ванну для депассивирования готовят растворением в 500 мл дистиллированной воды сначала 50 мл серной кислоты (плотность 1,8 г/см 3 ), а затем 350 мл пергидроля (30%-ная перекись водорода). После перемешивания доводят объем раствора до 1 л. Учитывая, что перекись водорода быстро разлагается, нужно ежедневно контролировать содержимое ванны.

Читайте также:  Что реагирует с оксидом меди органика

Процесс электрополировки золотых сплавов осуществляют при плотности тока на аноде (изделии) 3-5 А/дм 2 , на катоде 5-7 А/дм 2 . Температура электролита 50-60°С. Скорость съема металла при этом режиме велика, поэтому процесс длится 1-3 мин и ведется при визуальном контроле.

После проведения электрополировки партии изделий или по истечении определенного периода использования электролита для электрополировки изделий из золота необходимо производить регенерацию (извлечение) из него золота. Процесс этот производится следующим образом. Катоды вместе с чехлами вынимают из электролита, тщательно промывают в промывочных ваннах с водой, не допуская протока из ванны воды, а затем высушивают. С катодов снимают (соскребают) и собирают осадок, состоящий из растворенных в процессе анодной обработки драгоценных металлов (золота). Катодный остаток, оставшийся в чехлах, выгружают и остатки тщательно смывают с чехлов, промывают водой, высушивают и присоединяют к осадку, снятому с катодов. Перед началом регенерации промывные воды сливают вместе, упаривают и вводят в электролит анодной обработки. После этого электролит фильтруют и определяют содержание в нем золота. Отфильтрованный осадок высушивают и прожигают в муфельной печи при температуре 200-250°С в течение 1-1,5 ч.

Регенерацию золота из электролита проводят электрохимическим или химическим способом. Электрохимический способ регенерации золота основан на выделении золота из электролита и осаждении его на катоде с помощью электрического тока. При проведении регенерации золота из электролита в качестве катода используется листовой титан, помещенный в чехол хлорированной ткани. Анодом служит платина или графит. Катодная плоскость тока при концентрации золота в электролите более 1 г/л должна быть не более 0,5 А/дм 2 , а при концентрации золота менее 1 г/л катодная плотность тока должна быть не более 0,1 А/дм 2 .

Процесс ведут до достижения концентрации золота в электролите 0,01-0,05 г/л. Затем катод вместе с чехлами вынимают из электролита, тщательно промывают в промывочных ваннах и высушивают, после чего с катода снимают (соскребают) и собирают осадок, состоящий из растворенного в процессе регенерации золота. Катодный осадок, оставшийся в чехле, выгружают, остаток тщательно смывают с чехла, промывают водой, высушивают и присоединяют к осадку, снятому с катода.

Полученные в процессе регенерации катодные осадки объединяют с катодными осадками, извлеченными из основной ванны электрополирования и прокаливают в муфельной печи при температуре 600-700°С в течение 1-1,5 ч, после чего сплавляют.

После окончания регенерации золота электролит фильтруют, корректируют по тиомочевине и серной кислоте и вновь используют в ванне электрополировки. Отфильтрованный же осадок высушивают, прожигают в муфельной печи при температуре 200-250°С в течение 1-1,5 ч и объединяют с осадком, полученным при фильтрации электролита из основной ванны электрополировки. Эти осадки прокаливают в муфельной печи при температуре 600-700°С (возможно совместное прокаливание с катодными осадками) в течение 1-1,5 ч и затем сплавляют.

Читайте также:  Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди ii при различных температурах

Химический способ регенерации золота основан на восстановлении металлов из растворов с помощью веществ, обладающих восстановительными свойствами. Электролит вместе с осадком, находящимся на дне ванны, переливают в термостойкую и кислотостойкую емкость, добавляют при перемешивании 30%-ный раствор едкого натра до достижения рН раствора, равного 9-10. Кислотность раствора определяется с помощью индикаторной бумаги. Затем в электролит вводят порциями раствор боргидрида натрия в таком количестве, чтобы массовое соотношение введенного боргидрида натрия и находящегося в растворе золота было 1:1.

После добавления расчетного количества боргидрида натрия раствор нагревают в течение 2-3 ч при температуре 70-80°С. При полном разложении боргидрида натрия, что видно по прекращению газовыделения и коагуляции осадка, раствор с черным мелкодисперсным осадком, состоящим из компонентов сплава, подвергнутого анодной обработке (электрополировке), охлаждают и отфильтровывают. Полноту осаждения проверяют добавлением к фильтру небольшого количества раствора боргидрида натрия. Осадок на фильтре промывают 1-2 раза в 5%-ном растворе серной кислоты, затем 2-3 раза горячей водой до нейтральной реакции. Осадок высушивают, прокаливают в муфельной печи при температуре 600-700°С в течение 1-1,5 ч и далее сплавляют.

Кроме электролитов частично золото оседает в депассивирующем растворе, откуда его также необходимо извлечь. Для этого депассивирующий раствор с выпавшим осадком переливают в термостойкую стеклянную или фарфоровую посуду и медленно нагревают до температуры 60-70°С. После полного разложения перекиси водорода, что видно по прекращению выделения мелких пузырьков газа, раствор кипятят в течение 15-20 мин и осадок отфильтровывают. Осадок промывают горячей водой, сушат и прокаливают в муфельной печи при температуре 600-700°С в течение 1-1,5 ч. Прокаленный осадок сплавляют или присоединяют к катодным осадкам и сплавляют вместе с ними.

Сплавленный слиток из осадков извлеченного золота подвергается лабораторному анализу для определения пробы, после чего он может быть долегирован для получения нужной пробы и использован в производстве.

В отличие от сплавов золота серебряные сплавы не подвергаются электрохимическому полированию, они в основном отбеливаются в 5-10%-ном растворе серной кислоты.

Медь и ее сплавы могут подвергаться полированию электрохимическим способом. При этом широкое распространение получили фосфорно-кислые электролиты на основе ортофосфорной кислоты * . Процесс электрополирования проходит при температуре электролита 80-85°С, напряжении 12 В и плотности тока 5-7 А/дм 2 . Время полирования 1-2 мин. После полирования изделия промывают в воде, декапируют в 5-10%-ном растворе серной кислоты, вновь промывают и высушивают.

* ( В зависимости от марки сплава меди для электрополировки применяются электролиты следующих концентраций (на 100 мл раствора): 1) ортофосфорная кислота — 60-100 г, 2) дистиллированная вода — 40-0 мл.)

Читайте также:  Описать строение атома меди

Полирование цветных металлов и их сплавов, используемых в ювелирном производстве для изготовления изделий бижутерии, может производиться и химическим методом. К недостаткам этого процесса по отношению к электрохимическому полированию относится сложность составления растворов и недостаточный блеск поверхности изделия.

Источник

Электролит для полирования изделий из медных сплавов

Использование: электрохимическое полирование с одновременным обезжириванием изделий из медных сплавов. Сущность изобретения — электролит содержит, мас.%: фосфорная кислота 81-87; серная кислота 5-7; триэтаноламиновая соль алкилсульфата 0,5-2,0; вода остальное. 1 табл.

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4950492/26 (22) 16.04.91 (46) 15.01.93. Бюл, М 2 (71) Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф. Э. Дзержинского (72) Ф. И, Данилов; В. П. Куприн, Л. И, Реут;

Л. М, Макаренко, А. В. Кузьмичева, Л. Оганесян; P. Д. Матосян, О. Р. Закоян и И. В.

Волков (56) Покрытия металлические и неметаллические неорганические ГОСТ 9,305-84 карта

Авторское свидетельство СССР .

N: 771199, кл. С 25 F.З/22. 1979.

Грушко Я. M. Вредные органические соединения в промышленных сточных водах.

Справочник. Л.; Химия, 1982. с. 216.

Грилихес С. Я. Обезжиривание, травление и полировэние металлов, Л.: Машиностроение. 1.983, с. 91, Изобретение относится к области электрохимической обработки металлов, в частности к полированию сплавов меди и может найти применение.в радиоэлектронике, машиностроении., точной механике и других областях промышленности.

Задача изобре1ения — разработать эффективный технологический процесс электрохимического полирования меди и ее сплавов, обеспечивающие возможность обработки деталей с загрязнениями на поверхности, .Известны электролиты для полирования меди и ее сплавов в растворах фосфорной кислоты с добавками хромового ангидрида. Ионы шестивэлентного хрома в этих электролитах облегчэк1т достижения

2 (5.4) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛИРОВА НИЯ

ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕДНЫХ СПЛАВОВ (57) Использование.» электрохимическое полирование с одновременным обезжириванием изделий из медных сплавов, Сущность изобретения — электролит содержит, мас. : фосфорная кислота 81-87; серная кислота 5 — 7; триэтаноламиновая соль апкилсульфата 0,5 — 2,0; вода остальное. 1 табл. требуемого значения шероховатости поверхности иэделия. Однако их присутствие в растворе увеличивает металлосъем, затрудняет очистку и регенерацию обрэботэнных электролитов, требует периодического окисления ионов трехвалентного хрома, накапливающихся при электрополировке.

Известен также раствор для электрохимического полирования сплавов меди, содержащий фосфорную, серную кислоты, органическое соединение (метафенилдиамин) и воду при следующем соотношении компонентов,, :

Серная кислота 9,5-10 .0 Метафенилдиамин сернокислый

Процесс пол «НИХ Д Изобретение относится к машиностроению и авиационной промышленности и может быть использовано, в частности, для электрохимической размерной обработки (ЭХРО) жаропрочных никельхромовых сплавов

Электролит для полирования изделий из медных сплавов

Источник

Adblock
detector