Электролитическое меднение

Медные покрытия как самостоятельные для защитных и защитно-декоративных целей не применяются, так как медь - малоактивный металл (Е° = +0,34 В) и по отношению к стали и другим электроотрицательным металлам является катодным покрытием и будет ускорять разрушение основного металла. Кроме того, медь на воздухе при наличии влаги, H₂S, SO₂, СО₂ легко окисляется и ее поверхность покрывается соединениями меди (CuOH)₂CO₃ - зеленого цвета, CuS - черного. Однако медные покрытия широко ис­пользуются в качестве подслоя при нанесении комбинированных защитно-декоративных покрытий.

Для электролитического осаждения меди рекомендовано большое количество электролитов, которые принято подразделять на две группы: простые (кислые) и комплексные. К простым электролитам относятся сернокислые, борфтористоводородные, сульфаминовые, хлористые, нитратные и др. Осадки меди из таких электролитов имеют крупнокристаллическую структуру, что объясняется малой величиной катодной поляризации (50 - 60 мВ) при разряде ионов Cu²⁺ . Электроосаждение меди из указанных выше электролитов происходит с высоким выходом по току. Однако им присущи суще­ственные недостатки, такие как низкая рассеивающая способность, невозможность непосредственного меднения стали, цинковых сплавов и других более отрицательных, чем медь, металлов. По этой причине меднение более отрицательных металлов из простых электролитов возможно по подслою меди (3 - 4 мкм), осажденному из комплексных электролитов (пирофосфатных, цианистых или других комплексных электролитов), или по подслою никеля.(3 - 5 мкм). Составы более распространенных электролитов (г/л):

1. Сернокислая медь CuSO₄ 200 - 250
Серная кислота 35 - 70
Блескообразователь В-7211 3 - 5 мл /л
Ион Сl^- 0,030 - 0,075

Температура 19 - 30 ⁰С,

Катодная плотность тока, i_K 1 - 7 А/дм².

2. Борфтористоводородная медь 450
Борфтористоводородная кислота 30
Борная кислота 30

Температура 20 - 40° С,

Катодная плотность тока, i_K до 40 А/дм².

Электролит 1 обладает относительно хорошей рассеивающей способностью и позволяет получать покрытия с высоким блеском (95 % по серебряному зеркалу), хорошей выравнивающей способностью (до 85 % при толщине слоя меди 20 мкм). Электролит 2 допускает применение высоких плотностей тока до 40 А/дм², рекомендуется для восстановления изношенных деталей, где требуется высокая скорость электроосаждения.

В цианистых электролитах медь восстанавливается из одновалентных ионов, поэтому за 1А-ч выделяется в два раза больше меди, чем из простых электролитов. Существенными недостатками цианистых электролитов являются их высокая токсичность, требующая выполнения мер безопасности и больших затрат на обезвреживание сточных вод, а также относительно невысокая их стабильность.

Из цианистых электролитов наибольшее применение нашел электролит состава (г/л):

Цианистая медь 50 - 70

Цианистый натрий или цианистый калий 5 - 10

Гидроксид натрия 10 - 15

Калий—натрий виннокислый 30 - 60

Температура 40 - 50° С,

Катодная плотность тока, i_K 1 - 3 А/дм²,

Выход по току 70 %.

Комплексные электролиты характеризуются высокой поляризацией и позволяют получать покрытия с мелкокристаллической структурой, равномерные по толщине, с хорошей адгезией.

В настоящее время по свойствам к цианистым электролитам приближаются пирофосфатные, однако их применение ограничивается по экологическим соображениям.