Материал: Основы гальванотехники П. М. Вячеславов. 1960- 9 Мб

Г лава V

МЕДНЕНИЕ

1. Свойства и область применения

тия ни для декоративных целей, ни для защиты сталь­ ных изделий от коррозии. Это объясняется химиче­ скими и электрохимическими свойствами меди. Медь довольно быстро окисляется в атмосферных условиях, покрываясь с поверхности основными углекислыми солями (результат взаимодействия с углекислотой воздуха). По своим электрохимическим свойствам медь относительно железа является катодным покрытием, т. е. медные покрытия лишь механически предохра­ няют стальные изделия от коррозии. В случае же по­ вреждения покрытия в этом месте образуется гальва­ ническая пара железо—медь, где железо будет являться анодом, а медь катодом. Таким образом, медь не будет защищать железо от коррозии.

Медные покрытия используются в качестве под­ слоя при никелировании, хромировании и некоторых других процессах, что связано с тем, что медь очень легко принимает полировку и дает прочное сцепле­ ние с другими металлами. В качестве самостоятельного покрытия медь применяется при местной защите изде­ лий от цементации (медным покрытием защищаются отдельные участки изделий, не подлежащие цемента­ ции), а также в гальванопластическом производстве.

79

Меднение осуществляется из кислых и щелочных электролитов. Из кислых электролитов применяют сернокислые, борфтористоводородные и кремнефтори­ стоводородные, а из щелочных — цианистые и пиро­ фосфатные. Однако наибольшее распространение до последнего времени имеют сернокислый и цианистый электролиты.

2. Сернокислый медный электролит

Сернокислый электролит отличается простотой состава и устойчивостью. Вместе с тем недостатками сернокислого электролита являются его относительно малая рассеивающая способность и невозможность покрывать из этого электролита непосредственно железо и его сплавы, так как в момент погружения изделий в раствор происходит вытеснение меди же­ лезом по следующей реакции:

CuSO44-Fe -> FeSO4+Cu.

В результате этой реакции на поверхности сталь­ ных изделий выделяется контактная медь, плохо сце­

ная плотность тока 2—5 а/дм2, выход по. току 95—98%. Перемешивание электролита (воздушное) позволяет увеличить плотность тока в зависимости от конфи­

гурации изделий до 10—20 а!дм1 и более. Непрерывное или периодическое фильтрование

электролита обеспечивает получение относительно гладкого и ровного покрытия. Для улучшения струк­

дует отметить, что избыточное количество этих про­ дуктов в ванне приводит к заметной хрупкости меди.

Из примесей в наибольшем количестве присут­

80

ствует в электролите железо, которое накапливается прежде всего за счет упавших на дно ванны сталь­ ных изделий. Допустимая концентрация железа в элек­

в сернокислом электролите: 1) грубые осадки на всей поверхности; 2) темно-красные осадки с шерохова­ тостью по краям; 3) хрупкие осадки с блестящими полосами.

Причиной грубых осадков является наличие в ванне взвешенных частиц, шлама; во избежание этого необ­ ходимо периодическое фильтрование. Темно-красные осадки свидетельствуют обычно о высокой катодной плотности тока. Хрупкие осадки — признак наличия в ванне избытка органических соединений; в этом случае необходимо проработать ванну током либо добавить 1 г/л перманганата калия и кипятить элек­ тролит 20—30 мин., а затем отфильтровать.

3. Цианистый медный электролит

Несмотря на свою ядовитость и недостаточную устойчивость, цианистая ванна обладает по сравнению с другими ваннами настолько значительными пре­ имуществами, что до последнего времени широко при­ меняется в промышленности.

Медные покрытия, получаемые из цианистой ванны, отличаются мелкокристаллической структурой, дают прекрасное сцепление с основой и покрывают металл весьма равномерно благодаря хорошей рассеивающей способности. Главной составной частью медных циа­ нистых электролитов является комплексная меднонатриевая цианистая соль. Она может быть приго­ товлена растворением цианистой меди в цианистом натрии по реакции:

CuCN + 2NaCN - Na2Cu (CN)3.

причем для обеспечения хорошей работы в ванне должен находиться некоторый избыток натрия. С дру­ гой стороны, большой избыток его также недопустим,, так как приводит к падению выхода по току. Поэтому для каждого состава электролита и режима работы: устанавливается своя определенная концентрация сво­ бодного цианистого натрия.

Однако концентрация свободного цианистого нат­ рия не сохраняется постоянной в процессе работы. Водный раствор цианистого натрия весьма неустой­

2NaCN + Н2О + СО2 - Na2CO3 + 2HCN.

Вот почему содержание цианистого натрия в про­ цессе электролиза постепенно уменьшается и требует периодической корректировки. Синильная кислота — один из наиболее сильных ядов, поэтому необходимо применение на ваннах мощной бортовой вентиляции.

Вместо цианистого натрия можно применять циа­ нистый калий. В случае отсутствия цианистой меди ее готовят в цехе. Исходным материалом при при­ готовлении медного цианистого электролита может служить медный купорос, из которого обычно готовят соль Шевреля.

Соль Шевреля представляет собой сернистокислую соль закиси-окиси меди CuSO3-Cu2SO3-2H2O. Полу­ чается эта соль взаимодействием растворов серно­ кислой меди и сернистокислого натрия.

С этой целью в небольшом количестве воды при температуре 60—65° в отдельных сосудах растворяют медный купорос и сульфит натрия. Раствор купороса при интенсивном перемешивании понемногу смешивают с раствором сульфита. На дно сосуда выпадает красно­ коричневый осадок соли Шевреля. Практически уста­ новлено, что на каждые 10 г/л меди в электролите требуется 70 г/л медного купороса и 126 г/л суль­ фита натрия.

82