Vol. 53 (2017), Issue 4, p. 20-27

Электроосаждение меди на малоуглеродистую сталь. Особенности процесса.

Ившин Я.В., Шайхутдинова Ф.Н., Сысоев В.А.

Abstract

УДК 621.359.3

Проанализирован процесс электроосаждения медных покрытий на изделия из малоуглеродистой стали. Рассмотрены причины неудовлетворительной адгезии покрытия из кислых и щелочных безцианидных электролитов. Показано, что проблема непосредственного электрохимического нанесения медных покрытий на стальную основу из безцианидных электролитов обусловлена протеканием сопряженного процесса контактного обмена в системе ионы меди – железо. Покрытия с хорошей адгезией могут быть получены только при условии прекращения процесса контактного обмена на начальной стадии – пока стальная основа под порами осадка не подвержена значительному растравливанию. В кислых электролитах адгезия плохая вследствие большого значения тока контактного обмена. В щелочных безцианидных электролитах железо пассивируется, адгезия покрытия недостаточна из-за наличия разделительной пассивной пленки на границе основа – покрытие. В нейтральных электролитах возможно получение покрытия с хорошей адгезией к основе, однако результаты не стабильны из-за невысокой буферной емкости раствора. При нанесении медного покрытия из кислых электролитов с применением операции предварительного никелирования тонкий подслой никеля имеет поры, через которые протекает процесс контактного обмена. Показано, что для получения покрытий с хорошей адгезией никелевый подслой должен иметь минимальную толщину 3–5 мкм.

Ключевые слова: электроосаждение меди, электролиты меднения, аминокомплексы, адгезия к основе, малоуглеродистая сталь, контактный обмен.

The process of electrodeposition of copper platings on mild steel products has been analyzed. The causes of poor adhesion of the platings from the acid and alkaline non-cyanide electrolytes are revealed. It is shown that the problem of direct electrochemical deposition of a copper plating on a steel base of non-cyanide electrolytes is due to the conjugated process of the contact exchange in the copper ions – iron system. Plating with good adhesion can be obtained only if the contact exchange process is stopped at the initial stage – until the steel substrate under the pores of the sediment is subject to significant grinding. In acid electrolytes, adhesion is poor because of a high value of the contact exchange current. In alkaline non-cyanide electrolytes, iron is passivated and the adhesion of the coating is insufficient because of the presence of a separating passive film at the base-coating interface. In neutral electrolytes, it is possible to obtain a coating with good adhesion to the substrate, but the results are not stable due to a low buffer capacity of the solution. When a copper plating is applied from acid electrolytes using a pre-nickel plating operation, a thin nickel sublayer has pores through which the contact exchange process proceeds. It is shown that to obtain platings with good adhesion, the nickel sublayer should be of a minimum thickness of 3–5 microns.

Keywords: copper electroplating, copper electrolyte, aminocomplexes, adhesion to substrate, mild steel, contact exchange.

Download full-text PDF. 3750 downloads

Menu

Vol. 53 (2017), Issue 4, p. 20-27

Электроосаждение меди на малоуглеродистую сталь. Особенности процесса.

Abstract