khimie.ru

Электролитическое лужение

Электролиты, которые применяются для лужения, делятся на кислые и щелочные.

Лужение в кислых электролитах. Кислые электролиты характеризуются высоким содержанием свободной серной кислоты, а также обязательным присутствием органических и коллоидных добавок, которые защищают изделие от дендритных наростов осадка на краях детали. Хороший эффект дают добавки фенола или крезола (лучшие результаты дают продукты не очищенные). Коллоидные вещества вводят в ванну для образования мелкокристаллических осадков. Лучшей добавкой для этой цели есть столярный клей.

Устойчивое и хорошее покрытие дает электролит такого состава:

Сульфат олова SnSO₄……………………. 50 г/л

Сульфат натрия Nа₂SO₄…………………. 50 г/л

Серная кислота Н₂SO₄……………………. 50-80 г/л

Фенол С₆Н₅ОН………………………………. 2-10 г/л

Столярный клей ……………………………. 2-10 г/л

Катодная плотность тока 4-5 А/дм², температура ванны 30 °С.

Основной компонент кислого электролита — сульфат олова, которое можно получить путем электрохимического растворения с помощью медного купороса (по принципу действия гальванического элемента).

Особенность этого метода заключается в растворении олова и переходе его в сернокислое без применения тока.

Содержимое ванны такой:

Медный купорос СuSO₄∙5Н₂0………..60 г/л

Серная кислота Н₂SO₄…………………..50 г/л

Катодом служат медные пластинки, а анодом — пластинки олова, поверхность которых должна быть максимальной. При замыкании катода и анода происходит реакция:

СuSO₄ + Sn = SnSO₄ + Сu

Медь, выделяемая оседает на медных пластинках. Реакция продолжается до полного выделения из электролита меди, что легко определяется по обесцвечиванием раствора. Для ускорения процесса электролит нужно подогреть до температуры 60 °С. По окончании реакции в ванну вводят остальные компоненты и осуществляют электролитическое лужения, рабочий электролит имеет характерный вид — непрозрачной желто-зеленой эмульсии.

Лужение в щелочных электролитах. Соли олова (как двухвалентного, так и четырехвалентного) характеризуются свойством давать с едкими щелочами гидраты, которые растворяются в избытке щелочи и переходят соответственно в станаты и станиты олова, например:

SnCl₂ + 2NaOH = Sn(OH)₂ + 2NaCl

Sn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂SnO₃ + 2H₂O

Образования станата натрия происходит по уравнению:

SnCl₄ + 4NaOH = Sn(OH)₄ + 4NaCl

Sn(OH)₄ + 2NaOH = Na₂SnO₃ + 3H₂O

Полученные растворы будут основой для щелочных оловянных электролитов. Электролиты, изготовленные на основе двухвалентного олова, дают рыхлые, крупнокристаллические осадки олова. Для успешной работы ванны необходимо значительное количество двухвалентного олова перевести в четырехвалентный.

Состав электролита такой:

Станат натрия Nа₂SnO₃ ………………. 80 г/л

Едкий натр NаОН ……………………… 10 г/л

Ацетат натрия СН₃COONa…………. 15 г/л

Плотность тока 2 А/дм², температура ванны 60 °С.

Электролит готовят, используя электролитический метод анодного растворения олова в щелочном растворе. Ванну заполняют раствором NaОН (40 г/л). Температуру повышают до 60-70 °C и поддерживают на этом уровне в течение всего процесса. Анодами служат оловянные пластинки, катодом — пористые глиняные или фарфоровые (неглазированные цилиндры вместимостью 50 мл, наполненные раствором NaОН. В цилиндры опущены стальные стержни. Плотность тока 1-2 А/дм². Наличие диафрагм способствует быстрому образованию Sn⁴⁺, поскольку водород, который выделяется внутри электролита, будет изолирован от общей массы электролита и не сможет восстанавливать образованное четырехвалентного олова в двухвалентное.

Контактное лужение. Для покрытия тонким слоем олова маленьких изделий можно рекомендовать лужения без применения внешнего тока — так называемое контактное лужения.

Стальные детали хорошо обмывают в горячем растворе едкого натрия, промывают и помещают в контактную ванну сетку, которая изготавливается в виде цилиндра. Ванну наполняют насыщенным раствором кислого виннокислого калия ° КНС₄Н₄О₆, к которому добавляют 3 г/л SnС1₂.Температура 90 °C. Время покрытия — около часа. Детали надо периодически перемешивать встряхиванием.

Для лужения медных и латунных деталей применяют электролит следующего состава:

Хлорид олова SnС1₂∙2Н₂O ………………………. 25 г / л

Кислый виннокислый калий КНС₄Н₄О₆ …….. 10 г / л

Температура ванны …………………………………..90 °С.

Для замыкания внутреннего гальванического круга в электролит вводят небольшие куски металлического цинка. После лужения деталь промывают и высушивают.