Физико-химическое обоснование режимов электрохимического полирования медиРефераты >> Технология >> Физико-химическое обоснование режимов электрохимического полирования меди
Ортофосфорная кислота .74
Хромовый ангидрид .6
Вода 20
Удельный вес электролита 1,60 - 1,62. Режим полирования: анодная плотность тока 30 - 50 А/дм2, температура электролита 20 - 40°, продолжительность полирования 1 - 3 мин.
Катоды - свинцовые, соотношение поверхности анода и катода 1:2 - 1:3. Расстояние между электродами 100 - 120 мм.
Для приготовления электролита хромовый ангидрид растворяют в ортофосфорной кислоте и полученный раствор, в случае надобности, прогревают при температуре 120° до достижения требуемого удельного веса. После этого электроды обрабатываются током с медным анодом, пропуская 10 А-ч/л электричества.
В начальный период работы (до 50 А-ч/л) Желательно вести полирование при плотности тока 40 - 50 А/дм2 и температуре раствора 30 - 40°. В дальнейшем плотность тока может быть понижена до 30 - 40 А/дм2, а температура электролита - до 20 - 30°.
В электролите, содержащем H3PO4 и CrO3, при анодной плотности тока 40 А/дм2 и температуре электролита 20° за 1 мин. Растворяется слой меди толщиной 2 - 3 мк.
В следующей таблице (Таблица 3.2) приведены составы электролитов и режимы ЭХП меди и её сплавов.
|
Состав электролита |
Анодная плотность тока, А/дм2 |
Температура электролита, °С |
Продолжит. электролиза, мин. |
Полируемый металл или сплав |
|
H3PO4 у.в.1,35 |
4 - 8 |
15 - 25 |
2 - 8 |
медь |
|
H3PO4 у.в.1,6 |
15 - 20 |
15 - 25 |
2 - 5 |
медь,a-латунь |
|
H3PO4 у.в.1,5 |
10 - 15 |
20 - 25 |
3 - 5 |
бронза |
|
H3PO4 74% CrO3 6% H2O 20% |
30 - 50 |
20 - 30 |
0,5 - 2 |
Медь и латунь |
|
H3PO4 80-88% CrO3 12% H2O до 8% |
2 - 2,5 |
75 - 80 |
30 - 60 |
медь, латунь, бронза. |
Таблица 3.2
Проведённые исследования выявили положительное влияние на процесс полирования алифатических спиртов, в особенности бутилового и амилового, которые предотвращают травление и повышают интенсивность блеска поверхности металлов.
Добавки некоторых аминов, например уротропина и полиэтиленполиамина, уменьшают съём металла при электролизе, но не предотвращают небольшого точечного травления медных сплавов.
Наибольший интерес могут представлять амиды некоторых органических кислот, которые, будучи добавлены в электролит в весьма небольшом количестве, не только предотвращают травление, но и способствуют повышению блеска и сглаживанию микрошероховатостей поверхности металла.
При ухудшении качества полирования в электролит добавляют H3PO4 до установленной концентрации и органическое соединение 10 - 20% от первоначального его содержания в растворе. Если на поверхности деталей появляется точечное травление, своеобразный питтинг, то в указанные электролиты следует добавить 3 - 5 мл/л бутилового спирта.
В следующей таблице (Таблица 3.3) приведены режимы ЭХП и состав некоторых электролитов, имеющих в своём составе спирты.
|
Состав электролита |
Катод |
Е, В |
Ia, А/дм2 |
t,°C |
Время, мин |
Примечание |
|
H3PO4 (уд.вес) 350мл C2H5OH 620мл |
медь |
2-5 |
2-7 |
20 |
10-15 |
Рекомендуется для полирования медных сплавов с высоким содержанием свинца. |
|
H3PO4 (85%-ая) .41,5 Глицерин 24,9 Этиленгликоль .16,6 Молоч.к-та(85%-ая).8,3 H2O 8,7 |
8 |
27 |
неск. Мин. |
Применяется в США для полирования латуни и других медных сплавов Добавки аминов повышают блеск поверхности. |
Таблица 3.3
4.МЕХАНИЗМ И КИНЕТИКА ПРОЦЕССА
4.1 ПРЕДСТАВЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ АВТОРОВ
Изучая ЭХП меди в ортофосфорной кислоте, Жаке впервые предложил довольно простое объяснение этого процесса. Сущность его теории состоит в следующем.
При прохождении тока через электролит у поверхности анода образуется жидкий слой из продуктов анодного растворения, имеющий повышенную вязкость и большое электрическое сопротивление. Толщина этой вязкой жидкой плёнки неодинакова на различных участках шероховатой поверхности; в углублениях она больше (h1), чем на выступах (h2) (см. Рис 4.1).
