2.Осаждение медью

В электрохимическом ряду напряжений медь стоит в группе элек­троположительных металлов, следовательно, ее нельзя применять в качестве электрохимического защитника железа и его сплавов от кор­розии. Мало того, вследствие большой разности потенциалов между медью и железом, в случае огаления в каком-нибудь месте омедненно­го железа, последнее начнет значительно быстрее корродировать, чем неомедненное. Поэтому железо, как правило, не покрывается медью с целью защиты от коррозии.

Чаще всего медные покрытия применяются как промежуточные слои между железом (или железными сплавами) и другими покры­тиями, благодаря чему достигается хорошее сцепление между основ­ным металлом и поверхностным покрытием.

Большое распространение имеют медные покрытия, применяемые как средство, предохраняющее от цементации; этот процесс особенно развит в машиностроительной промышленности.

Существующие электролиты меднения разделяются по своему составу на щелочные и кислые. К щелочным электролитам от­носятся цианистые и пирофосфатные электролиты. Основными достоинствами щелочных и, в частности, цианистых электролитов являются высокая рассеивающая способность (более 60%), мелкокристалличность покрытий и возможность непосредственного оса­ждения меди на сталь.

Из кислых электролитов наиболее широко применяе­мыми являются сернокислый и борфтористоводородный. Они характеризуются простотой состава, устойчивостью в эксплуатации, но обладают низкой рассеивающей спо­собностью и невозможностью непосредственного медне­ния стали вследствие выпадения контактной меди.

Щелочные электролиты меднения.

Цианистые электролиты. Для про­изводственного применения следует рекомендовать про­стой электролит, состоящий из двух компонентов, г/л: комплексная цианистая соль — 40—50 (или в пересчете на металлическую медь — 18—22); цианистый натрий сво­бодный — 10—20. Рабочая температура 290—300 К; ка­тодная плотность тока 0,5—1 А/дм²; катодный выход по току 50—70%.

При наличии цианистой меди составление данного двухкомпонентного электролита весьма несложно и заключается в постепенном введении расчетного количества цианистой меди в концентрированный раствор цианистого натрия или калия при подогревании до 335—345 К и перемешивании. После образования раствора комплекс­ной соли меди его анализируют на содержание свободного цианистого натрия, корректируют по мере необходимости, после чего разбавляют электролит водой до рабочего уровня ванны и приступают к эксплуатации без какой- либо предварительной проработки.

Скорость осаждения меди для всех цианистых электро­литов определяется в зависимости от плотности тока и вы­хода по току, который для различных электролитов мо­жет колебаться в больших пределах.

Остальные цианистые электролиты отличаются лишь различными добавками, ускоряющими в какой-то мере процесс осаждения либо улучшающими внешний вид по­крытий. К ним относится, например, сегнетова соль (ка­лий—натрий виннокислый), которая вводится 50—70 г/л для растворения пассивной пленки на анодах.

Не цианистые электролиты. Этот вид электролитов призван заменить токсичные цианистые электролиты на безвредные или в крайнем случае, на менее токсичные, но равноценной замены пока не предложено. К электролитам, наиболее полно заменяющим цианистые, следует отнести железистосинеродистый электролит, составлен­ный на основе железистосинеродистого калия и сегнетовой соли. Несмотря на высокую рассеивающую способность электролита, широкому его применению мешает некоторое количество цианистых комплексных солей, образую­щихся во время эксплуатации электролита, а также вы­сокая стоимость сегнетовой соли.

Основные неполадки цианистых электролитов меднения.

Характеристика неполадок	Возможная причина их образования	Способы устранения
Сильное выделение водорода на деталях и медленное осажде­ние меди или отсут­ствие осаждения; ано­ды блестящие	Большой избыток свободного цианисто­го натрия; малая концентрация солей меди	Определить анали­зом содержание сво­бодного цианистого натрия и добавить мед­ных солей
На отдельных уча­стках деталей явле­ние «пнттинга» в фор­ме грушевидных то­чек или вертикаль­ных блестящих полос	Загрязнение элек­тролита органиче­скими веществами (столярный клей, дек­стрин, полироваль­ная паста)	Ввести в электро­лит активированный древесный уголь (0,5 г/л). Применить ревер­сирование тока
На анодах белый налет; электролит у анодов имеет голубой цвет	Недостаток сво­бодного цианистого натрия. Недостаточная площадь анодов	Довести содержа­ние свободного циа­нистого натрия до 10—15 г/л. Зачистить аноды и добавить новые
На анодах корич­невый или голубой налет	Недостаточное ко­личество анодов в ванне	Зачистить аноды и завесить дополнитель­но новые
Быстрое снижение содержания солей меди в электролите	Отсутствие сво­бодного цианистого натрия. Пассивирование анодов	Довести содер­жание свободного цианистого натрия до 10—15 г/л. Добавить анодов или заменить новыми
Темно-красный цвет медного слоя	Высокая катодная плотность тока	Снизить плотность тока на катоде
Высокая пори­стость и шерохова­тость медного слоя	Загрязнение элек­тролита взвешенны­ми примесями или анодным шламом	Очистить электро­лит фильтрованием или декантацией