ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Олово обладает высокими антикоррозионными свойствами. В механическом отношении оловянные покрытия чрезвычайно пластичны и легко выдерживают развальцовку, штамповку, изгибы. Свежеосажденное олово легко паяется при применении спиртоканифольных флюсов. Все это способствует применению оловянных покрытий для различных целей во многих отраслях промышленности.

Наибольшее распространение получили щелочные и кислые электролиты лужения. Из кислых электролитов применяются растворы солей олова серной, соляной, борфтористо-водородной и сульфоновой кислот. Из щелочных, кроме станнатных, известны также пирофосфатные электролиты. Характер катодной поляризации в кислых и щелочных электролитах несколько различается. В щелочных электролитах она более значительна. Зависимость выхода по току от плотности тока в станнатных электролитах более ярко выражена. По этим двум причинам рассеивающая способность щелочных электролитов значительно превосходит рассеивающую способность кислых. Однако у обоих типов электролитов лужения имеется один общий серьезный недостаток, связанный с необходимостью поддержания высокой кислотности раствора или высокой щелочности его. Это необходимо для подавления гидролиза солей олова, который при недостатке кислоты или щелочи способствует осаждению губчатых осадков. Но высокое содержание в составе электролита кислоты или щелочи затрудняет эксплуатацию таких растворов в отношении техники безопасности (кислого или щелочного характера туман в помещении, необходимость нейтрализации сточных вод, повышенная коррозия технологического оборудования). Получение качественного покрытия оловом в условиях нейтральной среды, исключающей токсичность растворов, удалось достигнуть тем, что в качестве буферной добавки и комплексообразующего вещества использовалась нитрилотриметил-фосфоновая кислота (НТФ) при следующей концентрации компонентов, г/л: сернокислое олово 45-55, гидроокись натрия 35-40, НТФ 90-110. Кроме того, эффект усиливается, если электролит дополнительно содержит поверхностно - активное вещество «ПАВ» в количестве 0,3-0,5 г/л или столярный клей 1-2 г/л. Введение НТФ приводит к связыванию ионов двухвалентного олова в достаточно устойчивый комплекс, что предотвращает гидролиз соединений олова в условиях нейтральной среды, исключающей избыток свободных кислот и щелочей как в самом электролите, так и в газовой фазе, и тем самым обеспечивающей нетоксичность электролита и дающей возможность осаждать компактные оловянные покрытия. Сама НТФ не является токсичным веществом. В сильно кислой среде (рН=1-3) комплексное соединение НТФ с ионами олова является малорастворимым соединением. Для перевода его в полностью растворимое состояние необходимо вводить определенное количество гидроокиси натрия. По мере введения щелочи рН среды повышается, а токсичность раствора понижается. При введении необходимого количества щелочи комплексное соединение НТФ с ионами олова полностью растворяется, а рН раствора становится равным 6-7, т.е. соответствует практически нейтральной среде. Электролит лужения становится полностью нетоксичным, т.к. в нем отсутствуют свободные кислоты и щелочи. Эти же компоненты отсутствуют и в газовой фазе. Введение НТФ в электролит делает его нечувствительным к накоплению четырехвалентного олова. Характеристики компонентов электролита: в качестве сульфата олова использовали сернокислое олово ТУ6-09-1502-75. Из других компонентов брали гидроокись натрия ГОСТ 4328-66, НТФ - ТУ6-02-1171-79.

Концентрация в растворе всех компонентов обеспечивает получение компактного полублестящего оловянного покрытия при проведении электролиза в условиях оптимального режима: плотность катодного тока 1-2 А/дм ² температура 4050 ^ОС. Данный электролит лужения приготавливают следующим образом: необходимое количество сульфата олова растворяют в небольшом количестве воды; к полученному раствору добавляют соответствующее количество НТФ. Полученную смесь тщательно перемешивают. Для установления рН=6-7 при постоянном перемешивании добавляют концентрированный раствор гидроокиси натрия (150 г/л) небольшими порциями. Значение рН контролируют по рН-метру. После введения всех компонентов электролит разбавляют водой до необходимого (расчетного) объема. Столярный клей или «ПАВ» вводят перед разбавлением водой. Полученный таким образом электролит лужения сразу готов к работе. Аноды необходимо использовать оловянные в отношении к катодной поверхности 1:1. Рассеивающая способность и выход по току электролита, находятся на уровне сернокислых электролитов лужения. Однако состав электролита совершенно нетоксичен, что снижает коррозионное разрушение технологического оборудования, дает возможность снизить мощность вентиляционных установок и отказаться от нейтрализации сточных вод, и при получении качественных покрытий снизить стоимость обработки деталей.