Осадження сплаву олово-вісмут, Секрети гальваніки від Галини Корольової
Потреба в гальванічних покриттях виникає, коли поверхня деталі потребує спеціальних властивостей. Не завжди гальванічні покриття чистим металом можуть задовольнити ці вимоги.
Застосовувані раніше для паяння покриття оловом у процесі експлуатації показали себе не найкращим чином: згодом на поверхні з'являлися ниткоподібні кристали, які в умовах насичених електромонтажних схем могли викликати коротке замикання.
В результаті досліджень отримано, що зменшити швидкість зростання кристалів на поверхні олова може добавка в покритті олова невеликої кількості вісмуту (0,2 - 1,8%), тобто.покриття олово-вісмут. Вісмут дозволяє запобігти перехіду білої модифікації олова в сіру і знижує ймовірність голкоутворення. Тому покриття сплавом олово-вісмут (99,8) рекомендується як захисні для деталей, що підлягають пайці.
Особливості процесу осадження сплаву олово-вісмут у нашому навчальному курсі.
Умовою спільного осадження металів (зокрема олова та вісмуту) є рівність їх потенціалів осадження, зближення яких необхідно здійснити, підбираючи склад електроліту та режим осадження. У вісмуту та олова стандартні потенціали близькі, тому сплав олово-вісмут можна отримувати, змінюючи концентрації металів олова та вісмуту в розчинах простих солей.
Електроліти для осадження олова бувають кислі та лужні. Оскільки вісмут у лужних розчинах розкладається, для осадження сплаву олово-вісмут застосовують сульфатні електроліти складу:
Покриття металом олово-вісмут.
SnSO4 - 40-60 г/л Bi(NO3)3 - 0,5 -1,5 г/л H2SO4 - 100-120 г/л NaCl - 0,2 - 0,8 г/л Добавка ОС-20 - 2-5 г/л Трилон Б - 3-5г/л Температура +15 - 25 0 СДК = 1-2 А/дм 2
Завішувати деталь треба під струмом із поштовхом 2-4 А/дм 2 .
Аноди з олова, їх необхідно помістити в чохли з хлоринової тканини. Анодна щільність струму повинна бути в 2 рази менше катодної, а у відсутності струму аноди слід виймати з електроліту олово-вісмут, щоб уникнути контактного осадження вісмуту. Після приготування електроліту для осадження сплаву олово-вісмут потрібне опрацювання струмом при густині 0,5-1 А/дм 2 .
Неякісне покриття олово-вісмут (шорстке) може осаджуватися, якщо в електроліті присутнімеханічні домішки, при цьому електроліт олово-вісмут слід відфільтрувати. Якщо покриття олово-вісмут сіре, з темними плямами – можливе накопичення 4-х валентного олова, яке слід осадити пірофосфатом калію (4,5 г/л на 1 г 4-х валентного олова).
Помітно погіршує якість покриття олово-вісмут наявність в електроліті олово-вісмутдомішок хлору (0,1–0,2 г/л), які можуть потрапити при обробці підшару міді перед покриттям олово -Вісмут. Тому при декапуванні підшару міді перед покриттям олово-вісмуту слід виключити застосування соляної кислоти.
В ціломуелектроліт олово-вісмут простий у приготуванні та експлуатації, але вимагає регулярного аналізу та чистоти. Аналіз електроліту олово-вісмуту слід проводити не рідше 1 разу на тиждень.
На досвіді помічено, що витримка покриттів при температурі 200 0 С протягом 1-9 годин значно пригнічує утворення ниткоподібних кристалів, тому після нанесення олово-вісмут покриття рекомендується термообробка.
Для отримання блискучих покриттів олово-вісмут в електроліт вводять блискоутворювачі: 0,6 г/л фурфуролу з 20 г/л формаліну та 0,7 г/л камфори. Покриття олово-вісмут виходить щільне та блискуче. Такий електроліт для сплаву олово-вісмут має високу розсіювальну здатність і має вирівнюючий ефект.
Блискуче покриття сплавом олово-вісмут більш декоративно і корозійностійкий, але має один недолік -набагато гірше паяється, так як органічні добавки з електроліту екстрагуються в покриття олово-вісмут і перешкоджають розтікання припою.
Для підвищення адгезії та корозійної стійкості поверхні деталей з покриттям олово-вісмут при нанесенні покриття олово-вісмут на сплави алюмінію та сталі необхіднопопередньо нанести підшар нікелю та міді (див. «Аналіз причин нестабільності адгезії покриття ХімНМОВі до поверхні деталей з алюмінієвих сплавів.») Крім того, розтікання припою по покриттю олово-вісмут, нанесеному на мідний підшар значно вище, ніж по покриттю олово-вісмут, нанесеному на нікелевий підшар.
При роботі з електролітом олово-вісмут необхіднодотримуватися вимог безпеки - працювати в спецодязі та рукавичках. Ванна олово-вісмут повинна мати бортову вентиляцію.