ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ ЗОЛОТО-МЕДНЫХ СПЛАВОВ
Шандалова Л. П., Виноградова В. Я.,Стрюк В. В.
Одним из решений вопроса об эффективном использовании драгоценных металлов является разработка новых сплавов на основе золота, позволяющих улучшить физико-механические свойства покрытий и одновременно уменьшить расход драгоценного металла.
Электролитические покрытия сплавом золото — медь 850 пробы всегда представляли особый интерес для часовой и ювелирной промышленности, ибо такие покрытия, используемые для декоративной отделки, по внешнему виду имитируют традиционные литые сплавы золота с медью 583 пробы. Злектроосаждение таких покрытий осуществляют главным образом из электролитов, содержащих свободный цианистый калий [1].
Во ВНИИювелирпроме был разработан новый электролит, не содержащий свободного цианистого калия, для нанесения блестящих покрытий сплавом золото — медь 850 пробы [2]. В настоящее время этот электролит эксплуатируется на Харьковском и Свердловском ювелирных заводах.
Изучалась возможность получения более высоколегированных золото-медных сплавов и использования их в качестве декоративных покрытий.
Электроосаждение сплавов производили из электролита состава, г/л:
Золото (в виде днцпаноаурата калия) | 10 |
Медь (з виде комплекса с трилоном Б) | 9 |
Калий фосфорнокислый однозамещенный | 45 |
Электролит готовили аналогично изложенному в [2]. Электролиз проводили в термостатированном электролизере емкостью 500 мл с платиновыми анодами. Катодами служили полированные образцы из латуни марки Л-62 и образцы из родия.
Изучение качества и состава получаемых золото-медных покрытий было проведено в интервале плотности тока 0,5 - 3,0 А/дм2, рН электролита — 7,7 - 5,0 и при температуре 40±2oС и 60±2oС.
Для установления состава сплава покрытия наносили на образцы из родия. После растворения покрытия содержание в нем золота определяли методом потенциометрического титрования [3]. Содержание меди в сплаве вычисляли по разности. Качество покрытий определяли визуально. Термическую обработку сплавов проводили в глицерине при температуре 200 ±20oС в течение 30 мин.
Коррозионные испытания сплавов выполняли согласно [4]. С целью исключения влияния материала основы на коррозию покрытия сплавы наносили на образцы из родия.
Таблица 1
Влияние условий электролиза на качество золото-медных сплавов
pH электролита | Температура, oС | Качество покрытия при плотности тока, А/дм2 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | ||
7,7 | 40 | б | б | б | б к | б к | - |
7,7 | 60 | м | м | м | м к | - | - |
6,7 | 40 | б | б | б | б | б к | б к |
6,0 | 40 | б | б | б | б | б | б к |
6,0 | 60 | б | б | б | б | б | б к |
5,0 | 40 | б | б | б | б к | б к | - |
Условные обозначения: м — матовое покрытие, б — блестящее покрытие, к — краевой эффект.
В табл. 1 приведены результаты экспериментов по изучению влияния рН и температуры электролита, а также плотности тока на качество сплавов. Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что блестящие золото-медные покрытия можно получать в широком интервале плотностей тока и рН электролита. Однако в интервале плотностей тока 2,0 0 3,0 А/дм2, т. е. в зоне получения высоколегированных сплавов, наблюдается разнотонность покрытия по краям образца. При рН 6.0 зона краевого эффекта заметно сокращается.

Экспериментальные данные о влиянии плотности тока на состав золото-медных сплавов при различных температурах и рН электролита представлены на рисунке.
По данным рисунка видно, что при увеличении плотности тока содержание золота в покрытиях линейно падает. С увеличением температуры и уменьшением рН электролита эта зависимость проявляется менее резко. Наилучшие условия электролиза для нанесения блестящих высоколегированных сплавов, содержащих 75 - 65 вес.% золота, следующие: температура электролита 40oС, рН 6,0, плотность тока 1,7 - 2,5 А/дм2.
Известно, что золото-медные покрытия тускнеют при хранении на воздухе в течение двух-трех недель. С целью увеличения коррозионной устойчивости этих сплавов золото-медные покрытия 750 и 650 проб были подвергнуты термической обработке. Установлено, что при хранении на воздухе в течение четырех месяцев обработанные таким образом покрытия 750 и 650 пробы сохраняют свой декоративный вид. Для подтверждения положительного влияния термической обработки на коррозионную устойчивость золото-медных сплавов авторы провели ускоренные коррозионные испытания.
В табл. 2 приведены данные по коррозионной устойчивости золото-медных сплавов в различных средах. Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что не прошедшие термообработку покрытия, не выдерживают коррозионных испытаний по ОСТ 25-489—74. В результате термической обработки коррозионная устойчивость золото-медных сплавов 850, 750 и 650 проб заметно повышается. Слабые следы коррозии сплава 650 пробы в среде тиоацетамида по углам образца связаны, по-видимому, с повышением содержания меди на этих участках.
Таблица 2
Коррозионная устойчивость золото-медных сплавов
Состав среды | Время выдержки, сутки | Состояние поверхности сплава покрытия | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
850o | 750o | 650o | |||||
б/т | т | б/т | т | б/т | т | ||
Тиоацетамид над влажной средой натрий уксуснокислый — 75% вода —25% | 2 | Следы коррозии | б/к | Следы коррозии | б к | Следы коррозии | Слабые следы коррозии |
Уксусная кислота — 25% вода —25% натрий уксусно¬кислый — 50% | 1 | б/к | б/к | Следы коррозии | б к | Следы коррозии | б/к |
Аммиак 50 мл/л натрий хлористый 80 г/л | 1 | Следы коррозии | б/к | Следы коррозии | б к | Следы коррозии | б/к |
б/т — покрытие без термической обработки, т — покрытие, подвергнутое термической обработке, б/к — покрытие без следов коррозии.
Приведенные результаты показывают, что предложенный состав можно использовать для получения высоколегированных блестящих покрытий сплавом золото — медь 750 пробы. После термической обработки указанный сплав можно применять в качестве декоративных покрытий.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 9.047—75. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий
2. РТМ 25.175—75. Покрытия гальванические сплавами золота ювелирных изделий. Типовой, технологический процесс.
3. ОСТ 25.592—76. Покрытия гальванические золота и сплавами на его основе для ювелирных изделий. Методы контроля состава.
4. ОСТ 25.489—74. Покрытия золотом и сплавами золота деталей часов. Технические требования и методы контроля.