Селективный травитель многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца
SELECTIVE ETCHER OF MULTI-COMPOSITE ELECTROLYTIC COATINGS BASED ON TIN AND LEAD

Изобретение относится к области химической обработки металлов, в частности, к технологии жидкостного химического снятия многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца с разнородных металлов (сталь, медь и ее сплавы) и может быть использовано в машиностроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности и в сельском хозяйстве.
Известен селективный травитель гальванических оловянно-свинцовых покрытий с медной основы, содержащий борфтористо-водородную кислоту, перекись водорода, ингибиторы процесса растворения меди, в качестве которых используют нитрат меди (II) и фторид калия, и добавку, увеличивающую скорость травления олова-свинца, в качестве которой используют нитрат натрия, при содержании компонентов:
борфтористо-водородная кислота (40%-ный раствор), мл/л
950,0-970,0
перекись водорода (35%-ный раствор), мл/л
30,0-50,0
нитрат меди (II), г/л
0,03-0,04
фторид калия, г/л
5,0-8,0
нитрат натрия, г/л
5,5-7,5
(см. патент РФ №2351689, C23F1/30).
Недостатком данного селективного травителя является низкая селективность травления и высокая скорость растворения медной основы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является селективный травитель для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы, содержащий азотную кислоту, железо азотнокислое и хлорид натрия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве ингибитора травления меди бензотриазол и спирт этиловый при следующем содержании компонентов:
68%-ный раствор HNO<sub>3</sub>, мл/л
200-250
Fe(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>⋅9H<sub>2</sub>0, г/л
130-170
NaCl, г/л
2-3
бензотриазол, г/л
0,5-1
спирт этиловый, мл/л
5-6
(см. патент РФ №2470093, C23F1/30, 1975).
Недостатком данного селективного травителя является низкая селективность травления и высокая скорость травления меди за счет повышения температуры раствора травителя.
Техническим результатом является повышение селективности и скорости травления многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца за счет каталитического ускорения растворения гальванических покрытий и предотвращения растрава меди и стали.
Технический результат достигается в селективном травителе многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца, содержащем кислоту азотную, железо азотнокислое, натрий хлористый, ингибитор коррозии меди, растворитель ингибитора коррозии меди, катализатор процесса травления, ингибитор коррозии стали, медь борфтористая, медь азотнокислая, натрий азотнокислый и калия фторид при следующем содержании компонентов г/л:
кислота азотная HNO<sub>3</sub>
354÷450
железо азотнокислое (III) Fe(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>×9H<sub>2</sub>O
120÷180
натрий хлористый NaCl
1,0÷4,0
ингибитор коррозии меди
2,0÷4,0
растворитель ингибитора коррозии меди
12,0÷24,0
катализатор процесса травления
0,9÷12,0
ингибитор коррозии стали
0,1÷10,0
медь борфтористая (II) Cu(BF<sub>4</sub>)<sub>2</sub>
0,1÷10,0
меди нитрат (II) Cu(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>
0,01÷0,07
натрия нитрат NaNO<sub>3</sub>
4,0÷10,0
калия фторид KF
4,0÷12,0,
6
11
2
6
5
18
39
6
11
2
2
2
4
2
4
2
4
2
4
2
4
2
при этом в качестве ингибитора коррозии меди используют по меньшей мере одно вешество, выбранное из группы, включающей бензоат циклогексиламина (БЦ) CHNH⋅HOOCCH, октадециламин (ОДА) CHN, хромат циклогексиламина (ХЦА) (CHNH)⋅HCrO, в качестве растворителя ингибитора коррозии меди используют по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей ацетон, бензол, толуол, в качестве катализатора процесса травления используют по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей гидразин сульфат NH×HSO, гидразин хлорид NH×2HCl, гидразин гидрат NH×HO, а в качестве ингибитора коррозии стали используют по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей синтанол АЛМ-20, синтанол АЛМ-10, вещество 4-нонилфенол.
3
Кислота азотная HNO является сильным окислителем, повышенная концентрация обеспечивает необходимую скорость снятия многокомпонентных покрытий, так как при этом образуются растворимые соединения олова, свинца, меди, висмута и других металлов.
3
3
2
Железо (III) азотнокислое Fe(NO)×9HO является ингибитором травления меди.
Натрий хлористый NaCl в растворе азотной кислоты увеличивает скорость снятия многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца.
Ингибитор коррозии меди блокирует процесс травление меди в растворе азотной кислоты.
Растворитель ингибитора коррозии меди предотвращает потери ингибитора при вводе в раствор азотной кислоты.
Катализатор процесса травления повышает скорость травления многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца.
Ингибитор коррозии стали препятствует травлению стали в растворе азотной кислоты.
4
2
Медь борфтористая (II) Cu(BF) является ускорителем растворения многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца, так как ионы меди, контактно высаживаются на поверхность удаляемого покрытия и создают гальваническую пару, в которой в первую очередь растворяются металлы с более отрицательным потенциалом: Cu=+0,34 в; Pb=-013 в; Sn=-0,14 в; Sb=-0,32 в; Bi=-0,2 в.
3
2
Меди нитрат (II) Cu(NO) блокирует агрессивное влияние азотной кислоты на медную основу.
3
Натрия нитрат NaNO увеличивает скорость травления многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца.
Калия фторид KF в растворе азотной кислоты блокирует процесс растворения меди.
Пример.
3
В емкость объемом 1000 л налить 500 л воды, добавляют 450 кг концентрированной азотной кислоты. Плотность полученного раствора должна быть 1,390 г/см. Полученный раствор перемешивают и в него добавляют железо (II) азотнокислое 170 кг. Раствор перемешивают до полного растворения азотнокислого железа. Азотная кислота добавляется для того, чтобы избежать гидролиза азотнокислого железа и выпадения в осадок хлопьев гидроокиси железа.
В отдельной емкости объемом 100 л последовательно при перемешивании в 30 литрах воды растворяют медь (II) борфтористую 10,0 кг, медь (II) азотнокислую 0,07 кг и 10,0 кг азотнокислого натрия. Полученный раствор слить в емкость объемом 1000 л.
В отдельной емкости объемом 50 л при перемешивании в 20 литрах воды растворяют 12,0 кг фтористого калия и 4,0 кг хлористого натрия. Полученный раствор сливают в емкость объемом 1000 л.
2
4
2
4
2
4
2
4
2
В полученный раствор азотной кислоты и солей, последовательно добавляют по меньшей мере один катализатор процесса травления, выбранный из группы, включающей гидразин сульфат NH×HSO, гидразин хлорид NH×2HCl, гидразин гидрат NH×HO. В случае использования двух и более активаторов суммарный вес этих активаторов должен быть 12,0 кг.
После чего, в эту же емкость, в полученный раствор кислоты, солей и катализаторов последовательно добавляют, по меньшей мере, один блокиратор коррозии, выбранный из группы, включающей синтанол АЛМ-20, синтанол АЛМ-10, вещество 4-нонилфенол. В случае использования двух и более блокираторов суммарный вес этих ингибиторов должен быть 10,0 кг.
6
11
2
6
5
18
39
6
11
2
2
2
4
В отдельную емкость объемом 50 л последовательно вливают, по меньшей мере, один растворитель, выбранный из группы, включающей ацетон, бензол, толуол. В случае использования двух и более растворителей суммарный объем этих растворителей должен быть 24 кг.После этого, в растворитель (или смесь растворителей) добавляют, по меньшей мере, один экранирующий ингибитор коррозии меди, выбранный из группы, включающей бензоат циклогексиламина (БЦ) CHNH⋅HOOCCH, октадециламин (ОДА) CHN, хромат циклогексиламина (ХЦА) (CHNH)⋅HCrO. В случае использования двух и более ингибиторов коррозии меди суммарный вес этих ингибиторов должен быть 4,0 кг. Полученный раствор сливают в емкость объемом 1000 л, в приготовленный раствор для снятия гальванических сплавов.
Объем полученного раствора доводят водой до 1000 л.
Для экспериментальной проверки селективного травителя гальванических покрытий на основе олова и свинца было приготовлено 5 травильных растворов и один раствор - прототип. Результаты испытаний приведены в таблице 1.
В таблице 2 приведены скоростей травления многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца и меди, в мкм/мин.
Предложенный селективный травитель многокомпонентных гальванических покрытий на основе олова и свинца повышает селективность и скорости травления гальванических покрытий на основе олова и свинца и предотвращает растраву меди и стали, обеспечивает высокий выход годной продукции