Покрытие кобальтом. Часть 2.

Химическое осаждение кобальта.

Химическое осаждение кобальта предполагает нанесение покрытия на поверхность детали без воздействия электрического тока за счет окислительно-восстановительных реакций. В качестве восстановителя используется гипофосфит натрия, в результате осаждается покрытие кобальт – фосфор.

Благодаря наличию фосфора покрытие приобретает магнитные свойства, которые в широких пределах  зависят от физико-химических параметров процесса его получения: состава раствора, температуры, значения pH. Эти параметры можно регулировать и получать покрытия кобальтом с различным содержанием фосфора, а, следовательно, и магнитными свойствами: магнитно-твердые (с коэрцитивностью 15 – 80 кА/м) и магнитно-мягкие  (с коэрцитивностью 0,1 – 1 кА/м).

Ввиду того, что процесс восстановления  происходит в объеме раствора, это позволяет наносить покрытие на поверхность деталей сложной конфигурации.

В общих чертах это покрытие аналогично химическому никелированию (см. «Химическое осаждение никеля – за и против!»). Вместе с тем имеется особенность – при восстановлении гипофосфитом трудно получить покрытие кобальтом из кислых растворов, поэтому щелочные растворы наиболее популярны.

 Состав раствора химического осаждения покрытия кобальта с содержанием  фосфора 2 – 6%, г/л:

CoCl₂  6H₂O            30

NaH₂PO₂  H₂O        20

Na₃C₆H₅O₇  2H₂O  100

NH₄Cl                       50

pH = 9 – 10, температура  90 – 92 С,

скорость осаждения покрытия 3 – 10 мкм/час.

При увеличении pH раствора от 9 до 10 скорость осаждения покрытия возрастает, при этом улучшается и его внешний вид. При pH меньше 7 процесс сильно замедляется, что способствует увеличению содержания фосфора в покрытии. Дальнейшее защелачивание раствора (pH более 10,5) приводит к уменьшению скорости осаждения, а при pH = 12 процесс прекращается.

Увеличение концентрации соли кобальта в растворе вызывает потемнение осадка и снижение скорости осаждения, в то же время увеличение содержания цитрата натрия до 150 г/л не отражается на скорости процесса.

Процесс химического кобальтирования более чувствителен к наличию примесей в растворе, чем процесс химического никелирования. Происходит снижение скорости процесса при наличии в растворе солей кадмия, магния и железа.

Для увеличения коэрцитивной силы и блеска покрытия кобальтом используют раствор на основе пирофосфата натрия, что позволяет осаждать пленки Со – Р с повышенным содержанием фосфора (5 – 9 %) при более низких температурах.

Состав раствора, г/л:

CoSO₄ 7H₂O      30

NaH₂PO₂  H₂O    20

(NH₄)₂SO₄            65

Na₄P₂O₇  10H₂O  180

pH = 10,5,  температура  60 С,

скорость осаждения покрытия 1,5 мкм/час.

Покрытия кобальтом химическим способом можно получать также, используя в качестве восстановителей гидразин, формальдегид и борогидрид.

При восстановлении борогидридом или его производными покрытие кобальтом можно получить в растворах, похожих на растворы никелирования (см. «Осаждение покрытия никель-бор»). Например, из цитратно-этилендиаминового раствора при 60 С осаждают Со – B  покрытие со скоростью 5 – 6 мкм/час; содержание бора в покрытии 3%.

Для увеличения твердости и износостойкости покрытие кобальт-фосфор подвергают термической обработке при температуре 325 – 350 С в течение 1 часа, в результате чего по механическим свойствам оно не уступает покрытию хромом.

Готовы предоставить услуги по разработке технологии химического нанесения покрытия кобальт – фосфор!

Похожие публикации:

• "Никелирование."
• "Покрытие кобальтом. Часть 1."
• "Осаждение железо-никелевых сплавов."