Гальванические покрытия Справочник Ю.Д.Гамбург 2006-600 (1074331), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Раствор работает при температуре от 20 до 40 'С; чем выше температура и интенсивнее перемешивание, тем выше должна быть плотность тока. 3,4.3. Приготовление растворов Для приготовления цитратного раствора сначала растворяют в теплой воде (40 'С) лимонную кислоту и цитрат калия в половинном обьеме воды, затем доводят рН раствора до 4 — 4,5 концентрированным раствором КОН.
После этого прн перемешнванни (!) добавляют дицианоаурат, предварительно отдельно растворенный (в несколько меньшем объеме воды), и доводят объем до необходимой величины. Предварительная нейтрализация необходима, так как в противном случае в кислом растворе образуется взвесь малорастворнмого соединения золота и раствор будет непригоден для эксплуатации. Рабочий интервал рН готового раствора 3,5 — 5,0. Замена части лимонной кислоты цитратом калия (не натрия!) допустима. Присутствие в растворе любых соединений натрия нежелательно, так как возможно выпадение малорастворимого дицианоаурата натрия (в частности, на аноде, что приводит к его пассивации). В случае применения фосфатсодержашего раствора отдельно готовят раствор лимонной кислоты, цитрата калия и фосфата калия (тригидрата) в объеме, составляющем около 70% суммарного. Этот раствор после корректировки рН (до 7,0) 30 минут перемешивают с активированным углем (0,6 — 0,8 г/л угля) при 60 'С, после чего фильтруют, добавляют дицианоаурат, а также сульфат галлия.
3.4.4. Особенности В случае медной или латунной основы между нею и золотом наносится барьерный подслой никеля толщиной не менее 1,5 мкм для предотвращения диффузии меди или цинка в золото (в результате такой диффузии резко ухудшаются свойства золотого покрытия). Поверхность никелевого подслоя перед золочением необходимо активировать, подключая на 1 минуту как катод в растворе 20 г/л цианистого калия (плотность тока 2 А/дм'), Иногда рекомендуют для активации использовать соляную кислоту, однако это создает проблемы с коррозией оборудования.
Поэтому лучше сразу после никелирования наносить тонкий предварительный слой золота (0,2 — 0,3 мкм) из разбавленного раствора и активировать поверхность непосредственно перед основным процессом золочения в разбавленной серной кислоте. Двухслойное золочение позволяет к тому же снизить порис- ~~20 ~ВА 3. ь с гость покрытия. Для экономии металла золото часто используется в виде локального гюкрытия.
Для изменения цвета покрытий в электролиты вводят ионы других металлов. Добавление меди и цинка дает розоватый цвет, никеля — беловатый, серебра — зеленоватый. Однако цвет зависит не только от присутствия легирующего компонента, но и от размера субзерен; мелкозернистые покрытия имеют более светлый желтый оттенок, а с увеличением размера субзерен оттенок становится красноватым.
3.4.5. Аноды Материал анодов — платинированный титан или ОРТА. В лабораторной практике часто используют платиновые аноды. Стальные аноды менее желательны, так как частично растворяются, загрязняя раствор. Поэтому если все же в качестве анодного материала применяется коррозионно-стойкая сталь (например, 12Х18Н9Т), то следует работать при сравнительно низкой анодной плотности тока.
Однако, с другой стороны, при этом ускоряется нежелательный процесс окисления цитрата. Поэтому рекомендуемая оптимальная анодная плотность тока 0,2 А/дм'. После вьпслючения тока стальные аноды необходимо извлекать из раствора, Аноды из чистого золота хорошо растворяются только при содержании в растворе 1,5 — 2,5% свободного цианида; как при более низкой, так и при более высокой концентрации аноды пассивируются, особенно в присутствии ионов натрия, Поэтому золотые аноды на практике не применяются. 3.4.б.
Удаление нежелательных примесей Вредными примесями в растворах золочения являются ионы железа, никеля и меди, содержание которых не должно превышать 100 мг/л каждого вИда ионов 1в фосфатном растворе до 0,25 г/л). Проработка электролита током для удаления ионов металлов производится при плотности тока ниже 0,1 А/дм' в течение 2 — 3 часов на стальном катоде. Лимоннокислые растворы считаются нецианистыми, так как почти не содержат свободного цианида (ионов С)ч ). Максимально допустимое содержание ионов цианида составляет 300 мг/л; избыток ионов СХ легко удаляется кипячением. Свежеприготовленные растворы очень желательно обработать активированным углем, как это указано выше. Такая же обработка необходима и в случае попадания в раствор органических примесей.
3.4.7. Корректирование электролитов Корректирование рН по мере эксплуатации раствора производится либо 15 — 20%-м раствором гидроксида калия (при необходимости увеличить рН), либо раствором лимонной кислоты, частично нейтрализованной гидроксидом калия до рН 4,0 (при необходимости уменьшить рН). Чаще растворы защелачиваются. По мере выработки золота следует вводить дицианоаурат из расчета 10 см' концентрированного раствора (145 г/л) на 1 г вьшеленного металла. 3.4.8. Снятие недоброкачественных покрытий Растворение ненужных покрытий производится анодно в чистой серной кислоте, со свинцовым катодом при температуре 35 — 40 'С и анодной плотности тока 0,1 — 1 А/дм'.
3.4.9. Извлечение золота из отработанныхрастворов В связи с высокой стоимостью золота обычно является выгодным извлекать его в виде металла из отработанных растворов. Для этого в раствор, нагретый до 70 — 80 'С, помещают тонкие (до 0,5 мм) алюминиевые платины, на которых контактно выделяется золото. Процесс продолжают до тех пор, пока не перестанут темнеть вновь введенные пластины. Далее пластины извлекают из электролита и растворяют их в щелочи, причем золото в виде порошка падает на дно. 3.4. 10. Осаждение сплавов золота Электролиты Ха 3, 4 в табл. З.б предназначены для осаждения сплавов золота с небольшими количествами соответственно кобальта и никеля.
Такие осадки значительно тверже чистого золота. Отличие в приготовлении этих растворов состоит в том, что перед введением дицианоаурата к подготовленному раствору цитрата и щелочи добавляют предварительно растворенный цитрат (либо сульфат) кобальта или никеля. Для осаждения сплава золота с серебром (до 25% серебра) пригоден раствор, содержащий (в г/л) дицианоаурата — 12, цианида серебра — 3, цианида калия — 100, углекислого калия — 20. Содержание серебра в сплаве резко возрастает при перемешивании.
Серебро с золотом образует твердый раствор. Если же к этому электролиту добавить до 3 г/л цианида меди, то получается сплав с медью, которая образует самостоятельную фазу в виде очень мелких зерен. ~~П ГЮНЗ. т р сг Декоративный сплав розоватого цвета (66% золота) можно осадить из раствора (в г/л): дицианоаурата — 3, цианида серебра — 0,05, цнанида калия — 16, цианида меди — 25. К этому раствору можно добавить 0,2 г/л цианида кадмия. Сплав с сурьмой образуется при добавлении 0,3 — 0,5 г/л виннокислой сурьмы. Электролиз ведут при 25 — 30 'С при 0,3 А/дм'.
35. Цинк 3.5.1. Свойства и области применении цинковых покрытий Цинковые покрытия, будучи довольно дешевыми, занимают одно из ведущих мест в практике нанесения гальванопокрытий. Наибольший процент (около 3/4) из всех цинковых покрьпий приходится на стальные листы, полосы, трубы и проволоку и лишь около 1/4 на различные изделия и детали.
Цинк является относительно легкоплавким диамагнитным металлом. Из механических свойств можно отметить сравнительно высокую хрупкость цинка технической чистоты н низкую ударную вязкость. Цинк образует практически ценные сплавы с медью, никелем, магнием и алюминием, в то время как сплавы с оловом и свинцом технического значения не имеют. В химическом отношении цинк довольно активен, растворяется в кислотах и щелочах, в соединениях двухвалентен.
Достоинства 1. Стойкость в сухой атмосфере, содержащей СО, СО„С1, ХН,, в среде сухого сероводорода и других сернистых соединений (в том числе содержащихся в нефти и жидком топливе), во многих органических жидкостях (спиртах, эфирах, бензоле, хлор- производных и тд.). В этих условиях на поверхности металла возникают тонкие пленки из оксида, сульфида и других мало- растворимых соединений, которые замедляют процесс коррозии.
Скорость коррозии цинка при этом составляет всего от 1 (н ниже) до 6 мкм в год, причем основное влияние на эту скорость оказывает влажность атмосферы. Пригодность для работы при температурах до 300 'С. 2. Обеспечение электрохимической защиты стали, так как по отношению к железу и его сплавам в обычных условиях цинковые покрытия являются анодными (см. гл.
1). 3. Пригодность для осаждения на резьбовые соединения и для развальцовки (благодаря достаточно хорошей пластичности чистого цинка). 4. Высокий выход по току электролитов цинкования (более 95%, за исключением цианидных, которые, однако, имеют наиболее высокую РС). 5. Низкие внутренние напряжения в покрытиях. 6. Невысокая стоимость. 7. Достаточное сцепление с основой из алюминия и его сплавов. 1. Нестоек при высокой влажности атмосферы (покрывается налетом из смеси оксида, гидроксила и карбоната) и особенно при прямом контакте с водой, причем скорость коррозии резко возрастает при температуре 55 — 75 'С.
2. Имеет невысокие декоративные свойства. 3. Процессы цинкования требуют специальных добавок. 4. Сталь при ее цинковании подвергается наводороживанию. 5. Требуетдополнительной обработки после нанесения покрытия (снятие наводороживания, хроматная обработка и др.). 6. Плохо выдерживает запрессовку. 7. Непригоден для покрытий, контактирующих с пищевыми продуктами.
В связи с указанными достоинствами и недостатками цинк используется главным образом для нанесения коррозионно-защитных покрытий анодного типа, причем в зависимости от условий эксплуатации их толщина составляет от 6 — В мкм (в легких условиях) до 30 — 40 мкм (в тяжелых). Кроме того, часто производится цинкование резьбовых соединений, так как цинк довольно надежно обеспечивает свинчиваемость. В последнем случае толщина покрытий обычно не превышает 10 мкм (как правило, около 0,01 от шага резьбы). Некоторые типы электролитов позволяют получать защитно-декоративные покрытия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
