Гальванические покрытия Справочник Ю.Д.Гамбург 2006-600 (1074331), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Сплавы цинка с никелем или кобальтом обладают значительно более высокой твердостью, антикоррозионными и декоративными качествами. Из других сплавов на основе цинка можно отметить сплавы с инлием, которые наряду с коррозионной стойкостью в смазочных маслах имеют хорошие антифрикционные характеристики.
3.5.2. 'Тияы растворов, составы и условия осажодвиия В основном пользуются цианидными, сульфатными и цинкатными электролитами (табл. 3.7). Сульфатные растворы имеют низкую РС, но высокую скорость осаждения и требуют введения добавок коллоидного характера. Цианидные растворы менее производительны, ~~24 ГЯ~Ю3. Рг г но имеют высокую РС по металлу (более высокую, чем РС по току, так как ВТ„сильно уменьшается при повышении плотности тока). Близки к ним по характеристикам и шелочные цинкатные растворы. Таблица 3.
7 Примечания. 1. Электролит № 2 применяют для покрытия стальной полосы (ленты) и проволоки. 2. В электролиты № 1, 2, 4, 5, 6 вводят различные блескообразователи. 3. В электролит № 5 вводят до 5 г/л глицерина. 35.ц ~2~Ил) 3.5.3. Приготовление растворов Для приготовления кислых растворов (1, 2) следует отдельно друг от друга растворить в теплой воде сульфат цинка (семиводный), сульфат натрия и сульфат алюминия (последний можно заменить алюмокалиевыми квасцами), отфильтровать эти растворы и слить вместе. Декстрин и/или другие добавки сначала размешивают в неболыпом объеме воды, подогревают до растворения и после охлаждения добавляют к остальному раствору, после чего объем раствора доводят до необходимой величины. В случае сидьнокислых растворов в них после растворения солей осторожно (медленно, при перемешивании) вводят серную кислоту.
Сульфатные растворы не должны содержать более 0,5 г/л железа, поэтому его удаляют добавлением в подогретый до 60 'С электролит 0,5 г/л раствора пероксида водорода, после чего доводят рН до б или немного выше добавлением раствора щелочи. Для удаления выпавшего гидроксида железа раствор затем фильтруют. Хлораммонийные электролиты (3, 4) готовят следующим образом.
Сначала растворяют в 1/3 общего объема раствора хлористый аммоний, затем хлористый цинк. При растворении ХН,С1 происходит охлаждение, поэтому, возможно, раствор придется подогреть. Отфильтрованный раствор перемещают в рабочую ванну, куда затем вводят блескообразующие добавки (при перемешивании, в соответствии с рекомендациями их изготовителя). Раствор прорабатывают при 1 А/дм'.
Нежелательными примесями в этих растворах являются, наряду с железом и медью, также шестизарядный хром, свинец, никель и кадмий. Цианидные растворы (5 — 7) составляют из оксида цинка ЕпО, едкого патра 1чаОН и цианида натрия ХаСМ (или соответствующих соединений калия). Растворы включают также небольшое количество сульфида натрия. Отношение концентраций МаОН и МаСгз к концентрации цинка (в пересчете на металл) в готовом растворе составляет обычно соответственно около 3 и около 2,5.
Для приготовления раствора предварительно растворяют весь цианид и всю щелочь, после чего в этот раствор понемногу вводят оксид цинка, разведенный в небольшом количестве холодной воды в виде густой кашицы. Полученный раствор отстаивают примерно в течение суток, после чего декантируют в рабочую ванну и вводят сульфид натрия (калия) и — в самом конце — метатитанат калия или глицерин. Цианидные растворы не должны содержать более чем по 5 мг/л меди, слова и мышьяка, поэтому раствор очищают цинковым порошком, вводя его в количестве до 0,5 г/л с последующим перемешиванием и фильтрацией.
Наконец, добавляют глицерин. Кроме того, раствор прорабатывают током при О,1 — 0,2 А/дм'. В процессе эксплуатации раствора в нем накапливается карбонат, концентрация которого не должна превышать 80 г/л. Избыточный карбонат либо вымораживают, охлаждая раствор до — 5 'С, либо осаждают путем добавления оксида бария (или оксида кальция). В случае присутствия органических примесей раствор приходится обработать активированным углем. 3.5.4. Особенности Главной особенностью процессов цинкования является связанная с ними проблема наводороживания стальной основы. В основу водород проникает несколькими путями: во-первых, в случае тонких осадков он выделяется непосредственно на стальной основе в порах цинкового покрытия, и часть этого водорода непосредственно внедряется в основу.
Во-вторых, выделяющийся на поверхности цинка водород диффундирует через слой цинка и также попадает в сталь. Наконец, в некоторых случаях (особенно это характерно для цианидных электролитов с добавками) начальный тонкий слой покрытия (непосредственно прилегающий к основе) содержит очень много водорода, который постепенно диффузионным путем переходит в основу.
В связи с этим во многих случаях обязательной процедурой является разводороживание, которое производится путем ддительного (несколько часов) прогрева изделия с покрытием при температуре 200 'С, причем некоторое время спустя (не менее часа) после окончания процесса осаждения, иначе при прогреве водород может в основном перейти в сталь. Второй особенностью цинковых покрытий является то, что в большинстве случаев требуется дополнительная обработка их поверхности (обычно хроматирование). Материал анодов — цинк достаточно высокой чистоты. Обычные примеси в цинковых анодах — железо, свинец и кадмий. Желательно, чтобы суммарное содержание этих примесей не превышало 0,5% по массе (лучше 0,1%).
Особо чистый цинк, содержащий менее 0,01% указанных примесей, имеет, однако, меньшую скорость растворения (при том же анодном потенциале). Хорошо работают литые аноды, которые, однако, из-за шламообразования лучше держать в чехлах. При работе в кислых электролитах аноды при перерывах процесса целесообразно извлекать из раствора, так как они в нем растворяются, повышая концентрацию ионов цинка выше допустимой величины.
В случае цианидных растворов анодный выход по току выше катодного, поэтому имеет место постоянное повышение концентрации цинка в растворе. В связи с этим можно рекомендовать часть анодов заменить на нерастворимые (из армко-железа). Черная пленка, образуемая на анодах в цианидных растворах, свидетельствует о снижении концентрации цианила ниже допустимой величины. 3.5.б.
эУаление некачественных покрытий Покрытия можно растворить в разбавленной соляной кислоте, однако при этом выделяется водород, что может привести к наводороживанию основы. Поэтому лучше снимать покрытия в 10%-м растворе нитрата алюминия или в нагретом до 60-70 'С 25%-м растворе щелочи. 3.5. 7. Корректирование электролитов При корректировании цианидных растворов в них следует вводить примерно по 0,2 г/л сульфида натрия для осаждения посторонних металлов. При необходимости повышения концентрации щелочи и цинка следует вводить оксид цинка, если же нужно повысить концентрации цинка и цианнда, то можно корректировать состав раствора введением цианистого цинка. Если, напротив, повышено количество цинка, то проще всего разбавить раствор, после чего лобавить необходимое количеспю щелочи и цианистого натрия (калия).
Не исключено, что время от времени может оказаться нужной дополнительная проработка (как после приготовления нового раствора). Кислые электролиты требуют корректирования рН (серной кислотой или содой). Величину рН хлораммонийных растворов корректируют растворами аммиака (для повышения рН) или соляной кислоты (для понижения рН).
3.5.8. Добавки длн электролитов цинкованин Введение органических добавок приводит к получению более гладких, а нередко и блестящих цинковых покрытий с повышенной твердостью и внутренними напряжениями сжатия. Для слабокислых электролитов, наряду с традиционными декстрином и натриевой солью нафталиндисульфокислоты, рекомендованы добавки, содержащие смеси ароматических и гетероциклических альдегидов, фурфурол, этаноламин, тиомочевину, конденсаты на основе окисиэтиленаинонилфенола,пиридиновыесоединения(например, пиридинхлорид), производные имидазола. Эффективной комбинацией ~~(128 ГЛАВА 3. Технология нанесения понрытиймегпаллами и сплавами блескообразователей являются акриламид (около 1 г/л) и акрилонитрил (0,3 г/л).
В цианидные растворы вводят поливиниловый спирт, желатин, производные хинона, ароматические альдегиды и амиды. Блескообразующим действием в таких растворах обладает также 2-хлормасляная кислота. Щелочные электролиты лучше работают в присутствии таких добавок как полиэтиленгликоль, ароматические альдегиды, желатин, эпихлоргидрин, 1,4-фенилдиамин. Как правило, наиболее эффективно работают смеси, изготовленные на основе указанных типов органических соединений. Установлено, что наиболее эффективные блескообразователи для цинкования имеют потенциалы ионизации в пределах 8,1 — 8,3 и 9,0 — 9,7 эВ.
К таким веществам относятся, например, п-крезол, бензойная кислота, анизол, салициловый альдегид. Их оптимальная концентрация находится в интервале 10-'-10-' моль/л. 3.6. Олово и его сплавы 3.6.1. Свойства покрытий оловом и области их примвнвпия Олово является анодом по отношению к меди и ее сплавам, а по отношению к стали — катодом (в присутствии органических кислот оно оказывается анодом и по отношению к стали). Наряду с этим олово защищает медные проводники от воздействия серы, присутствующей в резиновой изоляции. В силу нетоксичности олова и его соединений оловянные покрытия широко используют для консервной тары, посуды (особенно молочной) и столовых приборов. При нанесении на латунную основу необходим никелевый или медный подслой для предотвращения диффузии цинка в олово. Аоснти яства 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
