2 Экспериментальная часть

2.1 Подготовка образцов

Линейкой или штангенциркулем определить размеры лопаток (длину, ширину, толщину) четырёх стальных образцов. При необходи-мости образцы зачистить наждачной бумагой, взвесить на технических, а затем на аналитических весах с точностью до ± 0,0002 г и обез-жирить электрохимическим способом в щелочном растворе состава:

углекислый натрий Na₂CO₃ …………………………….30 г/л;

фосфорнокислый натрий Na₃PO₄ ……………………..65 г/л;

едкий натрий NaOH…………………………………….50 г/л;

жидкое стекло Na₂SiO₃ …………………………………...6 г/л.

Режим обезжиривания:

температура раствора…………………………………… 60...80 °С;

напряжение переменного тока……………….……………..8... 10 В;

плотность тока………………………………………….5... 10 А/дм²

время обезжиривания………………………………………3...6 мин.

После обезжиривания образцы промыть в горячей и холодной воде, протравить в 15 %-ном растворе соляной кислоты Время травления от 2 до 5 мин. Образцы еще раз промыть в воде. осушить и взвесить.

При получении цинкового покрытия дтя обезжиривания образцов можно использовать смесь Са(ОН)_2; и СаСО₃. в виде кашицы. Время обезжиривания 5 мин. После обезжиривания поверхность образцов тщательно промыть в холод-ной проточной воде и декапировать погружением в холодный 15 %-ный раствор H₂SO₄ на 0,5 мин. Декапирован­ные образцы снова промыть водой, осушить фильтровальной бумагой, просушить на воздухе 10 мин. и опять взвесить на аналитических весах. Массу образцов записать в таблицу I.

2.2 Получение покрытия

Для нанесения металлических покрытий необходимо собрать установку, показанную на рисунке 1.

I ─ аноды; 2 ─ катод (покрываемый образец); 3 ─ термометр (термо-пара); 4 ─ электролит, 5 ─ стакан, б ─ электроплитка, 7 ─ вольтметр. 8 ─ амперметр

Рисунок 1 ─ Установка для получения металлических покрытий электрохимическим способом

Подготовленные образцы последовательно закрепить на катод установки, включить источник постоянного тока и проводить электро-лиз первого ─ 5. второго ─ 8, третьего ─ 11, четвёртого ─ 15 минут. Перед электролизом каждого образца источник электрического тока отключать. Необходимую силу тока для получения покрытия опреде-лять исходя из величины покрываемой поверхности образца.

Цинковое покрытие наносится из раствора состава и при режимах:

цинк сернокислый ZnSO₄·7Н₂0………………………..200 г/л;

натрий сернокислый Na₂SО₄ 10H₂O………………120 (50) г/л;

алюминий сернокислый Al₂(SO₄)₃ 18Н₂О………………35 г/л;

(или KA1(SО₄)₂…………………………………………..30 г/л);

декстрин…………………………………………….…10 (3) г/л;

катодная плотность тока…………………………..1... 2 А/дм²;

напряжение……………………………………………...8...10 В;

температура раствора……………………………..… 20...25 °С.

Электрохимическое меднение проводится из раствора состава и при режимах:

медь сернокислая CuSО₄ 5Н₂О………………………….200 г/л;

натрий сернокислый Na₂SO₄ 10Н₂О…………………….10 г/л;

алюминий сернокислый A1₂(SО₄)·18Н₂О…………………60 г/л;

полиэтиленполиамин (ПЭПА) для получения комплексного соединения (раствор должен быть без осадка);

катодная плотность тока……………………………1 ...2 А/дм²;

напряжение……………………………………………..10.. 15 В;

температура раствора…………………………………20...25 °С.

Внимание! Загрузку образцов, деталей в ванну меднения проводить под током. Осторожность и внимательность!

Для получения блестящего никелевого покрытия применяют электролит состава:

никель сернокислый NiSО₄ 7Н₂О……………………….180 г/л;

натрий сернокислый Na₂SО₄ 10Н₂О………………………80 г/л;

натрий хлористый NaCl……………………………………..5 г/л;

борная кислота Н₃ВО₃……………………………………...30 г/л;

2,6-2,7 - дисульфонафталиновая кислота (СюН₈5₂0₆)……..5 г/л;

кислотность раствора рН…………………………………3,5...4,0;

катодная плотность тока…………………………0,5... 1,0 А/дм²;

напряжение………………………………………………..8...10 В;

температура раствора………………………………….18... 25 °С.

Толщина покрытия должна быть 3 мкм для легких условий экс-плуатации, 6 мкм – для средних, 9 мкм – для жестких.

Приготовление растворов электролитов нужно проводить с со-блюдением определенной последовательности в растворении солей и температурных режимов.

Сернокислые электролиты для никелирования готовят следую-щим образом: сернокислые и хлористые соли растворяют в горячей воде, борную кислоту и фтористые соли ─ в кипящей воде Растворы отстаивают, декантируют и фильтруют в рабочую ванну. После пере-мешивания и проверки кислотности электролит корректируют до нужного рН 3 %-ным раствором NaOH и 5 %-ным раствором серной кислоты.

Тип металлического покрытия задастся преподавателем или ин-женером (лаборантом) лаборатории.

После электролиза выключить источник электрического тока, об-разцы снять с катода, промыть водопроводной водой, удалить с них капли воды фильтровальной бумагой, высушить на воздухе в течение 10 мин и взвесить на аналитических весах.

По внешнему виду цинковое покрытие должно иметь светло-серый, медное ─ светло-красный или розовый цвет, никелевое ─ должно быть блестящим.