2588

101

102

103

104

105

Контрольные вопросы

1.Назначение защитно-декоративных покрытий и для каких деталей они применяются?

2.Охарактеризуйте защитные и декоративные свойства никеля и хрома.

3.Почему применяются многослойные защитно-декоративные покрытия и какие они бывают?

4.Расскажите о подготовке поверхностей перед наращиванием защитнодекоративных покрытий.

5.Как производится обработка защитно-декоративных покрытий после наращивания?

6.Назовите состав тетрахроматного саморегулирующего электролита хромирования и преимущества его применения.

7.Перечислите операции технологического процесса наращивания двухслойного покрытия электролитического хрома.

8.Как производится контроль качества защитно-декоративных покрытий хрома после его наращивания и после глянцевания?

9.Что такое пасты ГОИ и какие они бывают?

10.Как оценивают пористость, степень чистоты и блеска хромовых покрытий?

106

Глава 6. ЗАЩИТНОЕ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЕ ЦИНКОВАНИЕ

6.1. Свойства и применение цинковых покрытий

Цинк – металл серебристо-белого цвета. Температура плавления его 470 оС, плотность 7,13 г/см3. Он легко растворяется в растворах всех кислот и едких щелочей. В атмосферных условиях цинк подвергается коррозии, образуя различные химические соединения.

Элетролитические цинковые покрытия светло-серого цвета (со временем темнеют) легко паяются с бескислотными флюсами. Они мягки, пластичны и хорошо выдерживают изгибы, развальцовку, вытяжку, но плохо запрессовку. Микротвердость их не превышает 500 – 600 МПа (50 – 60 кгс/мм2) и для работы в условиях трения они непригодны.

Цинкование – наиболее дешевый, эффективный и самый распространенный метод защиты черных металлов от коррозии. По механизму защиты цинковые покрытия относятся к анодным. Стандартный электродный потенциал цикла равен –0,76 В. Будучи более электроотрицательным, чем железо (см. табл. 1), в контакте с ним цинк создает гальванопару, в которой он является анодом. Поэтому в результате электрохимической коррозии цинк растворяется, защищая железо от коррозионного разрушения. Характерно, что продукты коррозии цинка, заполняя поры в покрытии, тормозят коррозионный процесс и этим улучшают его защитные свойства.

Срок службы цинковых покрытий обуславливается их толщиной и скоростью растворения, которая зависит от условий эксплуатации изделий и в промышленных районах составляет 1 – 1,5 мкм/год. Анодный характер цинка по отношению к стали позволяет защищать оголенные участки поверхности, отстоящие на расстоянии нескольких миллиметров от кромки покрытия. Забоины и царапины на цинковом осадке существенно не влияют на коррозию изделий. Протекторное действие цинка обуславливает также защиту от коррозии непокрытой резьбы гаек, если они навинчены на оцинкованные болты, срезов листовых оцинкованных материалов.

В ремонтном производстве цинковые покрытия широко применяются для защиты от коррозии крепежных деталей (болтов, винтов, шпилек, гаек и т.п.), деталей электрооборудования и приборов, пружинящих деталей, а также различных изделий из листового металла,

107

проволоки, труб. Рекомендуемая толщина защитных цинковых покрытий для различных условий эксплуатации приведена в прил. 7.

6.2. Особенности элетролитического цинкования

Технологический процесс защитного цинкования состоит из цикла различных операций, последовательность выполнения которых изображена на рис. 27.

Химическое травление черных металлов перед наращиванием цинка проводят главным образом в 10 – 15 %-ных растворах серной и соляной кислот или их смесей при температуре 30 – 50 оС в течение 30 – 90 мин. Особенности галтовки и крацевания изложены в п. 2.5.

Струйная гидроабразивная обработка заключается в том, что струя абразивной суспензии (жидкости со взвешенными в ней абразивными зернами) под давлением 0,3 – 0,6 МПа направляется на поверхность обрабатываемой детали.

Вкачестве абразивного материала используют кварцевый и металлический песок с размером зерна 0,3 – 1,5 мм или абразивный порошок зернистостью 10 – 16. Струйная гидроабразивная обработка является самым производительным и высококачественным способом подготовки стальных и чугунных деталей к цинкованию. Она позволяет получить 8 – 10 класс шероховатости обрабатываемых поверхностей.

Впроизводственных условиях цинкование крупных деталей производят в стационарных ваннах. Цинкование же крепежных и других мелких деталей проводят в барабанных или колокольных ваннах (погружного или наливного типа), снабженных индивидуальным электроприводом. Для покрытия мелкие детали загружаются в них россыпью (без закрепления на подвесных приспособлениях).

При выполнении предыдущих и последующих операций мелкие детали засыпают в сетчатые корзины, изготовленные из кислотостойких материалов или проволоки из коррозионно-стойкой стали.

При цинковании электрохимическая подготовка поверхностей проводится путем анодного травления или активирования (химического декапирования).

Химическое декапирование – травление деталей в растворах серной, соляной, азотной кислот. Крепежные и другие мелкие детали рекомендуется активировать в 5 – 10 %-ном растворе HCl с добавлением 40 – 50 г/л уротропина в течение 0,5 – 2,0 мин.

108

Анодное травление стальных деталей проводится в 30%-ном растворе серной кислоты H2SO4 при t = 18 – 25 оС, анодной плотности тока 10 – 50 А/дм2 в течение 1 – 3 мин. Детали при этом завешивают в ванну анодного травления в качестве анода, катодами служат пластины из свинца С1…С3. Под действием электрического тока происходит интенсивное травление поверхности детали, а выделяющиеся пузырьки кислорода срывают травильный шлам и обрабатываемая поверхность становится чистой, с отчетливо выявленной структурой и специфическим микрорельефом. Образующаяся при этом пассивная пленка защищает металл детали от окисления при последующей промывке водой. После анодного травления поверхность стальных деталей должна иметь характерный матовый, тускло-серебристый цвет. Наличие блеска, темных пятен и следов травильного шлама недопустимо.

Защитные свойства цинковых покрытий определяются не средней толщиной слоя цинка на поверхности детали, а фактической толщиной на том или ином участке. Поэтому покрытие должно быть равномерным, а равномерность обуславливается рассеивающей способностью электролита.

Для электроосаждения цинка используют кислые и щелочные электролиты. Кислые (сульфатные, борфтористоводородные, бензолсульфоновые и т.д.) обладают плохой рассеивающей способностью. Покрытия, получаемые из них, имеют малую коррозионную стойкость и используются для защиты малорельефных деталей.

Щелочные электролиты обладают хорошей рассеивающей способностью. Покрытия, осаждаемые из них, отличаются мелкокристалличностью, незначительной пористостью и высокой коррозионной стойкостью. Используются они для цинкования деталей сложной конфигурации. В качестве щелочных электролитов для электролитического защитного цинкования широко применялись цианистые электролиты. Но они ядовиты и обращаться с ними необходимо было очень осторожно (возможно образование синильной кислоты). Для замены цианистых электролитов разработаны и используются цинкатные, аммиакатные, пирофосфатные и др. электролиты, в которых цинк находится в виде простых или комплексных ионов. Они не ядовиты, обладают хорошей рассеивающей способностью и предназначены для цинкования деталей простой и сложной конфигурации.

Из щелочных электролитов часто применяется аммиакатный электролит, содержащий 300 г/л сернокислого цинка ZnSO4 · 7H2O,

110