7.2. Оксидирование цветных металлов

Оксидные покрытия цветных металлов (меди и ее сплавов, цинка и кадмия) используются для декоративной отделки деталей. Они довольно плохо защищают металл от коррозии. Для повышения защитных свойств оксидные пленки покрывают бесцветным лаком. Для медных гальванических покрытий применяют персульфатный раствор оксидирования.

Медные сплавы с различным содержанием меди и цинка оксидируют в медно-аммиачном растворе. Медно-аммиачный раствор имеет следующий состав (г/л) и режим обработки:

Гидроксид натрия....................................50 - 70

Персульфат калия...................................15 - 25

Температура, °С......................................60 - 65

Продолжительность оксидирования составляет 5—10 мин (для меди), 15—20 мин (для латуни и оловянистой бронзы).

Необходимо помнить о предварительной проверке персульфата калия, склонного к разложению, и о том, что при температуре раствора ниже 60 °С ухудшается внешний вид оксидной пленки, а при повышении температуры увеличивается расход персульфата калия. При увеличении концентрации гидроксида натрия (свыше 70 г/л) образуются рыхлые, толстые пленки за счет увеличения скорости растворения металла. Кроме того, увеличивается расход персульфата калия.

Снижение концентрации гидроксида натрия (ниже 45 г/л) связано с образованием тонких пленок бурого или зеленоватого оттенка. При повышении концентрации персульфата калия (более 25 г/л) получаются тонкие оксидные пленки бурого оттенка, а при уменьшении его концентрации (менее 5 г/л) — толстые и рыхлые пленки. Поэтому корректирование осуще­ствляется добавлением гидроксида натрия и персульфата ка­лия через каждые 8—10 ч работы. Конец образования оксидной пленки определяется началом выделения пузырьков газа. Детали, подлежащие оксидированию, загружаются на медных подвесочных приспособлениях.

При повторном оксидировании предварительно нанесенная оксидная пленка на приспособлениях должна быть снята в 20 %-ном растворе соляной кислоты в течение 0,5—1 мин. В процессе оксидирования рекомендуется покачивать детали для получения равномерной пленки, но не касаться деталями стальных стенок ванны. Накапливающийся на дне шлам необходимо периодически удалять.

Для качественного оксидирования латунных или бронзовых деталей последние рекомендуется предварительно подвергать меднению на толщину 2—3 мкм. Но электрохимическое оксидирование позволяет обрабатывать не только медь, но и ее сплавы. Анодное оксидирование меди и ее сплавов осуществляют в электролите, содержащем 150—200 г/л гидроксида натрия при температуре 80—100 °С, анодной плотности тока 0,8— 2,0 А/дм², продолжительности электролиза 10—30 мин. Появ­ление пузырьков газа у обрабатываемых деталей или резкое повышение напряжения на ванне свидетельствуют об окончании процесса оксидирования. Для получения качественной плотной пленки рекомендуется начинать процесс при меньшей плотности тока (0,1—0,5 А/дм²), через некоторое время повышая ее до 0,8—1,5 А/дм². Напряжение источника тока 6 В.

Необходимо следить за температурой процесса, ибо понижение температуры ниже 55—60 °С способствует получению рыхлых пленок с зеленоватой окраской, а при повышении температуры увеличивается скорость растворения металла. Повышение концентрации щелочи в электролите сверх рецептурной приводит к получению рыхлых оксидных пленок и понижению прочности сцепления пленок с металлом. С понижением концентрации щелочи ухудшается рассеивающая способность электролита.

Свежеприготовленный электролит следует проработать с медными анодами до появления светло-голубой окраски раствора. Для достижения интенсивной черной окраски оксидной пленки_ возможно добавление в щелочной электролит 0,1—0,5 молибденовокислого аммония (натрия).

При анодном оксидировании необходимо обеспечивать надежный электрический контакт с деталями и анодной штангой. Подвесочные приспособления делают из меди, для катодов используют сталь или никель. Соотношение поверхности катода и анода 5 : 1 — 10 : 1. Расстояние между электродами 80—100 мм. Выгрузку оксидированных деталей осуществляют под током. При наличии рыхлого налета деталь обрабатывают влажной волосяной щеткой. Оксидированные детали тщательно промывают, сушат при 90—100°С и пропитывают минеральным маслом или покрывают бесцветным лаком для повышения коррозионной защиты пленки.

Для химического оксидирования цинка используют раствор следующего состава (г/л) и режим работы:

Бертолетовая соль ......................................15 - 10

Сернокислая медь.........................................15 - 20

Температура раствора, С............................18 - 25

Продолжительность оксидирования, мин......3 - 5

Для получения оксидно-фосфатных покрытий на оцинкованной поверхности детали обрабатывают при температуре 85— 90°С в течение 10—15 мин в растворе, содержащем (г/л):

Азотнокислый барий..................................30 - 40

Азотнокислый цинк....................................30 - 40

Фосфорнокислый цинк.................................8 - 10

После помывки в воде оксидированные детали выдерживают в течение 10 мин в 5—8 %-ном растворе хромпика натрия. Для анодного оксидирования кадмия применяют раствор, содержащий 25 г/л гидроксида калия и 50 г/л углекислого натрия, и в течение 2—3 мин при температуре 18—25 °С и при плотности тока 5—7 А/дм² ведут электролиз с получением оксидных пленок белого цвета. Для повышения коррозионной стойкости оксидных пленок на цинке и кадмии рекомендуется покрытие пленок бесцветным лаком или пропитка минеральным маслом (турбинное 2) или смазкой (нефтегаз 203)