pdf.php@id=6114

могут выдержать различную механическую обработку. Поэтому для покрытия малорельефных изделий, а также полуфабрикатов — листов, проволоки, полос и др., под­ вергающихся в дальнейшем механической обработке, следует применять для цинкования кислые электролиты.

Цианистые электролиты отличаются хорошей рассеи­ вающей способностью и осадки из них обладают более высокой антикоррозионной стойкостью. Однако циани­ стые электролиты не позволяют применять относительно высоких плотностей тока и дают низкий выход по току, не превышающий 70—75%. Недостатком цианистых электро­ литов является то, что они весьма ядовиты и состав их не постоянен вследствие разложения цианистых соединений в процессе работы. Цианистые электролиты применяют главным образом для покрытия изделий с глубоким релье­ фом, требующих особо надежной противокоррозионной защиты. Детали, имеющие сварные швы, также следует покрывать в цианистых электролитах.

Щелочные нецианистые электролиты (цинкатные) обладают более низкой рассеивающей способностью, чем цианистые.

Плотность тока при работе в этих электролитах при­ ходится регулировать в сравнительно небольших преде­ лах; кроме того, цинкатные электролиты склонны к обра­ зованию губчатых осадков и требуют подогрева элек­ тролита.

Кислые электролиты. Основной солью для кислых ванн является сернокислый цинк, обладающий высокой растворимостью.

Для улучшения качества отложений в состав электро­ лита вводятся соли, повышающие электропроводность раствора, например сернокислый натрий, сернокислый алюминий, иногда и хлористые соли — хлористый цинк, хлористый аммоний и др. Введение добавок сернокислого алюминия или алюмокалиевых квасцов способствует оса­ ждению более светлого и блестящего цинка; кроме того, это соединение играет роль буферного вещества, регу­ лируя изменение кислотности.

Применение сернокислого алюминия или квасцов имеет то преимущество, что при защелачивании и увеличении pH электролита выше 4,0—4,5 выпадает хлопьевидный осадок гидрата окиси алюминия, весьма заметный в растворе и си­ гнализирующий необходимость подкисления электролита.

Кислотность растворов при работе с кислыми цинко­ выми электролитами имеет большое значение. При зна­ чительной кислотности облегчается выделение водорода на катоде, что приводит к понижению выхода металла по току. Если, наоборот, кислотность будет мала, то у ка­ тода будет выпадать осадок гидроокиси цинка, что резко ухудшит качество покрытия. Кислотность электролита необходимо регулировать и поддерживать в пределах 3,5—4,0 по pH.

Для улучшения рассеивающей способности и струк­ туры осадков в электролит добавляют коллоиды, гумми­ арабик, декстрин, а для получения блестящих покрытий —

Для покрытия стальных и чугунных изделий отно­ сительно несложной конфигурации в стационарных ван­ нах, а также в барабанах широко применяется ванна

Из этой ванны получаются осадки цинка .светлые, плотные, с мелкозернистой структурой и относительно равномерные. После обработки хромовым раствором по­ крытие осветляется, приобретает блеск. Раствор для осветления состоит из 150 Г /л хромового ангидрида и 3—4 Г /л серной кислоты.

162

Для работы в колоколах содержание сернокислого натрия в электролите увеличивается до 100—150 77л.

Для получения блестящих цинковых покрытий на де­ талях простой формы (в ваннах и в барабанах) рекомен­ дуется разработанный Н. Т. Кудрявцевым электролит с добавкой натриевой соли дисульфонафталиновой кислоты состава (в Г1л):

по току 98—100%; кислотность pH = 3,8ч-4,4; скорость осаждения цинка при плотности тока 5 а/дм 2 составляет 82 мк/ч.

Свежеприготовленный электролит вначале дает мато­ вые кромки на деталях, и для получения блестящих по­ крытий требуется проработка ванны постоянным током (10 а - ч на каждый литр раствора).

Для усиления блеска покрытия рекомендуется произ­ водить осветление в хромовом растворе. Эта обработка повышает также антикоррозионную стойкость покрытия и понижает его восприимчивость ко всякого рода загряз­ нениям (пятна от захвата руками и пр.).

Покрытия из этой ванны имеют красивый внешний вид, напоминающий блестящие хромовые покрытия.

Для ускоренного осаждения цинка с применением механического перемешивания служит электролит сле­

току 95%.

Приготовление и корректирование кислых электроли­ тов. Все соли, входящие в состав электролита, проверен­

163

ные предварительно в лаборатории, растворяются в от­ дельных сосудах в подогретой до 60—70° С виде в коли­ чествах, рассчитанных согласно рецептуре. Полученные растворы фильтруют или декантируют в рабочую ванну, после чего доливают водой до требуемого объема.

Декстрин чистый, лучшего качества, размешивается сначала в небольшом объеме холодной воды до исчезно­ вения комков, затем смесь нагревается до 70° С, филь­ труется или декантируется и сливается в рабочую ванну.

Дисульфонафталиновая кислота растворяется в не­ большом объеме воды, затем нейтрализуется углекислым цинком или слабым раствором щелочи, фильтруется и сли­ вается в рабочую ванну.

Свежеприготовленный электролит обычно имеет более высокое pH, чем это требуется для цинкования, и его под­ кисляют чистой разбавленной серной кислотой. Затем электролит корректируют по данным химического анализа и прорабатывают при плотности тока 3—4 а!дм2 в течение 2—3 ч. В процессе работы электролит имеет склонность к защелачиванию, что объясняется происходящим хими­ ческим растворением цинковых анодов наряду с электро­ химическим.

Для поддержания нормального pH (в пределах 3,8— 4,4) электролита нужно систематически добавлять серную кислоту в количестве 0,2 Г!л. При закислении электролита в него добавляют слабый раствор едкого натра или дву­ углекислой соды.

Корректирование заключается также в поддержании установленной концентрации входящих в электролит солей. Необходимо иметь в виду, что содержание серно­ кислого цинка уменьшается незначительно, а иногда даже возрастает благодаря интенсивному растворению анодов.

Добавки декстрина вводят регулярно, небольшими порциями, руководствуясь внешним видом получаемых осадков. Рекомендуется качество каждой добавки дек­ стрина проверять при покрытии образцов в небольшой

цинка должны быть гладкими, плотными и светлыми. Получение темных губчатых осадков может быть вызвано наличием в электролите вредных примесей в виде солей более электроположительных металлов — меди, мышьяка,

164

железа и органических веществ — клея, желатины, ски­ пидара, ацетона и др.

Для удаления примесей тяжелых металлов следует подщелочить электролит до pH = 5 -^-5,5, добавить 0,8 ГЫ цинковой пыли, перемешать и затем проработать ванну.

с одновременным помутнением электролита может быть вызвано слишком высоким pH электролита (пониженная

= 4,0. Светлые, но неплотные и рыхлые осадки полу­ чаются при слишком низком pH электролита (повышенная кислотность), при этом наблюдается значительное газовыделение на катодах.

Черные пятна на катодах в начале электролиза, осо­ бенно при низкой плотности тока, могут получаться при применении декстрина низкого качества.

Некачественный декстрин и другие органические со­ единения можно удалить, проработав ванну при высокой плотности тока, при подкислении до pH = 2 -ьЗ, применяя перемешивание раствора воздухом или вводя окислитель— перекись водорода или персульфат в количестве 0,5— 1 ГЫ.

«Загар» цинкового покрытия получается при слишком высокой катодной плотности тока, а также при малом рас­ стоянии между электродами. Дендриты и наросты цинка на катоде образуются при слишком повышенной плот­ ности тока в электролите с низким содержанием цинка. Хрупкость осадков цинка вызывается повышенной кислот­ ностью электролита в присутствии декстрина. Для устра­ нения этого явления следует понизить кислотность, под­ щелочив ванну, и проработать ее током. Рекомендуется добавить перекись водорода.

К числу довольно частых неполадок относится значи­ тельная неравномерность покрытия рельефных деталей, причиной чего является плохая рассеивающая способность электролита. Нередко для покрытия углублений и отвер­ стий приходится пользоваться дополнительными анодами.

Отслаивание осадка может быть при плохой подготовке поверхности и при наводороживании в процессе хими­ ческой подготовки.

165

В ваннах блестящего цинкования наиболее часто встре­ чаются такие дефекты: темная кромка по краям деталей или темная матовая поверхность деталей. В первом слу­ чае следует ванну проработать током, и если равномерный сплошной блеск покрытия все же не появится, то добавить 1 Г/л дисульфонафталиновой кислоты, которую следует приготовить заново, Темные и матовые покрытия могут быть при загрязнении электролита органическими кол­ лоидами (декстрин, клей и пр.).

Кроме того, причиной могут быть слишком высокие или низкие значения pH, слишком низкая плотность тока

иповышенная (выше 25° С) температура электролита. Приведение этих факторов к норме обычно обеспечи­

вает получение хороших блестящих покрытий. Щелочные цианистые электролиты. Цианистые цинко­

вые электролиты благодаря повышенной катодной поляри­ зации обладают высокой рассеивающей способностью и дают более мелкозернистые и более равномерные по тол­ щине покрытия, чем кислые электролиты, поэтому они применяются для цинкования деталей и изделий сложной конфигурации.

Основной частью цианистых цинковых электролитов являются комплексные соединения цинк-цианидов и цинкатов, а также свободные цианистый натрий и едкий на­ трий. Для получения блестящих покрытий вводят в элек­

Блестящие плотные и очень мелкозернистые осадки получаются из электролита, применяемого для цинкова­ ния рельефных деталей. Оцинкованная поверхность при­ обретает серебристый цвет, сохраняющийся продолжи­ тельное время.

Состав электролита для блестящего цинкования (в Г/л):

166

электролита, имеет сначала серовато-желтый оттенок. Блестящим и светлым покрытие делается после освет­ ления в 3—5%-ном растворе азотной кислоты путем погружения промытых в проточной воде деталей на 3—5 сек.

Для пассивирования покрытия рекомендуется детали после осветления и промывки обрабатывать в 5%-ном растворе хромового ангидрида, после чего промывать в холодной и горячей воде и высушивать. Блестящие цин­ ковые покрытия могут применяться взамен покрытий кад­ мием и в некоторых случаях взамен никелевых.

ными материалами при составлении растворов служат цианистый цинк, окись цинка и гидрат окиси цинка. На практике чаще пользуются окисью цинка и свежеосажденным гидратом окиси цинка. Приготовление электролита из окиси цинка производится в следующем порядке. Под­ считывают необходимые количества материалов в соответ­ ствии с рецептурой и емкостью ванны. Предварительно растворяют в теплой воде, взятой в количестве половины объема ванны, цианистый натрий (или цианистый калий) и к этому раствору прибавляют едкий натр (или едкий кали).

Цианиды и едкую щелочь растворяют в стальных бач­ ках с соблюдением всех необходимых условий техники безопасности. В полученный раствор (желательно подо­ гретый) загружают окись цинка, и раствор тщательно перемешивают, при этом в нем образуются комплексные соли цинка х.

При приготовлении электролита для блестящего цин­ кования к раствору цинковых солей добавляют глицерин и сернистый натрий. Затем электролит отстаивается и сли­ вается в рабочую ванну с помощью сифона, после чего его доливают водой до нужного объема.1

1 При значительной емкости цианистых ванн следует пользо­ ваться механизированными установками для растворения цианистых солей (конструкция разработана НИИТМАШем), в которых этот про­ цесс производится полуавтоматически при полном соблюдении требо­ ваний техники безопасности.

167

Готовый электролит подвергается анализу, если требуется, то корректируется в соответствии с данными анализа и прорабатывается током в течение 2—3 ч, затем производят покрытие пробных образцов.

При составлении электролита из гидрата окиси цинка, получаемого действием едкой щелочи на раствор серно­ кислого цинка, поступают следующим образом. Раствор сернокислого цинка готовят в небольшом объеме теплой воды, необходимой для полного растворения соли, взятой в количестве, соответствующем рецептуре. Раствор едкой щелочи для осаждения готовят так, чтобы концентрация его не превышала 60%. Затем раствор щелочи постепенно при помешивании добавляют к раствору сернокислого цинка, при этом выпадает белый осадок гидрата окиси цинка. Полноту осаждения проверяют по появлению ро­ зового окрашивания в цинковом растворе, к которому предварительно добавляют несколько капель спиртового раствора фенолфталеина.

После осаждения и отстаивания гидрата окиси цинка раствор осторожно сливается сифоном, а полученный оса­ док промывается горячей водой. Промытый осадок гидрата окиси цинка затем загружается в заранее приготовлен­ ный, как указано выше, раствор цианистого натрия и едкой щелочи, причем образуются комплексные соли цинка.

При подсчете потребного количества материалов учи­ тывают, что 40 Г/л окиси цинка (согласно рецептуре) соответствуют 80 Г1л сернокислого цинка; необходимое количество едкой щелочи определяется как сумма двух количеств: 60 Г/л едкого натра, потребного для образо­ вания цианистой комплексной соли, и 25,5 Г/л едкого натра для образования гидрата окиси цинка, т. е. нужно будет взять 85,5 Г/л едкого натра. Необходимое коли­ чество цианистого натрия согласно рецептуре составляет 83 Г/л.

Корректирование цианистого цинкового электролита состоит в периодическом, по данным анализов, пополне­ нии его цианистым натрием, едким натром и солями цинка.

При отсутствии возможности регулярных анализов обычно добавляют один раз в декаду по 5 Г/л цианистого натрия и едкого натра; кроме того, раз в месяц добавляют цинковые соли. В ваннах блестящего цинкования необ­ ходимость добавки сернистого натрия определяется внеш­

168

ним видом получаемых осадков и способностью осветления с получением блеска. При правильном корректировании

При обслуживании ванн с цианистыми электролитами необходимо помнить об их ядовитости и соблюдать все указанные в инструкции по технике безопасности меры предосторожности.

Н е п о л а д к и п р и ц и н к о в а н и и в ц и а ­ н и с т ы х э л е к т р о л и т а х . Покрытия темного цвета получаются при загрязнении электролита солями железа, свинца и другими примесями. Для устранения этого дефекта следует осадить примеси сернистым на­ трием и проработать ванну при плотности тока 0,1 — 0,2 а1дм2.

В некоторых случаях наблюдается хрупкость цинко­ вого покрытия, что объясняется загрязнением электролита органическими веществами, удалять которые следует введением активированного древесного угля в количестве 0,5—1,0 Г!л и проработкой ванны током.

Плотные, но грубые и шероховатые осадки могут полу­ чаться при излишне высокой плотности тока и при загряз­ нении электролита анодным шламом. Необходимо периоди­ чески вынимать и чистить аноды. Лучше применять цин­ ковые аноды с содержанием 0,5% алюминия и 0,3% ртути.

Иногда на анодах образовываются пассивные пленки в виде белых налетов и наблюдается интенсивное газовыделение, при этом растворимость анодов падает, что приводит к быстрому истощению электролита цинком. Для устранения этого явления следует увеличить анодную поверхность и повысить в ванне содержание свободного цианида и едкой щелочи.

Плохая рассеивающая способность электролита на­ блюдается при высокой концентрации цинка, при относи­ тельно низком содержании цианидов и едкой щелочи, а также при высокой температуре электролита. Улучше­ ние рассеивающей способности наступает при повышении содержания цианидов и щелочи до нормальной. Также следует понизить температуру до нормальной.

При большом избытке цианидов и щелочи наблюдаются сильное газовыделение на катодах при нормальной плот­ ности тока и малая толщина покрытия. Для устранения

169

этого необходимо откорректировать электролит добавле­ нием окиси цинка в соответствии с анализом на содержа­ ние свободных цианидов и едкой щелочи

Бывают случаи, когда после сушки оцинкованных изде­ лий на них появляются мелкие пузырьки, образующиеся потому, что водород застревает в порах покрытия и, не имея свободного выхода, приподнимает (выдавливает) слой покрытия. Этому явлению способствует чрезмерный избыток цианидов в электролите, повышенная плотность тока, слишком низкая температура раствора, а также не­ правильная завеска деталей.

Для устранения этого дефекта следует понизить плот­ ность тока и применить легкое перемешивание раствора и потряхивание завешенных изделий; желательно подо­ греть электролит до 25—30° С, что облегчит удаление водорода с поверхности изделий.

Вэлектролите следует повысить содержание цинковой соли и не допускать большого избытка цианидов.

Вванне блестящего цинкования, если изделия после оцинкования не приобретают желтоватого оттенка, плохо осветляются и не становятся блестящими, необходимо добавить по 1—2 П л сернистого натрия, а в некоторых случаях одновременно по 1—2 Г/л цианистого натрия, после чего обычно покрытия становятся блестящими.

Щелочные нецианистые цинкатные электролиты. Для цинкования рельефных изделий взамен цианистых электролитов применяются разработанные Н. Т. Кудряв­

Вместо олова или дополнительно к нему в цианистые электролиты можно вводить свинец в виде уксуснокислой соли до 0,05 Г/л.

Приготовление цинкатных электролитов. Раствор при­ готовляют следующим образом. Растворяют взятое по расчету количество щелочи в небольшом количестве воды (Vl0 объема ванны) и подогревают до 90—100° С, затем

170