книги из ГПНТБ / Основы гальванотехники П. М. Вячеславов. 1960- 9 Мб
.pdfТаблица 12
Неполадки при работе ванн лужения
Характер неполадок |
Причины возникновения и способы |
||||
|
|
их устранения |
|||
|
|
|
|||
Кислая ванна лужения |
|
|
|||
Темные покрытия |
Наличие |
меди в |
электролите. Не |
||
|
обходимо проработать электролит |
||||
|
током |
при плотности тока 3— |
|||
|
4 а/дм? |
|
|
|
|
Покрытия грубые, по краям |
Недостаток в электролите крезола, |
||||
дендриты |
фенола, карболовой кислоты и |
||||
|
клея |
|
|
|
|
Образование в ванне нерас |
Недостаток серной кислоты |
||||
творимого осадка |
|
|
|
|
|
Газовыделение на анодах. |
Пассивирование анодов вследствие |
||||
Аноды покрыты налетом |
наличия в них примесей свинца. |
||||
черного цвета |
Аноды необходимо заменить |
||||
Щелочная ванна лужения |
|
|
|||
Темные губчатые осадки |
Высокая плотность |
тока — снизить |
|||
|
ее. Большое содержание щелочи — |
||||
|
добавить кислоты. |
Наличие двух |
|||
|
валентных ионов олова (станнита |
||||
|
натрия) в электролите. Запассиви- |
||||
|
ровать аноды (цвет анода золо |
||||
|
тисто-желтый). Окислить станнит, |
||||
|
находящийся |
в |
электролите, |
||
|
10%-ной перекисью водорода |
||||
Помутнение раствора и вы |
Недостаток |
щелочи |
|
||
падение белого осадка |
|
|
|
|
|
Потемнение анодов |
Необходимо зачистить аноды и под |
||||
|
вергнуть |
их |
пассивированию. |
||
Проверить режим электролиза
139
Необходимо сказать также об оплавлении оловян ных покрытий для декоративных целей. Изделия под
вергают оплавлению при |
температуре |
280—350° |
и охлаждению. После этого |
производится |
повторное |
лужение тонким слоем в том же электролите. При этом тонкий слой олова выявляет структуру подслоя, что придает поверхности узорчатый рисунок, сходный с изморозью на стекле. Защитно-декоративные свой ства покрытия улучшаются путем окраски цветными лаками.
6. Химический анализ электролитов для лужения
Анализ кислого электролита лужения
Определение общего содержания олова. 3 мл элек тролита помещают в коническую колбу на 250 мл, добавляют 100 мл соляной кислоты (1:1), затем бро сают в колбу 10—15 очищенных пластинок свинца размерами 5 X 10 мм\ в колбу ставят воронку и ки пятят в течение 1 час. 30 мин. для восстановления четырехвалентного олова (перед загрузкой в колбу сви нец очищают кипячением в концентрированной соля ной кислоте). Затем пробу снимают с плитки и охлаж дают в течение 5 мин. под током углекислого газа (стеклянная трубка от аппарата Киппа вводится в колбу над жидкостью); дальнейшее охлаждение под током углекислого газа производят в проточной воде. После полного охлаждения в раствор бросают кусочек мра мора и быстро титруют 0,1 н. раствором йода в при сутствии крахмала до появления синего окрашивания.
Общая концентрация олова подсчитывается по сле дующей формуле:
|
с |
, |
ан -59,35 |
, |
|
|
8побщ |
г/л ■ |
- |
|
|
где |
« — количество раствора йода, |
затраченного на |
|||
|
титрование, в мл-, |
|
|
||
|
« — количество |
электролита, взятого для ана |
|||
|
лиза, в мл-, |
|
|
йода; |
|
|
н — нормальность раствора |
||||
|
59,35 — коэффициент пересчета |
на |
олово. |
||
140
Определение двухвалентного Олова. 3 мл электро лита помещают в коническую колбу на 250 мл, до бавляют 20 мл соляной кислоты (уд. веса 1,19), 20 мл воды и 20 мл насыщенного раствора бикарбоната нат рия и титруют 0,1 н. раствором йода. Расчет произво дится по формуле, приведенной при определении общего содержания олова.
Определение свободной серной кислоты. 10 мл элек тролита разбавляют водой до 50 мл в конической
колбе на 250 мл; добавляют 5 |
капель |
тропеолина 00 |
|
(0,1%-ного) и |
титруют 1 н. раствором |
едкого натра |
|
до перехода |
красной окраски |
в желтую. Концентра |
|
ция серной кислоты рассчитывается по следующей формуле:
H2SO4 г!л = |
ап -49 |
|
п |
где а —количество раствора |
едкого натра, идущего |
на титрование, в мл; |
|
/г — количество электролита, взятого для анализа,
вмл;
н— нормальность раствора едкого натра;
49 — коэффициент пересчета на серную кислоту.
Определение сернокислого натрия. Содержание сернокислого натрия подсчитывается по разности после определения общего количества сульфатов в элек тролите.
1—2 мл электролита медленно при помешивании выливают в стакан на 300 мл с раствором солянокис лого бензидина (150 мл). (Раствор солянокислого бен зидина: 20 г бензидина растворяют в 25 мл соляной кислоты уд. веса 1,10 и разбавляют -водой до 1 л.) При этом выпадает белый кристаллический осадок сернокислого бензидина. Через 10—15 мин. осадок переносят на плотный фильтр и промывают 3—4 раза водой. Затем фильтр с осадком переносят в кониче скую колбу на 250 мл, приливают 50 мл воды и фильтр
разбивают при |
помощи |
стеклянной палочки. |
Раствор |
с осадком нагревают до 50—60° и титруют 0,1 |
н. рас |
||
твором едкого |
натра |
в присутствии фенолфталеина |
|
до появления розового |
окрашивания. |
|
|
141
Содержание SO4 подсчитывается по следующей формуле:
- --------- , |
а-48н |
|
SO4 |
2/л = —Jj-, |
|
где а —количество |
раствора |
едкого натра, идущего |
на титрование, в мл\ н — нормальность раствора едкого натра;
п— количество электролита, взятого для титро вания, в мл\
48 — коэффициент пересчета на |
|
SO4 . |
|
|||
Расчет содержания сернокислого натрия произво |
||||||
дится по следующей формуле: |
|
|
|
|
||
|
Na2SO4 • 10Н2О г)л = 3,35Л - 2,73В - 3,28,С, |
|
||||
где |
А — общее количество SO4 |
, |
в г/л; |
|
||
3,35 — коэффициент |
пересчета |
с |
SO4 |
на |
||
|
Na2SO4 • 10Н2О; |
|
|
|
|
|
|
В — общее количество олова, |
|
в г/л; |
на |
||
2,73 — коэффициент |
пересчета |
|
с |
олова |
||
|
Na2SO4 • 10Н2О; |
|
|
|
|
|
|
С — содержание свободной серной кислоты, в г/л; |
|||||
3,28 — коэффициент пересчета |
с серной кислоты |
|||||
|
на Na2SO4ЮН2О. |
|
|
|
|
|
Определение железа. 10 мл электролита переносят |
||||||
в стакан на 200 мл, добавляют 5 мл перекиси |
водо |
|||||
рода, 5 мл азотной кислоты (уд. веса |
1,4) и упари |
|||||
вают |
почти досуха. Затем |
приливают 30 мл азотной |
||||
кислоты (1 :4), подогревают для коагулирования осадка метаоловянной кислоты и после отстаивания в тече ние 1 часа фильтруют через плотный фильтр с ка шицей. Осадок промывают горячим раствором азотно кислого аммония (2%-ным). Фильтрат и промывные воды помещают в коническую колбу на 250 мл, по догревают до кипячения и осаждают аммиаком железо. Осадок гидрата окиси железа отфильтровывают, про
мывают горячей |
водой и растворяют на фильтре |
в горячей серной |
кислоте (1:4) в той же колбе, где |
производилось осаждение. Объем раствора доводят до 100 мл, приливают 5 мл серной кислоты (уд. веса 1,84) и производят восстановление металлическим цин
142
ком (как описано при анализе медного пирофосфорно кислого электролита); затем двухвалентное железо титруют 0,1 н. раствором перманганата калия до по явления розового окрашивания.
Формула для подсчета содержания железа дана при описании анализа кислого цинкового электролита.
Анализ станнатного электролита
Определение общего количества олова и двухва
лентного олова производится |
по той же методике, |
как и при анализе кислого электролита лужения. |
|
Определение карбонатов в электролите произво |
|
дится титрованием с двумя |
индикаторами — фенол |
фталеином и метилоранжем. С фенолфталеином тит руются весь едкий натр, связанный с оловом, свободный едкий натр и половина углекислого натрия. С метил оранжем титруется другая половина углекислого натрия.
3 мл электролита разбавляют водой до 100 мл в конической колбе на 250 мл, приливают 3—4 капли фенолфталеина и титруют 0,1 н. раствором соляной кислоты до полного обесцвечивания. Затем добавляют 2—3 капли метилоранжа и титруют до перехода жел той окраски в розовую.
Содержание карбонатов подсчитывается по сле дующей формуле:
ът |
I . |
ан-106 |
, |
|
||
Na2CO3 |
2/л— |
|
- |
|
|
|
где а — количество раствора |
соляной кислоты, |
иду |
||||
щей на титрование с |
метилоранжем, в |
мл\ |
||||
н — нормальность |
раствора |
соляной кислоты; |
||||
106 — коэффициент |
пересчета |
|
на углекислый |
на |
||
трий; |
|
|
|
|
|
|
п — количество электролита, взятого для титро вания, в мл.
Определение свободной щелочи делается по той же методике, как и при анализе цинкатного электролита.
Глава IX
СВИНЦЕВАНИЕ
1. Технология свинцевания
Свинцеванию подвергаются изделия из черных и цветных металлов с целью защиты их от воздей ствия некоторых агрессивных растворов и газов. Свинцовые покрытия применяются главным образом для защиты металлических изделий от действия сер ной или сернистой кислот и их соединений. Толщина свинцовых покрытий колеблется от 20 до 1000 як. Необходимость получения толстых слоев свинцового покрытия вызывается не только тем, что свинец в галь
ванической |
паре с |
железом является катодом и, сле |
довательно, |
лишь |
механически защищает основу, но |
также и малой его |
твердостью и прочностью. |
|
Наиболее широкое применение в практике нашли борфтористоводородные и кремнефтористоводородные электролиты свинцевания.
Борфтористоводородный электролит имеет следу ющий состав (в г/л):
Борфтористоводородный свинец..................... |
180—200 |
Борфтористоводородная кислота (свободная) |
40—45 |
Клей столярный.....................................................0,5—1,0
Режим работы: катодная плотность тока 2—5 а/дя2, температура электролита 15—25° С, выход по току
90-95%.
144
Борфтористоводородный свинец готовится раство рением основной углекислой соли свинца в борфто ристоводородной кислоте.
Вместо основной углекислой соли можно приме
нять окись свинца (глет), |
однако для ускорения про |
|||
цесса глет |
удобнее растворить в |
азотной |
кислоте, |
|
а затем осадить основную |
углекислую соль |
содовым |
||
раствором. |
борфтористоводородного |
электролита мо |
||
Вместо |
||||
жет быть применен кремнефтористоводородный элек тролит, который более дешев, чем борфтористоводо родный.
Состав электролита следующий (в г/л):
Кремнефтористоводородный свинец |
.... |
80—150 |
||
Кремнефтористоводородная кислота (свобод |
|
|||
ная) |
................................................................... |
|
20—40 |
|
Борная кислота......................................................... |
|
|
5—8 |
|
Клей столярный........................................................... |
|
0,5 —1,0 |
||
Режим: |
температура |
15—25° С, |
катодная |
плотность |
тока 1—2 |
а^дм’, выход по току 95—98%. . |
|||
Для приготовления |
электролита может быть при |
|||
менена продажная кремнефтористоводородная кислота (ТУМХП 502—41). При отсутствии готовой кислоты приготовление ее сводится к добавлению силикагеля (ГОСТ 3956-47) к концентрированной плавиковой ки слоте (уд. веса 1,158) из расчета 0,35 кг воздушно сухого силикагеля на 1 л 50%-ной плавиковой кислоты. Силикагель в ванну с плавиковой кислотой следует вводить небольшими порциями во избежание чрезмер ного разогрева раствора. Применение вместо силика геля кварцевого песка не рекомендуется, так как в растворе остается значительное количество свобод ной плавиковой кислоты, образующей со свинцом не растворимое соединение PbF2; это приводит к потере свинца.
Кремнефтористоводородный свинец готовится рас творением глета или углекислого свинца в кремне фтористоводородной кислоте.
Применяется также электрохимический способ при
готовления борфтористоводородного |
и |
кремнефтори |
стоводородного электролита, который |
заключается |
|
в электрохимическом растворении |
металлического |
|
10 Зак. № 1720 |
145 |
свинца с применением пористых диафрагм. Катодами служат стальные прутки.
Кроме перечисленных электролитов, известны фе нолсульфоновые, щелочные (плюмбитные) и перхло ратные электролиты. Однако они пока еще не полу
чили широкого распространения в |
промышленности. |
К основным неполадкам при свинцевании следует |
|
отнести прежде всего образование |
крупнокристалли |
ческого осадка по всей поверхности. Оно может иметь место в случае пониженного содержания свободной кислоты и клея в электролите. Весьма часто наблю дается плохое сцепление свинца и металла основы. Плохое сцепление свинца с металлом основы является следствием наводороживания поверхности изделий, а также плохой подготовки перед покрытием.
Если возможно, следует заменять химические спо собы подготовки перед покрытием механическими (например, пескоструйной обработкой).
Наросты на краях и значительное газовыделение на катодах свидетельствуют о высокой плотности тока и избытке свободной кислоты.
2. Химический анализ электролитов для свинцевания
Определение свинца. 0,5 мл электролита перено сят в коническую колбу на 250 мл, добавляют 2 капли метилоранжа и нейтрализуют аммиаком до розового окрашивания. Затем приливают 1 мл уксусной кислоты, нагревают до кипения, осаждают свинец 15—20 мл 5%-ного раствора хромата калия и нагревают далее на песчаной бане 2—3 мин.
Раствор отфильтровывают |
через плотный фильтр |
и промывают колбу и фильтр |
горячей водой, подки |
сленной уксусной кислотой. Осадок на фильтре рас творяют в насыщенном растворе хлористого натрия
в10%-ной соляной кислоте. Раствор сливают в колбу,
вкоторой производилось осаждение свинца. Фильтр промывают водой 3—4 раза. К полученному раствору
приливают 10 мл соляной кислоты (уд. веса 1,19), 5 мл
10%-ного |
раствора йодистого калия, выдерживают |
5 мин. в |
темном месте и титруют выделившийся йод |
гипосульфитом в присутствии крахмала.
146
Содержание свинца подсчитывается по следующей формуле:
|
РЬ |
, |
а-69,1н |
|
г/л ■= —, |
||
где |
а — количество |
раствора гипосульфита, затра |
|
|
ченного на титрование, в мл-, |
||
|
69,1 — коэффициент пересчета на свинец; |
||
н — нормальность раствора гипосульфита;
п— количество электролита, взятого для ана лиза, в мл.
Определение свободной борфтористоводородной ки
слоты. 5 мл электролита помещают в коническую колбу на 100 мл, добавляют 50 мл воды, 10 капель водного раствора тропеолина 00 (0,1%-ного) и титруют 1 н. раствором едкого натра до перехода розовой окраски в желтую или помутнения раствора.
Подсчет количества борфтористоводородной ки слоты производится по следующей формуле:
|
ттпг- |
, |
ан-87,8 |
|
HBF4 |
г!л =---- , |
|
где |
а —количество |
раствора едкого натра, затра |
|
|
ченного на титрование, в мл-, |
||
|
н — нормальность раствора едкого натра; |
||
|
87,8—коэффициент пересчета на борфтористово |
||
|
дородную кислоту; |
||
|
« — количество |
электролита, взятого для титро |
|
вания, в мл.
Определение свободной борной кислоты. Борная кислота определяется после отделения свинца, кото рый мешает титрованию. 10 мл электролита помещают
в мерную колбу |
на 200 мл, добавляют 30 мл воды |
и 20 мл 5°/0-ного |
раствора сернокислого натрия. Рас |
твор встряхивают до полного выпадения осадка серно |
|
кислого свинца, |
затем доливают водой до метки, пе |
ремешивают и дают осадку осесть на дно. Затем рас
твор фильтруют |
через |
сухой складчатый |
фильтр |
с кашицей в сухую |
колбу |
(осадок и фильтр |
не про |
мывают). На титрование берут 50 мл фильтрата (2,5 мл электролита), добавляют 2 капли метилоранжа и ней трализуют 1 н. раствором едкого натра до перехода розовой окраски в желтую. Затем приливают 20 мл
10* |
147 |
глицерина, 3 капли фенолфталеина и титруют борную
кислоту 0,1 н. раствором |
едкого натра до появления |
||
розового окрашивания. |
|
|
|
|
Содержание борной кислоты подсчитывается по |
||
следующей формуле: |
|
|
|
|
т 1 пп |
: |
ан-61,84 |
|
Н3ВО3 |
г/л = - п ~ , |
|
где |
а — количество |
раствора едкого натра, затра |
|
|
ченного на |
титрование с фенолфталеином, |
|
вмл\
н— нормальность раствора едкого натра; 61,84 — коэффициент пересчета на борную кислоту;
п— количество электролита, взятого на титро вание, в мл.
