Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Основы гальванотехники П. М. Вячеславов. 1960- 9 Мб

.pdf
Скачиваний:
99
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
9.94 Mб
Скачать

Таблица 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;

пколичество электролита, взятого на титро­ вание, в мл.