2 Экспериментальная часть

2.1 Подготовка образцов

Линейкой или штангенциркулем определить размеры лопаток (длину, ширину, толщину) четырёх стальных образцов. При необходи-мости образцы зачистить наждачной бумагой, взвесить на технических, а затем на аналитических весах с точностью до ±0,0002 г и обезжирить электрохимическим способом в щелочном растворе состава:

Углекислый натрий Na2CO3 ……………………..... Фосфорнокислый натрий Na3PO4 ………………... Едкий натрий NaOH……………………………….. Жидкое стекло Na2SiO3 ………………………….....

30 г/л 65 г/л 50 г/л 6 г/л

Режим обезжиривания:

Температура раствора………………………………….. Напряжение переменного тока……………….………… Плотность тока………………………………………… Время обезжиривания………………………………..…

60−80 °С 8−10 В 5−10 А/дм2 3−6 мин

После обезжиривания образцы промыть в горячей и холодной воде, протравить в 15 %-ном растворе соляной кислоты. Время травления от 2 до 5 мин. Образцы еще раз промыть в воде, осушить и взвесить.

При получении цинкового покрытия для обезжиривания образцов можно использовать смесь Са(ОН)₂; и СаСО₃ в виде кашицы. Время обезжиривания 5 мин. После обезжиривания поверхность образцов тщательно промыть в холодной проточной воде и декапировать погружением в холодный 15 %-ный раствор H₂SO₄ на 0,5 мин. Декапирован­ные образцы снова промыть водой, осушить фильтровальной бумагой, просушить на воздухе 10 мин. и опять взвесить на аналитических весах. Массу образцов записать в таблицу 1.

2.2 Получение покрытия

Для нанесения металлических покрытий необходимо собрать установку, показанную на рисунке 1.

1 − Аноды; 2 − катод (покрываемый образец); 3 − термометр (термопара); 4 − электролит, 5 − стакан, 6 − электроплитка; 7 − вольтметр; 8 − амперметр

Рисунок 1 − Установка для получения металлических покрытий электрохимическим способом

Подготовленные образцы последовательно закрепить на катод установки, включить источник постоянного тока и проводить электро-лиз первого − 5, второго − 8, третьего − 11, четвёртого − 15 минут. Перед электролизом каждого образца источник электрического тока отключать. Необходимую силу тока для получения покрытия опреде-лять исходя из величины покрываемой поверхности образца.

Цинковое покрытие наносится из раствора состава и при режимах:

Цинк сернокислый ZnSO4·7Н20………………..… Натрий сернокислый Na2SО4 10H2O……………... Алюминий сернокислый Al2(SO4)3.18Н2О……..… или KA1(SО4)2…………………………………...… Декстрин………………………………………….… Катодная плотность тока………………………..… Напряжение………………………………………… Температура раствора…………………………..….

200 г/л 120 (50) г/л 35 г/л 30 г/л) 10 (3) г/л 1−2 А/дм2 8−10 В 20−25 °С

Электрохимическое меднение проводится из раствора состава и при режимах:

Медь сернокислая CuSО4 .5Н2О………………… Натрий сернокислый Na2SO4 .10Н2О…………… Алюминий сернокислый A12(SО4)·18Н2О………

200 г/л 10 г/л 60 г/л

Полиэтиленполиамин (ПЭПА) для получения комплексного соединения (раствор должен быть без осадка).

Катодная плотность тока………………………….. Напряжение………………………………………… Температура раствора……………………………...

1−2 А/дм2 10−15 В 20−25 °С

Внимание! Загрузку образцов, деталей в ванну меднения проводить под током. Осторожность и внимательность!

Для получения блестящего никелевого покрытия применяют электролит состава:

Никель сернокислый NiSО4 .7Н2О……………...… Натрий сернокислый Na2SО4 .10Н2О…………...… Натрий хлористый NaCl………………………...… Борная кислота Н3ВО3…………………………….. 2,6-2,7-дисульфонафталиновая кислота (С10Н852О6)…………………………………………. Кислотность раствора рН……………………….… Катодная плотность тока…………………………. Напряжение………………………………………… Температура раствора…………………………...…

180 г/л 80 г/л 5 г/л 30 г/л 5 г/л 3,5...4,0 0,5... 1,0 А/дм2 8...10 В 18... 25 °С

Толщина покрытия должна быть 3 мкм для легких условий экс-плуатации, 6 мкм – для средних, 9 мкм – для жестких.

Приготовление растворов электролитов нужно проводить с со-блюдением определенной последовательности в растворении солей и температурных режимов.

Сернокислые электролиты для никелирования готовят следую-щим образом: сернокислые и хлористые соли растворяют в горячей воде, борную кислоту и фтористые соли − в кипящей воде Растворы отстаивают, декантируют и фильтруют в рабочую ванну. После пере-мешивания и проверки кислотности электролит корректируют до нужного рН 3 %-ным раствором NaOH и 5 %-ным раствором серной кислоты.

Тип металлического покрытия задается преподавателем или ин-женером (лаборантом) лаборатории.

После электролиза выключить источник электрического тока, об-разцы снять с катода, промыть водопроводной водой, удалить с них капли воды фильтровальной бумагой, высушить на воздухе в течение 10 мин и взвесить на аналитических весах.

По внешнему виду цинковое покрытие должно иметь светло-серый, медное − светло-красный или розовый цвет, никелевое − должно быть блестящим.