9.1.1.3. Электрохимическая защита металла

Этот способ основан на применении металла-протектора. В качестве протекторов могут использоваться металлы, имеющие в сравнении с основным металлом (в данной коррозионной среде) более отрицательный потенциал. Являясь анодом, протектор разрушается, предохраняя от разрушения металл изделия. Для наиболее часто встречающихся коррозионно-активных сред, являющихся водными растворами солей, кислот и щелочей, протекторами являются цинк, кадмий, алюминий, а также сплавы кадмия и алюминия с цинком, табл. 9.1.

Таблица 9.1

Ряд металлов по электрохимическому потенциалу

Металл	Au	Ag	Cu	H	Ni	Fe	Zn	Al
Электродный потенциал	+1,42	+0,80	+0,34	0	-0,23	-0,44	-0,76	-1,66

Цинк является наиболее распространённым металлом-протектором, применяемым для защиты от коррозии изделий из стали и алюминиевых сплавов. Однако его невозможно применять при изготовлении бытовой посуды, предназначенной для приготовления и хранения пищи, так как в присутствии пищевых продуктов, особенно при нагревании, цинк выделяет токсичные вещества.

9.1.1.4. Рациональное конструирование деталей

Рациональным является конструирование деталей, направленное на устранение скрытых мест, в которых могут скапливаться загрязнения и влага. Необходимо исключить или снизить влияние таких конструктивных элементов, как канавки, проточки, выемки, поднутрения.

Также необходимо предотвратить нежелательные контакты металлов с сильно отличающимися электродными потенциалами, например стали с алюминием, медью и свинцом, меди с цинком, кадмием и др. [8]. Если по конструктивным соображениям детали из разнородных металлов невозможно удалить друг от друга, то необходимо изолировать их контактирующие поверхности прокладками или лаковыми покрытиями - для предотвращения гальванической пары и протекания электрохимической коррозии.

Повышение чистоты обработки поверхностей деталей (шлифование, полирование) также способствует снижению предпосылок для возникновения коррозионного разрушения.

9.2. Нанесение защитных покрытий

Особое место среди других занимают методы защиты металлов от коррозии нанесением защитных покрытий. Важность и широта использования этих методов объясняются тем, что одновременно достигаются две цели - защита от коррозии и декоративное оформление изделия. В ряде случаев защитные покрытия не только снижают скорость коррозии, но и могут исключить её полностью. В качестве защитно-декоративных используется несколько разновидностей покрытий (рис. 9.1).

9.2.1. Металлические защитные покрытия

Металлические защитные покрытия подбираются так, чтобы они обладали высокой коррозионной стойкостью в данной, характерной для эксплуатации конкретного изделия, среде. В качестве покрытий могут наноситься цинк, олово, алюминий, медь, свинец, кадмий, никель, хром, серебро, золото и их сплавы. По механизму защиты их подразделяют на анодные и катодные. Ряд металлов по электродному потенциалу (выборочно [8]) приведен в табл. 9.1.

Анодные покрытия имеют более отрицательный электродный потенциал в сравнении с основным металлом изделия, поэтому металл покрытия (цинк, кадмий) выполняет не только механическую, но и электрохимическую защиту. При образовании износа, потёртостей, царапин покровного металла его остатки будут защищать основной металл до момента полного истощения покрытия.

Катодные покрытия имеют более положительный потенциал в сравнении с основным металлом. Металлы этой группы (олово, медь, никель, серебро, золото) защищают изделие чисто механически и при нарушении целостности (потёртости, трещины, царапины) не могут препятствовать образованию гальванической пары, в которой основной металл является анодом, а покрытие - катодом. Это приводит к началу электрохимического повреждения металла изделия при попадании на его поверхность жидкостей-электролитов и дальнейшему его разрушению.

На промышленных предприятиях металлические покрытия наносят несколькими методами: гальваническим, погружением в расплав, напылением, плакированием, диффузионным насыщением поверхности (металлизация).

Гальванический метод нанесения защитных покрытий основан на осаждении катионов покровного металла из водных растворов солей при пропускании через них постоянного тока. Чистое и обезжиренное изделие подключается к катоду, а анодом служат пластины осаждаемого металла или графитные электроды (в этом случае осаждаются ионы металла из раствора электролита [9]). Количество осаждённого металла прямо пропорционально количеству прошедшего через раствор электричества и времени.

Достоинствами этого метода являются равномерная толщина покрытия и возможность её регулирования (от 1 до 60 мкм); прочное сцепление покрытия с основным металлом; отсутствие нагрева, способного привести к нежелательным

ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛОВ