Электролитическое лужение, серебрение, золочение
Электролитическим способом можно также лудить, серебрить, золотить и наносить на изделия свинец. См. таблицу 2: Возможности нанесения осаждаемого металла гальваническим способом
Хроматирование
Хроматирование применяется для защиты стальных изделий путем образования на их поверхности слоя хроматов химическим способом. Электролит — слабый раствор хромовой кислоты с некоторыми добавками
Патинирование
Патинирование — искусственная имитация зеленоватого налета (патины) на меди и ее сплавах. Химически патина образуется в результате погружения в разбавленный уксус на довольно длительное время. Электролитическое патинирование производят в жесткой воде при напряжении 3 в и плотности тока 0,01 а/дм2
Процесс «электроколор»
Так называется один из способов окрашивания меди и ее сплавов, никеля и хрома. Окислы наносятся электролитическим путем из раствора с медистыми солями. Катодом является изделие, анод —медный лист (0,4 в, 0,1 а/дм2). В зависимости от требуемой окраски электролиз продолжается от 1 до 30 мин, поскольку цвет зависит от толщины нанесенного слоя
Процесс «эломаг»
Эломаг — это процесс оксидирования магния в растворе при температуре 70—80° С, напряжении постоянного тока 3—4 в и плотности тока 1 а/дм2 в течение 20—45 мин
Индиирование
Индиирование — способ гальванического нанесения индиевого покрытия, например, на подшипники авиадвигателей, с целью увеличения их коррозионной стойкости
Электролит — раствор треххлористого индия 30 г, цианистого калия 95 г и декстрозы 12 г в 1л воды
Коронирование
При коронировании сначала наносится никелевое покрытие, а на него более тонкий слой цинка. При нагревании примерно до 350° С оба покрытия соединяются, взаимно диффундируя
Силицирование
Силицирование — это насыщение поверхности стального изделия кремнием; оно производится в закрытом сосуде при температуре около 1000° С, в течение 2 часов
Изделия укладывают в сосуд, наполненный порошком аморфного карбида кремния с примесями хлоридов
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
Электрохимическое осаждение металлов относится к самым старым способам повышения качества поверхности изделия. В промышленности оно, будучи основой гальванотехники, развивалось почти исключительно эмпирически и нашло применение в большинстве отраслей народного хозяйства благодаря чрезвычайно широким возможностям использования легко видоизменяемых методов осаждения.
К сожалению, научные основы большинства методов электрохимического осаждения разработаны еще недостаточно. Имеется множество эмпирических описаний процессов. Между тем почти полностью отсутствуют надежные данные для количественного описания реакций, впрочем, довольно сложных, определяющих ход технологии и обусловливающих формирование определенных свойств осаждаемых покрытий. Разработка этих научных основ стала возможной только в последние десятилетия в связи со значительным прогрессом в областях электрокристаллизации, физики твердого тела и массопереноса в жидкостях. Несмотря на большое число исследований, проведенных в последние годы в области гальванотехники, еще нет оснований говорить о создании достаточных основ для научного подхода к проблемам промышленной практики электрохимического осаждения металлов, например таких, которые позволили бы заранее рассчитывать оптимальные варианты решения конкретной практической задачи. Такое отставание, бесспорно, существенно препятствует разработке и дальнейшему совершенствованию технологических процессов.
Предлагаемый раздел в первую очередь предназначается для разъяснения процессов, лежащих в основе технологических методов, что в настоящее время необходимо во всех областях их применения. Здесь нет возможности подробно рассматривать множество рецептур, технологических рекомендаций и экспериментальных фактов, по которым и без того уже имеется достаточная литература. Ввиду краткости изложения при упоминании, безусловно, необходимых для понимания происходящих процессов основных положений из области физической химии, электрохимии и металловедения приходится ограничиться ссылкой на имеющиеся учебники и монографии.
Обширная область специальных химических методов анализа, измерений и контроля качества полученных слоев здесь тоже не может быть охвачена.
В соответствии со сформулированной выше целью понятно, что изложение в основном сосредоточивается на взаимосвязях между химическими, электрохимическими и физическими явлениями, лежащими в основе технологических процессов, технологическими режимами и свойствами получаемых покрытий. Описание специфических технологических процессов, оборудования и агрегатов будет ограничено лишь немногими типичными примерами.
Общее описание процесса
Типичные этапы технологического процесса электролитического осаждения металлического покрытия схематически представлены в табл. 3.1.
Рабочий процесс в механизированных и автоматизированных агрегатах обычно осуществляется при загрузке в ванну металлических изделий или же при непрерывном прохождении через ванну проволоки или полосы. Обзор действующих при нанесении покрытия химических, физических и электрохимических процессов, представлен в табл. 3.2.
В зависимости от условий нанесения покрытия определяющим для всего процесса может быть какой-либо один из этих частных процессов или же сочетание нескольких из них; они оказывают соответствующее влияние на структуру и свойства получаемых слоев покрытия. В простейшем случае весь процесс представляет собой только сочетание электрохимической реакции с кристаллизацией, причем главным этапом является электрокристаллизация. Поэтому целесообразно уделить электрокристаллизации основное внимание, а другие процессы и явления рассматривать только в аспекте того прямого или косвенного влияния, которое они оказывают на электрокристаллизацию.