
- •1. Хромирование
- •Новым методом в совершенствовании электролитов является введение в
- •Обычно различают два основных вида электролитического хромирования:
- •При декоративном хромировании слой хрома наносят на подслой другого металла, чаще всего никеля.
- •Поэтому обычно для получения декоративного нетускнеющего
- •Иногда вместо никеля осаждают медь как более дешевый коррозионностойкий подслой.
- •При твердом хромировании наносят сравнительно толстый слой хрома для того, чтобы использовать высокую
- •Факторы влияющие на внешний вид хромированного покрытия
- •Ученые всесторонне изучили вопрос изменения внешнего вида хромовых осадков, образующихся в стандартной ванне
- •Всю диаграмму можно поделить на четыре области.
- •С точки зрения получения блестящих покрытий наибольший интерес представляет область II.
- •Процесс хромирования сопровождается интенсивным выделением кислорода и водорода.
- •Режим хромирования
- •Ванны для хромирования
- •Усовершенствованием в технологии хромирования является внедрение саморегулирующейся (самокорректирующейся) скоростной ванны для хромирования, относящейся
- •В ваннах для хромирования с хромовой
- •Для производства анодов лучше применять сплав свинца с сурьмой, обладающий и большей
- •Впроцессе хромирования электролит загрязняется
- •Недостаток ванн для хромирования состоит в том, что они обладают слабой рассеивающей способностью,
- •Толщина блестящих хромированных покрытий
- •Пористость хромированного покрытия можно обнаружить погружением образца на 2 мин в качестве катода
- •Толщину хромированного покрытия
- •Перед погружением в реактив образец необходимо обезжирить.
- •Следующий способ можно приспособить для определения толщины покрытия на маленьком участке хромированной детали,
- •Пористое хромированное
- •На рисунке показан типичный внешний вид хромированных покрытий. Утверждают, что растрескивание покрытия зависит
- •Исследователи обнаружили, что осадки, образующиеся при сравнительно высоких температурах, характеризуются хаотической ориентацией кристаллитов
- •Обычно пористость хромированных покрытий считают недостатком, поскольку она способствует проникновению коррозионно-активных веществ.
- •Для формирования точечной (питтинговой) пористости рекомендуется
- •Образованию сетчатой или каналовой пористости благоприятствуют такие условия:
- •Наконец, поверхность подвергают
- •Лапингование
- •Многослойное хромирование
- •В такой ванне при 40°С осаждается гораздо более мягкий подслой, чем в стандартном
- •Бестрещинное хромирование
- •Такие хромовые покрытия обладают повышенным сопротивлением механическому удару и применяются в случаях, где
- •Твердость хромированной поверхности
- •По другим источникам твердость хрома зависит от температуры электролита и плотности тока немного
- •Вопрос о влиянии состава ванны на твердость хромовых покрытий был исследован учеными, установившими,
- •Вероятно, что большая твердость электролитического хрома объясняется как измельчением кристаллитов, так и деспергированием
- •Различные виды хромированных покрытий имеют следующие значения твердости:
- •Влияние термической обработки
- •Этот вопрос имеет важное значение, поскольку он определяет пригодность хромированных металлов нести службу
- •Пластичность хромированного покрытия
- •2. Цинкование
- •Цинкованию подвергают не только готовые изделия, но и стальные листы, ленту.
- •Применяемые в промышленности электролиты цинкования принято делить на простые кислые
- •Из простых кислых электролитов наибольшее распространение получили сернокислые и меньшее борфтористоводородные.
- •Из простых кислых электролитов наибольшее распространение получили сернокислые и меньшее борфтористоводородные.
- •Простые кислые электролиты чаще используют с добавками органических веществ, повышающих катодную поляризацию и
- •Вцианидных электролитах цинк находится в виде комплексных анионов типа Me(CN)4 2-.
- •Анодный процесс в отличие от простых кислых электролитов также сопровождается высокой поляризацией и
- •Поэтому электролизеры должны быть оборудованы специальными устройствами для вентиляции, чаще всего бортовыми отсосами.
- •Большинство других комплексных электролитов цинкования рассматривается в основном с точки зрения возможности замены
- •Катодная поляризация в цинкатных электролитах без специальных добавок ПАВ сравнительно невелика, поэтому хорошие
- •Также были разработаны цинкатные электролиты, в состав которых входят органические поверхностно-активные вещества, способствующие
- •Достоинствами цинкатных электролитов является нетоксичность и отсутствие коррозионной активности, простота состава и приготовления
- •В пирофосфатных электролитах металл входит в состав комплексных анионов преимущественно типа Me(Р2О7)2 6-.
- •Также получили распространение аммонийхлоридные электролиты, которые готовят из сульфата или оксида цинка и
- •Из комплексных электролитов с органическими лигандами были разработаны этилендиаминовые, моноэтаноламиновые, триэтаноламиновые, полиэтиленполиаминовые, гликоколевые,
- •вхимии комплексных соединений, обозначая там присоединенные к одному или нескольким центральным (комплексообразующим) атомам
- •Состав электролитов цинкования и условия электролиза
- •Для цинкования деталей на подвесках или в насыпном виде в колоколах и в
- •Внеперемешиваемых электролитах плотность тока на катоде достигает 0,2-0,3 кА/м2, при перемешивании сжатым воздухом
- •Щелочно-цианидные электролиты.
- •Общая концентрация цинка в электролите может изменяться в широких пределах от 3 до
- •На качество осадков и выход по току влияет не только абсолютное содержание свободных
- •Примером цианидного электролита цинкования без блескообразующих добавок является электролит состава (в г/л):
- •Цинкатные электролиты.
- •Поскольку эти соединения способны образовывать комплексные соединения с цинком, их добавляют в достаточно
- •Цинкатный электролит готовят растворением свежеприготовленного гидроксида или оксида цинка в горячем щелочном растворе
- •Для уменьшения жесткости водопроводной воды в электролиты предложено добавлять трилон Б.
- •Аммиакатные электролиты получают чаще всего растворением оксида или гидроксида цинка в избытке хлорида
- •В аммиакатные электролиты, как правило, вводят органические вещества (уротропин, тиокарбамид, желатин, клеи, декстрин
Из комплексных электролитов с органическими лигандами были разработаны этилендиаминовые, моноэтаноламиновые, триэтаноламиновые, полиэтиленполиаминовые, гликоколевые, трилонатные и другие электролиты.
Рассеивающая способность этих электролитов достаточно высокая.
Процесс сопровождается повышенной поляризацией, а осаждаемые покрытия при определенных условиях получаются блестящими, однако следует отметить, что некоторые электролиты на основе аминопроизводных являются токсичными.
вхимии комплексных соединений, обозначая там присоединенные к одному или нескольким центральным (комплексообразующим) атомам металла частицы.
Состав электролитов цинкования и условия электролиза
Кислые электролиты.
Из кислых электролитов наибольшее распространение получили сернокислые,
так как в хлористых растворах цинковые
аноды сильно разрушаются, а
борфтористоводородные растворы сложны в приготовлении, более дороги и токсичны.
Для цинкования деталей на подвесках или в насыпном виде в колоколах и в барабанах обычно применяют растворы, содержащие 80-160 г/л ZnSO4.
Цинкование проволоки и ленты на конвейерной установке при высоких плотностях тока 5-30 кА/м2 ведут из раствора с более высокой концентрацией цинка (до 700 г/л).
Значения pH в кислых растворах поддерживают в интервале 3,5-4,5.
Для этой цели к электролиту добавляют 20—30 г/л сульфата алюминия или 30 г/л алюмокалиевых квасцов.
В присутствии солей алюминия повышается также катодная поляризация и осадки цинка получаются полублестящими с мелкозернистой структурой.
Буферные свойства сульфата алюминия основаны на том, что при рН = 4,0-4,5 он гидролизуется с образованием H2SO4.
К сернокислому электролиту цинкования для увеличения его электропроводности иногда добавляют сульфаты или хлориды натрия и аммония.
Для улучшения структуры и внешнего вида покрытий в состав электролита вводят декстрин, глюкозу, тиокарбамид.
Температура кислых электролитов с органическими добавками поддерживается в пределах 18-25 °С, а в электролитах, не содержащих органических добавок (например, для цинкования проволоки, ленты или листов при высоких плотностях тока), до 50 °С.
Внеперемешиваемых электролитах плотность тока на катоде достигает 0,2-0,3 кА/м2, при перемешивании сжатым воздухом - до 1 кА/м2 и более в зависимости от состава и температуры электролита и характера покрываемых изделий.
Катодные выходы по току колеблются в пределах 95- 100%.
Аноды для цинкования в кислых электролитах изготовляют, как правило, из чистого электролитического цинка (99,85-99,9%), содержащего не более 0,02-0,03% Pb.
Во всех кислых электролитах цинковые аноды растворяются с высоким выходом по току, который при повышенной кислотности превышает 100% вследствие коррозии.
Щелочно-цианидные электролиты.
Основными компонентами таких электролитов являются:
комплексный цианид цинка Na2Zn(CN)4 или K2Zn(CN)4,
цинкат натрия или калия - Na2Zn(OH)4 или K2Zn(OH)4,
свободные цианиды натрия или калия NaCN или KCN и
щелочь NaOH или КОН.
Общая концентрация цинка в электролите может изменяться в широких пределах от 3 до 35 г/л.
Относительное содержание цианидного и цинкатного комплексов цинка зависит от концентраций свободных цианида и щелочи, количество которых учесть раздельно в цинковом электролите очень трудно, так как нет метода, который позволил бы достаточно точно установить соотношение комплексных солей цинка (цинката и цианида) в растворе.
Поэтому концентрацию свободного цианида и свободной щелочи в цианидном цинковом электролите лучше выражать через суммарное содержание обоих компонентов.
Избыток цианидов и щелочи необходим, во-первых, для предупреждения гидролиза комплексных солей цинка и выпадения из раствора гидроксида и цианида цинка и, во-вторых, для устранения пассивирования цинковых анодов.
На качество осадков и выход по току влияет не только абсолютное содержание свободных цианида и щелочи, но и соотношение концентраций этих веществ и концентрации цинка.
Чем больше суммарный избыток цианида и щелочи (главным образом, цианида), тем, при прочих равных условиях, выше катодная поляризация, и, следовательно, осадки цинка будут более мелкозернистыми и равномерными по толщине.
Примером цианидного электролита цинкования без блескообразующих добавок является электролит состава (в г/л):
ZnO 40-60,
NaCNобщ 80-85,
NaOH 40-60.
При температуре 18-25 °С допустимая катодная плотность тока составляет
150—200 А/м2, выход по току 70-80%.