Лекция 10: 18.11.2015

При цинкатном цинковании возникают проблемы режимы работы анодов. В принципе они могут работать в активной области с Вт=100%, и этот режим реализуется, когда катодный процесс идет на небольших плотностях тока с высоким Вт. Может в транспассивной области с Вт=80% и ниже, когда катодный процесс ведут на больших плотностях тока с пониженным . Есть режим работы при полной пассивации анодов и нерастворимых анодах, когда расходуемый Zn в виде ионов вводится извне. В любом случае добиваются того, чтобы анодный и катодный Вт в случае использования цинковых анодов были примерно одинаковыми. Это можно увидеть из графика:

Близкие Вт будут при минимальной плотности тока и в областях, где эти линии пересекаются. 1-ая область реализуется с растворимыми анодами и небольшое превышение 5-7%, т.к. это компенсирует унос ионов Zn с детали. 2-ая область реализуется при работе цинковых анодов в транспассивной области, где анод работает в области, параллельной выделению О_2, и она реализуется, когда площадь анода маленькая и соотношение анодной и катодной поверхности 1:4÷1:6. Транспассивная область формируется после спец.обработки анодного материала при высоких плотностях тока. На анодах появляется серо-голубая пленка, которая говорит о том, что оно сформировано. Аноды с такой пленкой завешивают в рабочую ванну и ведут процесс в транспассивной области. В последнее время транспассивную область перестали использовать, а стабилизацию состава ванны по ионам Zn ведут путем завешивания в ванну на доп.стальных анодов. В случае превышения над накапливаются ионы Zn, и если это накопление избыточно - на каждые 3 цинковых анода вводят 1 нерастворимый стальной. Формируется транспассивная область, но она разделена по электронам. На Zn – растворение, на стальном аноде – выделение О₂. В результате избыточный Zn вырабатывается в ходе катодного процесса. Если наблюдается нехватка ионов Zn, то наоборот, развевают площадь анодной поверхности по отношению к катодной. Анодный процесс облегчается и Zn успевает наработаться до нужной концентрации. Есть экзотический вариант работы цинкатного цинкования с нерастворимыми стальными анодами: в части ванны помещают стальные корзины с нарубленными цинковыми кусочками. Эта корзина напрямую замкнута на корпус стальной ванны, в результате чего образуется коррозионный элемент, где корпус ванны и корзины – катод с ионизацией О₂, а цинковые кусочки – аноды, поставляющие ионы цинка в раствор. Пишут, что за сутки за счет такого растворения в раствор переходят 60-80 г цинка, чего достаточно. Такой метод называется методом использования генератора ионов цинка.

Соотношение компонентов в растворе цинкования выбирают по сложности детали: если простые, то держат большую концентрацию ZnO по сравнению со щелочью. Рабочие плотности тока и Вт для катодного процесса будут максимальны. И наоборот, в разбавленных по ZnO электролитах будет лучше РС, но работать надо на более низких плотностях тока, т.к. при работе на высоких будет резко снижаться катодный Вт. Нужно отметить, что в цинкатных электролитах важен NaOH (щелочь), нужный для формирования устойчивого цинкатного комплекса, одновременно работающий как сильная электропроводящая добавка, значит высокая РС таких электролитов. Недостаток цинкатных электролитов: за счет выделяющегося Н₂, покрытие и основа сильно наводораживаются и это нужно снимать с помощью низкотемпературной термообработки. Готовят цинкатный электролит путем растворения ZnO в горячей щелочи: ZnO+2NaOH+H₂O→, . Процессы на электродах в цинкатном цинковании:

К: [Zn(OH, Вт=60-90% основной

Вт=2-40% побочный

А: , 60-80%, Вт=100% (активные аноды)

, 20-40%, транспассивные аноды.