pdf.php@id=6114

-f-50 а/дм%\ температура электролита 20—25° С; продол­ жительность электролиза 20—60 сек. Расстояние между электродами 80—120 мм, в качестве катодов могут быть применены пластины из никеля или свинца, соотношение поверхностей анода и катода 1 : 5.

Приготовление электролита ведут в такой последо­ вательности: смешивают ортофосфорную и серную кис­ лоты и прибавляют к ним водный раствор лимонной кислоты. Если удельный вес полученного электролита ниже требуемого, раствор прогревают при температуре 90—95° С.

Свежесоставленный электролит прорабатывают током с никелевыми анодами в течение 8—10 а-ч/л, после чего пускают в работу.

Корректирование электролита заключается в периоди­ ческом добавлении ортофосфорной и серной кислот (по данным химического анализа); лимонную кислоту добав­ ляют после работы ванны в течение 500 а-ч}л в количестве

2 П л .

Хорошие результаты получаются при электрополиро­ вании никелевых покрытий в таком электролите:

полирования 35—40 сек, напряжение тока 12—15 с.

151

Приготовление электролита ведут в такой последова­ тельности. Заполняют ванну серной кислотой на 1/8 объема и осторожно при непрерывном помешивании вли­ вают концентрированный раствор хромового ангидрида, приготовленный с минимальным количеством воды. После этого начинают прибавлять в ванну глицерин, доливая его небольшими порциями при помешивании. Происходя­ щая при этом реакция восстановления шестивалентного хрома до трехвалеитного сопровождается бурным газовыделением и разогревом электролита. Глицерин добав­ ляется до тех пор, пока электролит не окрасится в изум­ рудно-зеленый цвет и не прекратится газовыделение, что свидетельствует о полном восстановлении шестивалент­ ного хрома.

Таблица 26

Н аиболее часто встречаю щ иеся дефекты поверхности при электрополировании никеля в электролите, содерж ащ ем хромовый ангидрид и глицерин

S1

162

Готовый электролит прорабатывается током до накоп­ ления в нем 5 Г/л никеля, после чего ванну пускают в работу. Наиболее распространенные дефекты при элек­ трополировании никеля приведены в табл. 26.

Электрополирование никелевых покрытий перед хро­ мированием весьма целесообразно при нанесении деко­ ративно-защитных многослойных покрытий, так как поз­ воляет устранить механическую полировку и последую­ щий за ней процесс обезжиривания. Не требуется также транспортировка деталей из гальванического в полиро­ вальное отделение и обратно.

Электрополирование алюминия. Алюминий и его сплавы можно электрополировать в щелочных, фосфатных и борфтористоводородных электролитах, однако наиболь­ шее применение для этой цели нашли сернофосфорнохро­ мовокислые электролиты. При полировании в этих электро­ литах поверхность приобретает блеск высокой степени и увеличивается ее стойкость против коррозии. Эти электролиты не сложны по составу и легко корректи­ руются.

Большое значение при электрополировании алюминия имеет чистота металла.

Наибольший блеск поверхности достигается при элек­ трополировании чистого алюминия и сплавов типа дураль; алюминий, содержащий значительное количество примесей, а также сплавы его с кремнием полируются значительно хуже.

Электролит для электрохимического полирования алю­ миния имеет следующий состав (в %):

Удельный вес готового электролита 1,59—1,60 Г/см3. Наличие в электролите серной кислоты позволяет поддерживать плотность тока на необходимом уровне, а присутствие хромового ангидрида способствует полу­

чению блеска.

153

В процессе электрополирования в электролите накап­ ливается трехвалентный хром, образующий химические соединения, значительно повышающие вязкость раствора, что является причиной ухудшения качества и увеличения продолжительности полирования. Поэтому необходимо периодически производить анодное окисление трехвалент­ ного хрома с применением диафрагмы (методика указана

вразделе «Электрополирование стали»).

Вэлектролите с течением времени накапливается алю­ миний, также ухудшающий качество полирования, при накоплении в растворе 30—35 Г/л алюминия нормальная работа электролита полностью нарушается.

Корректирование электролита производится периоди­

ческим добавлением воды в таких количествах, чтобы удельный вес электролита составлял 1,67—1,70 Г/см3, а также добавлением кислот и окислением трехвалентного хрома. Вместо воды следует использовать промывочный раствор.

Электролит приготовляют следующим образом. В со­ ответствии с' емкостью ванны для электрополирования рассчитывают необходимое количество компонентов со­ гласно рецептурному составу. Хромовый ангидрид предва­ рительно растворяют в минимальном количестве водопро­ водной воды и раствор осторожно, чтобы не слить отстоя, переливают в рабочую ванну. Затем в ванну вливают ортофосфорную кислоту.

После охлаждения раствора к нему добавляют (тон­ кой струей) серную кислоту при непрерывном помеши­ вании.

Затем для удаления избыточного количества воды элек­ тролит после перемешивания нагревают при температуре 100—110° С до тех пор, пока его удельный вес не будет составлять 1,68—1,72 Г/см3 (при температуре 20° С). После выпаривания электролит охлаждают до рабочей температуры (65—75° С) и прорабатывают I—2 ч со свин­ цовыми катодами и алюминиевыми анодами, после чего ванна может работать при нормальном режиме.

Наиболее часто встречающиеся неполадки процесса и дефекты поверхности при электрополировании алюминия приведены в табл. 27.

Матовость на отдельных участках детали может быть по причине следующих ненормальностей: местный пере­ грев электролита, излишне высокая плотность тока,

154

Таблица 27

Н аиболее часто встречаю щ иеся дефекты поверхности при электрополировании алюминия

155

большая концентрация трехвалентного хрома. Этот дефект часто бывает также при плохом контакте полируемой детали с подвесным приспособлением.

д е к а п и ро в а н и е и п ро м ы вки

К операциям, завершающим подготовку поверхности деталей перед нанесением гальванических покрытий, относятся декапирование и промывки в воде.

Декапирование. Для повышения прочности сцепления покрытия с основным металлом применяется операция, называемая декапированием, которая заключается в лег­ ком протравлении деталей в слабом растворе кислоты с целью снятия небольших окислов с очищенной и обез­ жиренной поверхности и легкого выявления структуры металла. Тонкие окисные пленки всегда образуются на

156

металле при обезжиривании и промывках и, являясь как бы изолирующим слоем, ухудшают прочность сцепле­ ния покрытия с основным металлом.

Декапирование производится в 5—/ %-ной соляной или серной кислоте или в смеси этих кислот путем погру­ жения на 15—20 сек и последующей промывки в проточной холодной воде. Эта операция является заключительной в процессе подготовки поверхности деталей к покрытию. После декапирования поверхность металла очень активна и легко окисляется, поэтому детали следует немедленно завешивать в ванну покрытия.

Анодное декапирование. Для достижения более проч­ ного сцепления осажденного металла с поверхностью и достижения хорошего протравливания ее применяется так называемое анодное декапирование. Раствор для дека­ пирования состоит из концентрированной серной кислоты (уд. вес 1,84 Г/см3) и 20 Г/л калиевого хромпика. Анодная обработка ведется током при напряжении от 6 до 12 а при комнатной температуре. В качестве катода завешивается свинцовая пластина. Изделия в травильный раствор должны поступать сухими; время обработки 0,5—2 мин, окончание процесса определяется по падению силы тока.

Анодное декапирование особенно часто применяется при хромировании с нанесением толстых слоев хрома.

Промывка в воде. Промывка в воде производится для удаления с деталей растворов, оставшихся на их поверх­ ности после процесса химической или электрохимической обработки.

Унос растворов поверхностью деталей составляет от 50 до 250 мл раствора на 1 мг поверхности и зависит от конфигурации и конструктивных особенностей деталей, способа завески, а также от концентрации раствора и его температуры.

Для снижения потерь реактивов, связанных с уносом растворов, следует первую промывку после покрытия производить в ванне для улавливания раствора с чистой непроточной водой, которая затем используется для попол­ нения электролитов рабочих ванн. Это позволяет умень­ шать расход реактивов на 30—60%. Ванны для улавли­ вания растворов устанавливаются рядом с производствен­ ными ваннами.

Для промывки деталей, в зависимости от характера предыдущей и последующей операций, применяется

157

МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

ЦИНКОВАНИЕ

Ц инк — металл серебристо-белого цвета, в сухом воз.

духе почти не изменяется, во влажном воздухе с содержа­ нием углекислоты и в воде он окисляется и покрывается пленкой из основной углекислой соли, которая защищает цинк от дальнейшего разрушения. Удельный вес цинка

очень легко растворяется во всех кислотах и едких ще­ лочах.

Цинковые покрытия относятся к защитным покрытиям, они хорошо защищают железоуглеродистые сплавы (сталь и чугун) от коррозии, потому что цинк — металл более электроотрицательный, чем железо.? Нормальный потен­ циал цинка — 0,76 в. Поэтому в гальванической паре железо—цинк в присутствии влаги цинк, будучи анодом, растворяется, защищая этим самым основной металл.

Однако цинковые покрытия, защищая сталь, сами подвергаются коррозии, переходя в различные химические соединения цинка, не дающие хорошей защиты от корро­ зии. Поэтому, чем большую толщину будет иметь цинковое покрытие, тем оно даст более надежную и длительную защиту от коррозии.

Наилучшим видом подготовки поверхности при покры­ тии цинком является пескоструйная очистка, хотя может быть применено и травление или какая-либо механическая обработка, дающая чистую матовую поверхность (крацевание).

Цинковые покрытия широко применяются для защиты изделий из черных металлов от коррозии в различных кли­ матических зонах и в атмосфере, загрязненной промышленными газами, для защиты от непосредственного влияния

159

пресной воды и от коррозионного воздействия керосина, бензина и других нефтяных продуктов и масел.

В среде, насыщенной морскими испарениями, покрытия цинком не стойки.

Для повышения защитных свойств цинковых покры­ тий применяется пассивирование в растворах хромово­ кислых солей или хромового ангидрида — так называемое хроматирование, а также фосфатирование и дополнитель­ ная окраска лаками и эмалями. После хроматирования

выше 250° С и ниже минус 70° С они становятся хрупкими. Толщина цинковых покрытий назначается в зависи­

мости от условий эксплуатации изделий.

Так, при службе изделий в условиях сухих, отапли­ ваемых помещений толщина покрытия должна быть 6—9 мк, для эксплуатации под навесом и в помещениях с переменной температурой и влажностью 15—18 мк, для защиты от коррозии в атмосферных условиях 24— 30 мк, для особо жестких условий толщину покрытий увеличивают до 36—42 мк.

Для резьбовых и крепежных деталей толщину слоя цинка назначают в пределах 3—12 мк в зависимости от их диаметра, шага резьбы и класса точности.

Для защиты стальных деталей, эксплуатируемых в ат­ мосферных условиях с повышенной влажностью и в мор­ ском климате, применяют цинкование с последующим фосфатированием и лакокрасочным покрытием, толщина слоя цинка в этом случае 6—9 мк.

Цинкование производится в электролитах разных типов: кислых, цианистых, щелочных, так называемых цинкатных, аммиакатных и др. Для цинкования приме­ няются прокатанные цинковые аноды марок Ц0, Ц1 и Ц2 (ГОСТ 3640—65).

При цинковании в кислых электролитах можно при­ менять токи высокой плотности и получать высокий (до 100%) выход металла по току, однако рассеивающая способность их несколько мала.

Цинковые покрытия, полученные в кислых электро­ литах, имеют светлый цвет, характеризуются пластич­ ностью и прочным сцеплением с основным металлом и

160