Жаростойкое легирование металлов

Электролитические покрытия металлами
Для защиты от коррозии и в защитно-декоративных целях широко ис­пользуются цинковое, никелевое, хромовое и другие гальванические покры­тия.


154




Электролитическое цинкование
Цинк - серебристо-белый металл, на воздухе тускнеет, покрываясь пленкой оксида цинка или его углекислой солью. Электролитическое покры­тие цинком применяют для защиты стали и чугуна от коррозии. Цинк обла­дает более отрицательным потенциалом, чем железо, поэтому в гальваниче­ской паре с железом он является анодом. Цинковое покрытие, разрушаясь в процессе эксплуатации, предохраняет от коррозии основной металл, и чем большую толщину имеет цинковое покрытие, тем дольше оно защищает. Цинковые покрытия широко применяются для покрытия деталей приборов, изделий, крепежных деталей, труб, резервуаров.
Для цинкования используют электролиты двух видов: простые кислые (сернокислые, хлористые, борфтористоводородные и др.), в которых цинк находится в виде гидратированных ионов; и комплексные, в которых цинк присутствует в виде комплексных ионов. К комплексным электролитам от­носятся: цианидные, пирофосфатные, аммиакатные, цинкатные и др.
Кислые электролиты обладают низкой рассеивающей способностью, поэтому они, в основном, применяются для покрытия деталей простой кон­фигурации. В присутствии некоторых органических добавок, повышающих катодную поляризацию, из кислых электролитов можно получить относи­тельно равномерные по толщине светлые осадки и на рельефных деталях. В качестве примера можно привести состав сернокислого электролита цинко­вания
(моль/л):
сульфат цинка - 3,0;
сульфат алюминия - 1,8;
сульфат натрия - 0,6;
декстрин - 10 г/л.
Электроосаждение ведут при pH 4,5, комнатной температуре и плотно­сти тока 100-200 А/м².
Для покрытия деталей сложной конфигурации рекомендуют аммиа- катный электролит цинкования. В нем цинк присутствует в виде аммиачного комплекса [Zn(NH₃)₄]²⁺ с константой нестойкости К_н = 10¹⁰. Аммиакатные электролиты получают растворением оксида или гидроксида цинка в избыт­ке хлорида аммония:
ZnO + 4NH₄C1 + 2NaOH = [Zn(NH₃)₄]Cl₂ + 3H₂0 + 2NaCl.
Аммиакатные электролиты обладают высокими буферными свойства­ми и при наличии органических веществ (уротропин, желатин, клей, дек­стрин) из них осаждаются светлые, мелкокристаллические осадки. Для по­


155




крытия деталей сложной конфигурации рекомендуют следующий аммиакат- ный электролит (моль/л):
оксид цинка - 0,75;
хлорид цинка - 0,6;
хлорид аммония - 4,6;
борная кислота - 0,3;
клей столярный - 1г/л.
Электроосаждение ведут при pH 6-8, температуре электролита 20-40°С и плотности тока 100-300 А/м .
Для повышения коррозионной устойчивости цинковых покрытий при­меняют их пассивирование. Непосредственно после электролитического на­несения и промывки цинковое покрытие подвергают химической обработке в течение 5-10 в пассивирующем растворе при комнатной температуре, ко­торый представляет собой раствор бихромата натрия 200 г/л и серной кисло­ты 7-10 мл/л. Цинковое покрытие при этом приобретает зеленовато-желтую окраску с радужными оттенками. Для покрытий, осажденных из кислых электролитов с целью получения блестящих покрытий, применяют пассиви­рующий раствор, содержащий 150 г/л хромового ангидрида, 20 мл/л серной кислоты и 20 мл/л азотной кислоты. Введение азотной кислоты в раствор по­зволяет совместить в одной операции пассивирование и осветление цинко­вых покрытий.