Основные параметры гальванических процессов

Гальванические и химические покрытия по своему назначению подразделяют на три вида: защитные, защитно-декоративные и специальные.

Защитные покрытия предназначены для защиты металлов от коррозии, к ним относят цинковые, кадмиевые, оловянные и другие покрытия. При использовании некоторых дополнительных методов обработки или -введением добавок в электролит удается придать им декоративные свойства.

Защитно-декоративные покрытия наряду с защитными свойствами обладают и декоративными. К ним относят медные, никелевые, хромовые и цинковые с последующей обработкой покрытия.

Специальные виды покрытий придают изделию определенные физико-химические свойства, например твердость, коррозионную стойкость, способность к пайке, высокую адгезию к резине. К таким покрытиям относят твердое хромирование, железнение, химическое никелирование и др.

Основные параметры гальванического процесса.

Плотность тока — отношение силы тока к единице поверхности (А/дм²). Эта величина является основным параметром процесса и оказывает большое влияние на структуру и свойства осадков. Существует минимальная плотность тока для каждого процесса, ниже которой покрытие не осаждается. При увеличении плотности тока выше оптимальных значений происходит образование порошкообразных и губчатых осадков. Для повышения рабочей плотности тока и получения качественных осадков (покрытий) необходимо изменять условия осаждения: повышать температуру электролита, вводить перемешивание, повышать концентрацию компонентов, входящих в электролит, изменять рН. Изменяя условия осаждения, можно повысить плотность тока в 2…3 раза и соответственно увеличить скорость осаждения.

Объемная плотность тока — отношение силы тока к объему электролита (А/л). Эта величина необходима для оценки работоспособности ванны (при определении максимальной поверхности ее загрузки) с заданной рабочей плотностью тока. В случае ее превышения происходит нагрев электролита и изменение его рабочих характеристик.

Выход по току — отношение фактически выделившегося на катоде вещества при прохождении электрического тока к количеству вещества, которое должно было бы выделиться по закону Фарадея. Выход по току зависит от состава электролита, его природы и условий осаждения. На катоде может происходить несколько реакций одновременно: осаждение металла, выделение водорода, промежуточное восстановление и др. Так, в стандартном электролите хромирования 85…90% всего пропускаемого электричества расходуется на выделение водорода и только 10…15% на выделение металла. Выход по току металла приближается к 100% в кислых электролитах. В комплексных электролитах он составляет 70…80%, что связано с затратой энергий на разложение комплекса.

Рассеивающая способность — свойство электролита давать равномерные по толщине осадки. Рассеивающая способность выражается в процентах. Практически толщина покрытия на различных участках поверхности различна. На краях и выступах она больше, в углублениях меньше. Это объясняется тем, что силовые линии электрического поля распределяются неравномерно по поверхности катода, концентрируясь на краях и выступах. Для получения более равномерных покрытий необходимо повышать катодную поляризацию (введением комплексообразователя) и электропроводность электролита. Повышение рассеивающей способности на практике достигается регулированием межэлектродного расстояния, применением специальных анодов и экранов, а также созданием специальной оснастки, обеспечивающей более равномерное распределение силовых линий по покрываемой детали.

Кислотность (рН) электролита определяется как отрицательный логарифм концентрации ионов водорода и характеризует кислотность раствора. рН электролита является одним из основных параметров, определяющих его работоспособность. Заданное значение рН поддерживается ведением в электролит различных буферных добавок.

Цинкование

Цинк — металл серебристо-белого цвета, который при окислении покрывается оксидной пленкой, плохо защищающей его от дальнейшего разрушения. Его плотность—7,1 г/см³, нормальный потенциал — 0,76 В; в паре с железом работает как анод во влажной атмосфере; коррозируя сам, он предохраняет тем самым железо от окисления, так как нормальный потенциал железа — 0,44 В. Чтобы предотвратить окисление самого цинка, его подвергают пассивированию. Пассивная пленка может иметь различные цвета, наиболее распространена хроматная радужного цвета.

Кроме пассивирования цинковые покрытия можно фосфатировать и дополнительно окрашивать лакокрасочными материалами. Оцинкованные детали выдерживают запрессовку, гибку, развальцовку и другие механические воздействия.

Для осаждения цинковых покрытий используют различные электролиты: кислые, цианистые, цинкатные и др. Наиболее распространены кислые электролиты, имеющие ряд достоинств: нетоксичность, стабильность в работе и высокую производительность по осаждению, существенный недостаток кислых электролитов — низкая рассеивающая способность. Поэтому их применяют в основном для цинкования деталей простой формы, проволоки, листа и т. п. Наиболее распространенный электролит данного типа имеет следующий состав (г/л): сернокислый цинк — 200…300, сернокислый натрий — 50…100; сернокислый аммоний или алюмокалиевые квасцы — 30…50, декстрин (желтый) — 8…10; режим обработки: температура — 15…20 °С, плотность тока 1…2 А/дм², рН — 3,5…4,4. Покрытия, осажденные в этом электролите, получаются светлые, плотные, мелкозернистые и относительно равномерные.

Более высокие технологические характеристики, чем кислые электролиты, имеют слабокислые электролиты, содержащие в своем составе комплексные многокомпонентные добавки. Эти электролиты обладают более высокой рассеивающей способностью, в них можно покрывать детали сложного профиля, по своим характеристикам они приближаются к цинкатным и в некоторых случаях могут их заменять. Кроме того, слабокислые электролиты стабильны в работе и имеют более низкую концентрацию входящих компонентов. Наиболее распространенный электролит данного типа имеет следующий состав (г/л): цинк сернокислый — 60…120, аммоний хлористый — 180…200, борная кислота 20…24, ДХТИ-102 — 15…20; режим обработки: плотность тока — 2…4 А/дм², температура — 18…25 °С.

Покрытия, осажденные из этих электролитов, получаются полублестящими хорошо пассивируются в различных растворах, обладают достаточной пластичностью и имеют хороший внешний вид. Это достигается применением современных блескообразующих добавок, значительно повышающих катодную поляризацию, но при этом выход по току снижается до 80…90% и появляются ограничения по толщине осаждаемого покрытия, для некоторых электролитов они составляют 15 мкм.

Входящие в состав электролита компоненты выполняют следующие функции: цинк сернокислый — основная соль, дающая ионы цинка в электролите и обеспечивающая его электропроводность, аммоний сернокислый и хлористый аммоний — повышают электропроводность и являются вторичными комплексообразователями, повышающими катодную поляризацию, борная кислота — буферная добавка, обеспечивающая постоянство кислотности электролита, декстрин и ДХТИ-102 —комплексообразующие и блескообразующие добавки, повышающие качество покрытия. Для кислых электролитов цинкования применяют постоянную или периодическую фильтрацию, чтобы удалить из него механические примеси.

Возможные дефекты цинкования в кислых электролитах приведены в табл. 18.

Таблица 18 - Дефекты цинкования в кислых электролитах

Дефект	Причина дефекта	Способ устранения
Вэдутие и отслаивание покрытия   Темное, губчатое покрытие Покрытие хрупкое     Покрытие крупнокристаллическое, наросты на острых кромках деталей	Недоброкачественная подготовка Наводорожнванне деталей     Загрязнение примесями тяжелых металлов Повышенная кислотность Загрязнение органическими примесями   Повышенная плотность тока     Защелачивание электролита Низкая концентрация цинка в электролите	Проверить работу ванн обезжиривания и травления Проводить дополнительное электрохимическое обезжиривание на аноде Проработать электролит при низкой плотности тока Понизить кислотность Отфильтровать электролит через активированный уголь Снизить плотность тока или ввести перемешивание; изменить положение детали на подвеске; ввести защитные экраны Подкислить электролит   Откорректировать электролит

 

Для ускорения процесса цинкования применяют борфтористоводородный электролит, который позволяет осаждать покрытия на высоких плотностях тока и имеет хорошую рассеивающую способность. Наиболее распространенный электролит данного типа имеет следующий состав (г/л): цинк борфтористоводородный — 250…300, аммоний борфтористоводородный — 25…30, кислота борная — 10…15, тиомочевина — 4…5, препарат ОП-10— 1,5…2; режим обработки: температура — 15…25 °С, рН — 3,5…4,5, плотность тока 3…10 А/дм². В качестве анодов для такого электролита применяют цинк, легированный (до 5%) алюминием, что препятствует саморастворению анодов. Применение электролитов данного типа ограничивается токсичностью борфтористоводородной кислоты и высокой агрессивностью самого электролита по отношению к оборудованию

Цинкование в цианистых электролитах до последнего времени имело самое широкое распространение из-за наиболее высокой рассеивающей способности электролитов, стабильности их в работе, простоте корректировки и малой чувствительности к недостаткам подготовки, имеющим место на практике. Покрытия, осажденные в этих электролитах, получаются гладкие, мелкозернистые и равномерные по толщине на деталях любого профиля. Высокая рассеивающая способность электролитов обусловливается наличием в них цинка в виде комплексного соединения, что затрудняет его выделение и сопровождается повышением катодной поляризации, но при этом значительно снижается выход по току, иногда до 70%.

Входящие в состав электролита компоненты выполняют следующие функции: оксид цинка обеспечивает поступление ионов металла в раствор; цианистый натрий — комплексообразователь; свободный цианистый натрий и едкий натр устраняют пассивацию анодов, обеспечивают устойчивость комплексного соединения, которое в случае их недостатка гидролизуется, связывает в комплекс цинк, выделяющийся на аноде; сернистый натрий предназначен для удаления примесей металлов из электролита.

Наиболее распространенный электролит для цианистого цинкования имеет следующий состав (г/л): оксид цинка — 20…45, цианистый натрий — 50…120, едкий натр —50…100, натрий сернистый —0,5…5, блескообразующая добавка БЦУ — 6…10; режим обработки: температура — 20…30°С, плотность тока — 1…3 А/дм². Кроме указанных солей в этих электролитах всегда присутствует натрий углекислый, образующийся за счет реакции углекислоты воздуха и щелочи. Максимальная его концентрация не должна превышать 80…100 г/л. Ниже этого предела он не оказывает заметного влияния на проведение процесса, но превышение указанных значений ухудшает качество покрытия, так как падает растворимость ПАВ и блескообразователей. Для обеспечения стабильной работы цианистых электролитов необходимо поддерживать определенное соотношение между ионами цинка и цианистым натрием, которое должно быть в пределах 1:2,5, а между ионами цинка и едким натром — 1:2.

В табл. 19 приведены основные дефекты, встречающиеся при цинковании в цианистых электролитах.

Таблица 19 - Дефекты цинкования в цианистых электролитах

Дефект	Причина дефекта	Способ устранения
Темное покрытие   Низкая рассеивающая способность Низкий выход по току     Образование белого налета на стенках ванны и анодах	Загрязнение электролита нонами тяжелых металлов Низкая концентрация цианидов, Высокая плотность тока или избыток цианистого натрия Накопление карбонатов	Обработать электролит сульфидом натрия Откорректировать электролит   Снизить плотность тока и откорректировать электролит Обработать электролит гидроокисью бария и отфильтровать

Цинкатные электролиты цинкования применяют для замены цианистых. Они обладают достаточно высокой рассеивающей способностью, приближающейся к цианистым электролитам, нетоксичны и стабильны в работе. В цинкатных электролитах цинк находится в виде комплексного соединения, образующегося при реакции оксида цинка и гидрооксида натрия (при избытке последнего). Но качественное покрытие в этих электролитах можно получить только при использовании органических добавок, резко повышающих катодную поляризацию. Наиболее распространенный электролит данного типа имеет следующий состав (г/л); оксид цинка—10…17; едкий натр — 90…130, НБЦ-О — 9…11 мл/л, НБЦ-К — 4…6 мл/л; режим обработки: температура — 15…25 °С, плотность тока — 1…1,5 А/дм². Покрытия, осажденные в этом электролите, получаются блестящие, гладкие и равномерные. Электролит пригоден для обработки деталей на подвесках, в барабанах и колоколах.

Особенностью цинкатных электролитов является накопление в растворе ионов цинка из-за химического растворения анодов, поэтому в некоторых случаях частично завешивают дополнительные нерастворимые аноды (сталь).

Составляющие цинкатных электролитов выполняют следующие функции: оксид цинка обеспечивает поступление ионов металла в раствор; едкий натр — комплексообразователь, обеспечивающий электропроводность; органические добавки являются комплексо- и блескообразователями.

Дефекты цинкования в цинкатном электролите приведены в табл. 21.

 

Таблица 21 - Дефекты цинкования в цинкатных электролитах

Дефект	Причина дефекта	Способ устранения
Темное покрытие     Накопление белого налета на стенках ванны   Темное губчатое покрытие     Низкий выход по току	Загрязнение электролита солями тяжелых, металлов Накопление карбонатов     Накопление в электролите ионов цинка     Пассивация анодов   Низкая концентрация щелочи	Обработать электролит трилоном Б (1…2 г/л)   Обработать электролит гидроксидом бария и отфильтровать Уменьшить анодную площадь или заменить часть анодов на нерастворимые Завесить дополнительные аноды Откорректировать электролит по едкому натру

 

Пассивирование цинковых покрытий проводят для повышения коррозионной стойкости и придания им декоративного внешнего вида. Наиболее распространено пассивирование в хромосодержащих растворах с получением пленки радужного цвета, но имеются составы, позволяющие получать пленки практически любого цвета.

Сущность пассивирования заключается в осаждении на деталь труднорастворимой пленки, состоящей из гидрооксохроматов хрома, цинка и некоторых других веществ, входящих в состав пассивирующих растворов (табл. 22).

Таблица 22 - Растворы для химического пассивирования цинковых
покрытий

Номер раствора	Содержание компонентов, г/л	Режим обработки
Хромовый ангидрид	Серная кислота	Ликонда	рН	Темпера тура, °С	Время, с
1А	1Б
	100…150	25…15	-	-	-	15…30	5…10
	-	1,3…3,2	70…90	1,0…1,5	1,6…2,2	15…30	15…90

 

Пассивированные детали сушат при температуре до 60°С, так как при более высокой температуре происходит обезвоживание пленки и она теряет свои Защитные свойства. Сырая пленка очень непрочная и не выдерживает механических воздействий. Промывку деталей проводят в холодной воде из-за того, что горячая вода выщелачивает ионы Cr⁺⁶ из состава пленки, в результате чего теряется ее цвет, и снижаются защитные свойства. Если при пассивировании получена дефектная пленка, ее легко снимают в горячем щелочном растворе (чаще всего в растворе обезжиривания), после чего пассивирование повторяют.

Кадмирование

Кадмий — серебристый металл с синеватым отливом, мягкий и легкоплавкий, плотность — 8,65 г/см³, нормальный потенциал— 0,413 В. Покрытия из него имеют ограниченное применение из-за токсичности самого металла, их используют в основном для защиты деталей, эксплуатирующихся в морских и тропических условиях. В связи с высокой пластичностью кадмиевых покрытий их применяют и для улучшения прирабатываемости контактирующих деталей. Кадмиевые покрытия неустойчивы к промышленной среде, для них нежелателен контакт с пластмассовыми изделиями и органическими соединениями.

Кадмирование осуществляют в цианистых и кислых электролитах. Цианистые электролиты наиболее распространены из-за наличия кадмия в виде устойчивого комплексного соединения, что приводит к сильной катодной поляризации. Кроме того электролиты данного типа имеют высокую рассеивающую способность, очень стабильны в работе и малочувствительны к загрязнениям разного рода. Наиболее распространенный электролит цианистого кадмирования имеет следующий состав (г/л): оксид цинка — 25…40, цианистый натрий —80…130, едкий натр —20…30, сернокислый натрий — 40…60, сернокислый никель — 1…1,5; режим обработки: температура — 15…20 °С, плотность тока — 0,5…2 А/дм².

В кислых электролитах ионы кадмия входят в состав простых солей. Поэтому они обладают значительно более низкой рассеивающей способностью, их применяют для кадмирования деталей простой конфигурации. Чтобы улучшить технологические характеристики, в кислые электролиты вводят специальные добавки, которые являются комплексообразователями и играют роль блескообразующих и выравнивающих компонентов. Наиболее распространенный электролит кислого кадмирования имеет следующий состав (г/л): сернокислый кадмий — 40…60, сернокислый аммоний — 140…160, борная кислота — 25…30, добавка ДХТИ-203А — 20…30 мл/л, добавка ДХТИ-203Б — 30…50 мл/л; режим обработки: температура — 15…25 °С, плотность тока — 0,5…3 А/дм². Электролит позволяет получать блестящие покрытия и обрабатывать детали на подвесках и в барабане.

Входящие в него компоненты выполняют следующие функции; кадмий сернокислый — электропроводящая соль, поставляющая в раствор ионы металла, сернокислый аммоний — вторичный комплексообразователь и электропроводящая соль, борная кислота — буферная добавка, поддерживающая кислотность и стабильность раствора, добавки ДХТИ являются комплексообразующими и блескообразующими компонентами.

Для повышения коррозионной стойкости кадмиевых покрытий проводят хроматное пассивирование (так же как цинковых) в растворах, приведенных в табл. 23.

 

Таблица 23 - Растворы для пассивирования кадмиевых покрытий

Номер раствора	Содержание компонентов, г/л	Режим обработки
Бихромат натрия	Кислоты	Серно-кислый натрий	Темпера тура, °С	Время, с
серная	азотная
	100…150	8…10	-	-	18…25	5…30
	15…25	-	14…28	10…20	18…25	15…60

 

Дефекты у кадмиевых покрытий такие же, как и у цинковых (см. табл. 21). При необходимости их удаляют в растворе азотно-кислого аммония (450…550 г/л), предварительно сняв пассивную пленку в горячем щелочном растворе.

 

Никелирование

Никель — металл серебристо-белого цвета, стоек к действию воздуха и воды, плотность — 8,9 г/см³, нормальный потенциал— 0,25 В. Покрытия из него широко применяют в машино- и приборостроении для защиты деталей от коррозии и придания им декоративных свойств; их используют в системе многослойных покрытий с медью и хромом или в качестве самостоятельного покрытия, состоящего 1…3 слоев, а также вместо подслоя меди, полученного в цианистом электролите, перед меднением стальных деталей в кислом электролите. Никелированные детали можно подвергать запрессовке, гибке, расклепке и завальцовке.

Для осаждения никеля используют различные электролиты. Наиболее распространены сульфатные и сульфаматные электролиты, но для получения специальных технологических свойств используют и другие составы.

Основой большинства сернокислых электролитов является электролит Уоттса следующего состава (г/л); никель сернокислый — 240…340, никель хлористый — 30…60, борная кислота — 30…40. Входящие в него компоненты выполняют определенные функции: никель сернокислый — основная соль, применена из-за хорошей растворимости, устойчивости при протекании электрохимических реакций, доступности и невысокой стоимости; хлористый никель поставляет в раствор ионы хлора, которые улучшают растворимость анодов и увеличивают электропроводность и, следовательно, рассеивающую способность, а содержащиеся катионы никеля повышают их общую концентрацию и тем самым позволяют увеличить плотность тока; борная кислота является буферной добавкой, поддерживающей постоянство рН раствора.

Кроме этих солей в состав электролита вводят иногда сернокислый натрий или магний, улучшающие электропроводность; хлористый натрий взамен хлористого никеля; фтористый натрий — для предупреждения образования шлама, антипиттинговые добавки, например лаурилсульфат натрия.

Чтобы предупредить питтинг (выкрашивание частиц с поверхности металла), применяют покачивание штанг, перемешивание и фильтрацию (периодическую и постоянную) в зависимости от условий и возможностей процесса никелирования. При никелировании в барабанах и колоколах необходимо повышать концентрацию хлористых солей, например хлористого никеля до 90…110 г/л, что значительно увеличивает электропроводность и соответственно скорость осаждения и рассеивающую способность.

Блестящие никелевые покрытия получают в электролитах, содержащих блескообразующие добавки. Эти покрытия отличаются повышенной твердостью и износостойкостью, но имеют высокие внутренние напряжения и склонность к растрескиванию.

В качестве блескообразователей используют различные органические соединения. Кроме них в состав электролита вводят добавки, позволяющие выравнивать микрорельеф покрываемой поверхности. Наиболее распространенный электролит данного типа имеет следующий состав (г/л): никель сернокислый — 260…300, никель хлористый — 40…60, борная кислота — 30…40, 1,4-бутиндиол — 0,12…0,2, сахарин — 1,5…2; режим.обработки: температура — 55…60 °С, плотность тока – 2…5 А/дм², рН — 3,5…5. Этот электролит работает при воздушном перемешивании, селективной очистке и непрерывной фильтрации (1…2 объема в час), может применяться для никелирования деталей различной конфигурации. Основные дефекты никелирования приведены в табл.24.

 

 

Таблица 24 - Дефекты никелирования

Дефект	Причина дефекта	Способ устранения
Покрытие имеет недостаточный блеск	Недостаточно блескообразователя Отклонение рН от данного режима Недостаточная плотность тока	Добавить блескообразователь Откорректировать рН Увеличить плотность тока
Покрытие шероховатое	Наличие механических примесей Высокое содержание гидратов железа	Улучшить фильтрацию Провести селективную очистку
Покрытие темное, серое	Наличие примесей меди, цинка и др.	Провести селективную очистку
Питтинг	Недостаточно интенсивное перемешивание Низкая температура электролита Загрязнение раствора органическими примесями	Увеличить интенсивность перемешивания Подогреть электролит Обработать электролит КМnО4, активированным углем, добавить антипиттинговую добавку
Отслаивание покрытия	Плохая подготовка Перерыв тока	Улучшить подготовку Проверить работу выпрямителя
Плохое выравнивание	Недостаточно блескообразующей добавки	Откорректировать электролит
Покрытие имеет желтоватый цвет, на кромках зеленый налет	Высокое значение рН Высокая плотность тока	Откорректировать электролит Снизить плотноcть тока
Низкая рассеивающая способность электролита	Малая площадь анодов Низкая плотность тока	Увеличить количество анодов Увеличить плотность тока
Отсутствие покрытия	Низкое рН электролита Плохой контакт с подвеской	Увеличить рН электролита Проверить контакты
Слабый блеск покрытия	Низкая концентрация блескообразователя Отклонение рН электролита от рецептуры	Откорректировать электролит по этим параметрам

 

Снятие никелевых покрытий наиболее часто проводят электрохимически на аноде в растворе серной кислоты с плотностью (1,5…1,6)·10³ кг/м³, при 15…25 °С и плотности тока 2…5 А/дм², катоды свинцовые.

Для химического способа удаления покрытий со стальных деталей, имеющих медный подслой (не менее 15 мкм), применяют растворы следующего состава (г/л): натрий цианистый — 120…180, метанитроанилин — 60…80, едкий натр — 25; режим обработки: температура — 60…70 °С, скорость снятия — 30… 40 мкм/ч.

Для снятия никеля с алюминия и нержавеющих сталей можно использовать HNO₃ плотностью (1,5…1,54) -10³ кг/м³, так как эти материалы пассивируются в HN0₃. Снятие покрытия проводят при комнатной температуре.

 

Декоративное хромирование

Электролитически осажденный хром имеет серебристо-голубой цвет (в растворах хромового ангидрида) или сероватый оттенок (в трехвалентных соединениях хрома).

Плотность хрома — 0,7 г/см³, нормальный потенциал — 0,56 В, Покрытия из него имеют высокие твердость, износостойкость, жаростойкость, химическую стойкость и низкий коэффициент трения. Для придания декоративных свойств потребительским товарам применяют хромовое покрытие толщиной до 1 мкм в виде заключительного слоя в многослойных системах или до 5…8 мкм в случае хромирования латунных изделий без никелевого подслоя. Защиту стальных деталей от коррозии одним хромовым покрытием не выполняют, что обусловлено его пористостью (наличием сетки трещин и пор) из-за высоких внутренних напряжений.

Наиболее распространенный стандартный электролит декоративного хромирования имеет следующий состав (г/л): 200…300—хромового ангидрида, 2,0…3,0 — серкой кислоты, В нем получают блестящие покрытия высокого качества, он может работать в широком диапазоне плотностей тока (8…60 А/дм²), хотя в декоративном хромировании эта величина ограничивается - 20. А/дм².

Процесс хромирования имеет некоторые особенности по сравнению с другими гальваническими процессами:

1. Выход по току составляет 10…25%, в связи с чем процесс идет при значительном газовыделении. Газ несет в себе некоторое количество электролита, для удаления которого требуется мощная вентиляция или применение специальных ПАВ (хромин, хромоксан), образующих на поверхности защитный слой пены, поплавков в виде шариков и. кусочков пенопласта. Все эти защитные средства уменьшают площадь испарения электролита и улучшают экологические условия на рабочем месте.

2. Из-за низкой рассеивающей способности применяют дополнительные аноды, позволяющие прокрывать углубленные места, а также используют экраны, которые берут на себя часть тока и предотвращают подгар выступающих частей или крайних деталей на подвеске. Чтобы несколько улучшить рассеивающую способность, применяют электролит с низкой концентрацией хромового ангидрида (150…200 г/л),

3. Применяют только нерастворимые аноды, которые состоят из свинца, легированного сурьмой (6%) и оловом (10%). По мере необходимости их очищают от оксидов и солей свинца. Чистку проводят механически перед началом работы (металлической щеткой во влажном состоянии) или химическим способом, например, в растворе соляной кислоты (1:1), после чего аноды тщательно промывают, чтобы не занести хлор в ванну, или в растворе, содержащем едкий натр — 20…30 г/л и сегнетовую соль — 20…30 г/л при температуре 60…70 °С. В настоящее время применяют титановые аноды с нанесенным на них каталитическим слоем, основу которого составляет диоксид марганца. Такие аноды лишены недостатков свинцовых и срок службы их достигает двух лет, по истечении которых наносят новый каталитический слой и вновь используют аноды.

Кроме стандартного электролита хромирования применяют различные «саморегулирующие» электролиты. В качестве саморегулирующей добавки, содержащей катализатор процесса, используют целый комплекс соединений кремнефторидов и сульфатов, например, добавки ДХТИ-10, ДХТИ-11, «Лимеда Х-80», «Лимеда Х-2». Электролиты этого типа отличаются высокой рассеивающей способностью и стабильностью в работе, в них можно получать блестящие хромовые покрытия, отличающиеся повышенной коррозионной стойкостью. Саморегулирующие добавки электролитов автоматически поддерживают заданную концентрацию анионов, катализирующих протекание реакции. Это достигается введением в электролит солей в количествах, превышающих их растворимость; к ним относят соли стронция, кремнефториды, фториды и др.

По мере расходования анионов-катализаторов происходит постепенное растворение лежащих на дне солей в виде осадка, что и обеспечивает постоянство состава в процессе длительной работы. Наиболее распространенный электролит данного типа имеет следующий состав (г/л): хромовый ангидрид — 250…300, добавка ДХТИ-10 — 6…8, режим обработки: температура — 50…60 °С, плотность тока – 8…20 А/дм². Добавка ДХТИ-10 представляет собой смесь неорганических солей, выполняющих роль катализатора.

 

Таблица 25 - Дефекты хромирования

Дефект	Причина дефекта	Способ устранения
Отслаивание покрытия   Низкая рассеивающая способность электролита Высокое напряжение на ванне Серое покрытие   Непрокрытие отдельных участков поверхности деталей Подгар на краях детали или крайних деталей на подвеске	Плохая подготовка Отсутствие анодного травления 3агрузка холодных массивных деталей под током   Перерыв подачи тока   Высокая концентрация серной кислоты Загрязнение электролита железом и медью Образование толстой оксидной пленки на анодах Низкое содержание серной кислоты   Низкая плотность тока Экранирование этих участков в процессе осаждения Газовые мешки в углублениях Высокая плотность тока Отсутствие защитных экранов	Улучшить подготовку Провести анодное травление Предварительно прогреть детали в растворе хромового ангидрида Устранить перерыв подачи тока Нейтрализовать углекислым барием Проработать электролит   Произвести очистку анодов Откорректировать электролит   Повысить плотность тока Изменить расположение детали или подвести дополнительный анод Изменить расположение деталей Снизить плотность тока Установить защитные экраны

 

Дефекты, встречающиеся при хромировании, приведены в табл. 25.

Для декоративного хромирования применяют также электролиты на основе трехвалентных соединений хрома. Единственный электролит, применяемый в промышленности, имеет следующий состав (г/л): хром металлический — 18…26; комплексообразователь — 30…40, сульфат аммония — 150…250, борная кислота — 20…40, специальные добавки — 0,5…2; режим обработки; температура — 15…35 °С, рН — 2,8…3,5 плотность тока — 5…20 А/дм². толщина покрытия до 35 мк. Для осаждения используют титановодноксидномарганцевые аноды. Этот электролит имеет большую рассеивающую способность, нетоксичен, нечувствителен к перерывам тока, работает при комнатной температуре.

Хромовые покрытия снимают несколькими способами. Наиболее распространенный — в 10…20%-ном растворе соляной кислоты. Его применяют для деталей из меди или имеющих никелевый подслой. Со стальных деталей хром снимают электрохимически в растворах едкого натра с концентрацией 20…100 г/л при температуре 20…60 °С и плотности тока 5…20 А/дм². Покрытие можно снимать и в отработанном электролите хромирования на аноде при плотности тока 15—20 А/дм². С деталей из цинкового сплава хром удаляют электрохимически в электролите, содержащем 30 г/л сульфида натрия и 20 г/л едкого натра при температуре 20…25 °С и плотности тока 2…3 А/дм²

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: