Электролиты и виды хромовых покрытий.
Широкое применение в промышленности находят электролиты на основе хромового ангидрида СгО3 и сульфатов (чаще всего серной кислоты H2SО4) с применением нерастворимых анодов из свинца или сплава свинца с сурьмой (5—6%). Электролиты с концентрацией СгО3 250 кг/м3 относятся к универсальным: они обеспечивают отложение блестящего хрома и осадка большой твердости. В зависимости от режима электролиза получают осадки хрома молочные с отсутствием сетки трещин в тонких слоях, блестящие с широко разветвленной сеткой трещин; матовые с высокой твердостью, хрупкостью и наличием сетки трещин. Границы зон получаемых осадков хрома приведены на рис. 3-28 (I — блестящий хром; II — молочный хром; III — матовый хром).
С целью интенсификации процесса осаждения хрома применяют реверсирование тока изменением полярности электродов с циклом: 1—2 мин — катодный период и 1—2 с — анодный период.
При пористом хромировании максимальная степень пористости, равная 25—27%, получается при отношении Cr03/H2S04, равном 220/2,1, температуре 48° С и плотности тока 50 А/см . Пористость осадка хрома обусловлена его растрескиванием, вызванным возникающими внутренними напряжениями в нем в процессе осаждения, превосходящими предел прочности на разрыв.
Граница режимов хромирования с наличием и отсутствием сетки трещин приведена на рис. 3-29.
Составы электролитов для хромирования и режимы работы приведены в табл. 3-21.
Таблица 3-21
Номер раствора | Плотность, кг/м3, раствора | Плотность тока, А/см2 | Температура, | |
хромового | серной | |||
1 | 150 | 1,5 | 45—100 | 55—65 |
2 | 250 | 2,5 | 15—60 | 45—55 |
3 | 350 | 3,5 | 10—30 | 35—45 |
Изоляцию мест, не подлежащих хромированию, производят перхлорвиниловым лаком, резиной, полиэтиленом, фторопластом, фольгой (свинцовой, алюминиевой) и др.
Снятие хромовых покрытий возможно в 15—20%-ном растворе соляной кислоты при комнатной температуре, а также анодным растворением в 15— 10%-ном растворе едкого натра при температуре 15—25° С и плотности тока 10—20 А/см2.
Электролиты для лужения.
При электролитическом лужении применяют кислые и щелочные электролиты. К кислым электролитам относятся серно-кислые, галогенидные и борфтористоводородные электролиты, по широкое применение в промышленности нашли только сернокислые электролиты. Состав электролита (в килограммах на кубический метр) и режим лужения [19]: сернокислое олово SnSО2 — 40—50; серная кислота H2SO4 — 50—80; сернокислый натрий Na2SO4*10H2O — 50; фенол C6H5OH или эмульгатор ОП-10-2-10; столярный клей (мездровый) 2—3; температура электролита 15— 25° С; катодная плотность тока 1,5—2 А/см2 (без перемешивания), 3—4 А/см2 (с перемешиванием); выход по току 90—95%. Воздушное перемешивание непригодно из-за наблюдаемого при этом разложения сернистого олова.
Разработаны составы электролитов, обеспечивающие блестящее оловяннирование с повышенной твердостью осадка (25-:-27) · 107 н/м2 по сравнению с матовым покрытием.
Щелочные электролиты обладают более высокой рассеивающей способностью и обеспечивают мелкокристаллическую структуру осадка. Высокая рассеивающая способность станнатных щелочных электролитов позволяет получать равномерные покрытия даже при условии расположения покрываемых деталей навалом на сетках. Но щелочные электролиты обладают уменьшенным выходом по току и в два раза меньшим значением электрохимического эквивалента, чем у кислых электролитов. При щелочных электролитах применяются стальные ванны без футеровок, что недопустимо при кислых электролитах. Состав щелочного электролита (в килограммах на кубический метр) и режим работы [17]: станнат натрия Nа2SnО3—75— 90; едкий натр (свободный) 10—15; уксуснокислый натрий НаС2Н3O2—15— 25; перекись водорода Н2О2—1—2; температура 70—80° С; плотность тока 1,5—3 А/см2, выход по току 70—80%.
Со стальных поверхностей осадок олова удаляется анодным растворением в едком натре NaOH — 75 кг/м3 при 70° С и анодной плотности тока 3—5 А/см2. Снятие оловянного осадка с меди и латуни производят химическим путем в растворе следующего состава: соляная кислота НС1 —1-103 м3, окись сурьмы Sb2О3—12-10-3 кг, вода — 1-10-3 м3; температура раствора 18—25° С.
Электролиты для серебрения.
При гальваническом серебрении преимущественное применение нашли цианистые электролиты, обеспечивающие высокое качество покрытия с хорошей рассеивающей способностью. Для повышения сцепления осадка серебра с основным металлом (медью и ее сплавами) основу предварительно подвергают амальгамированию погружением на 3—5 с в раствор, содержащий 7,5 кг/м3 сулемы (HgCl) и 4 кг/м3 хлористого аммония NH4CI. Состав электролита для серебрения [19] (в килограммах на кубический метр): хлористое серебро AgCl — 27; цианистый калий KCN — 48; катодная плотность тока 0,3 А/см2, температура 18—20° С.
С целью интенсификации процесса серебрения применяют режим периодического. изменения тока с циклом отношения катодного времени к анодному 10: 1 при анодном интервале в 1 с и плотности тока до 4 А/см2.
Снятие серебряного осадка с меди и медных сплавов производят в растворе серной (19 объемных частей) и азотной (1 объемная часть) кислот при температуре 80—85° С.
В промышленности находят применение следующие процессы электролитического осаждения сплавов: латунирование — осаждение сплава медь—цинк Си—Zn; бронзирование — осаждение сплава медь—олово Си—Sn; покрытие оловянно-свинцовым сплавом ПОС; покрытие сплавом олово—цинк Sn—Zn, а также гальваническое покрытие алюминия и его сплавов цинком, кадмием, никелем, хромом, серебром [19].
В случае если электролитический способ нанесения покрытий на детали сложного профиля не может обеспечить требуемой равномерности осадка, то прибегают к химическому способу нанесения металлических покрытий.
