Затем детали промывают в горячей проточной воде, производят промывку и активацию. В ванне каскадной промывки происходит противоточная двухступенчатая холодная промывка.
Для осаждения цинковых покрытий применяют различные электролиты: кислые, цианистые, аммиакатные, цинкатные и др.
В аммиакатном электролите цинк находится в виде комплексных катионов. Аммиакатные соединения цинка получаются при взаимодействии окиси цинка с аммонийными солями.
Самый распространенный состав аммиакатного электролита (г/л) и режим работы следующие: окись цинка 10-20; хлористый аммоний 200-300; борная кислота 25-30; клей 1-2; рН 5,9-6,5; температура 15-20 0С; i=0,5-1,0 А/дм2. Этот электролит используется при цинковании деталей насыпью при цинковании деталей насыпью в барабанах или колоннах. В стационарных ваннах при цинковании на подвесочных приспособлениях электролит подщелачивают до рН 7,2-7,5. В состав аммиакатных электролитов вводят буферные соединения для стабилизации величины рН в катодной зоне. В качестве буферных соединений используют борную кислоту или уксусные соли.
После цинкования производят улавливание, промывку холодную противоточную, сушку, демонтаж, контроль рабочим, контроль ОТК, упаковывание.
Продолжительность электрического осаждения металлов (мин) определяется по формуле:
τ=δ60d/iKqВТ
где δ - толщина покрытия, мкм; d - плотность осаждаемого металла, г/см3; /к - катодная плотность тока, А/дм2; q - электрохимический эквивалент, г/Ач; ВТ - выход по току, %.
τ=9 60 7,14/1 1,3 98=30 мин
При покрытии мелких деталей в барабанах и колоколах происходит неравномерность пересыпания деталей и истирание покрывающегося слоя металла с поверхности деталей. В этом случае следует продолжительность электролиза т увеличить на 20...25%. Плотность тока при обработке мелких деталей в колоколах и барабанах не превышает 1...1,5 А/дм2.
Технологическое время для процессов оксидирования стали, фосфотирования, для подготовительных, заключительных операций, операций промывки и сушки не рассчитывается, а принимается на основе данных, полученных на практике.
Самой первой оценкой электролитических покрытий является их внешний вид, который контролируется визуальным осмотром при нормальном дневном или искусственном освещении. Освещенность должна быть не менее 300 лк. В результате оценки по внешнему виду покрытия детали относятся к одной из групп: годные, дефектные, брак, а результаты осмотра оформляются документом.
Дефектными считают детали, с которых необходимо удалить недоброкачественное покрытие и нанести его повторно, а также детали, требующие доработки без снятия покрытия. К браку относятся детали с очагами коррозии, перетравленные, с механическими и другими повреждениями, а также на допускающие переделки со снятием недоброкачественного покрытия.
Во мн6огих случаях решающим признаком качества покрытия, которое должно соответствовать определенным техническим и экономическим требованиям, является его толщина. Выбор методики и приборов и методики для измерения толщины покрытий зависит от многих факторов: рода и формы покрытия и основного металла, необходимой точности и длительности измерения, допустимости или недопустимости разрушения покрытия или всей детали. Необходимо определить не только среднюю, н7о и минимальную толщину покрытия на определенных участках детали, так как даже на плоских деталях толщина слоя металла не одинакова в различных точках.
Методы измерения толщины слоя с разрушением детали делятся на химические, разрушающие только покрытия, и физическ5ие, нарушающие целостность не только покрытия, но и самой детали. Химические методы рекомендуются тогда, когда по производственным условиям допускается разрушение нанесенных на детали покрытий, что связано с потерей некоторых готовых деталей. При химических методах невозможно автоматизировать процесс контроля толщины покрытия в условиях серийного и массового изготовления деталей. Метод снятия заключается в растворении покрытия в таком растворе, который не повреждает основного металла. Растворение может быть химическим и электрохимическим. По массе растворенного покрытия определяют толщину покрытия. Масса покрытия определяется двумя способами: аналитическим и взвешиванием детали до и после покрытия.
После выбора технологической схемы гальванического покрытия и расчета времени обработки деталей на каждой операции составляют карту технологического процесса для механической подготовки и гальванического покрытия (таблица 2.2).
Таблица 2.2 - Технологическая карта процесса
| Номеропера-ции | Наимено-вание и содержаниеоперации | Оборудование | Состав растворови материал | Режим осаждения | ||||
| Наименование,марка | Количество | Температура,0С | Плотностьтока, А/м2 | Напряжение,В | Время, мин | |||
| 0 | Подготовительная | Широкоуниверсальноерабочее место | Ветошь обтирочная сортированная 625ГОСТ 63.46-84 | |||||
| 5 | Монтаж деталей на под-веску | Траверсаавтооператора | ||||||
| 10 | Обезжиривание электрохимическое | Ванна электрохимического обезжиривания | Натр едкийТехническийСода кальцини-рованная марки Б,первый сортТринатрий фосфаттехническийСтекло натриевоежидкое содовоемарки БТМС "Элона" | 10-2020-3030-503-50,5-3 | 55-65 | 2-10 | 6 | 1-10 |
| 15 | Промывкагорячаяпроточная | Ваннапромывки | Вода питьевая | 60-70 | 0,5 | |||
| 20 | Промывка | Ваннапромывки | Вода питьевая | 0,5 | ||||
| 25 | Активация | Ваннаактивации | Кислотасолянаятехническая | 50-100 | 18-25 | 0,5 | ||
| 30 | Промывкахолоднаядвуступен-чатаяПротиво-точная | Ванна двух-ступен-чатойпромывки | Вода питьевая | 0,5 | ||||
| 35 | Цинко-вание | Ваннацинкования | Окись цинка "Ч"Аммоний хлористыйтехническийпорошокпервый сортКислота борнаяКлей мездровыйАноды цинковые | 15-20230-30025-301,5-3,0 | 25-30 | 2,0 | 3-6 | 30 |
| 40 | Улавли-вание | Ваннаулавли-вания | Вода питьевая | 0,5 | ||||
| 45 | Промывкахолоднаядвух-ступен-чатая | Ваннакаскаднойпромывки | Вода питьевая | 0,5 | ||||
| 50 | Сушка | Камерасушильная | 60-70 | 5-15 | ||||
| 55 | Демонтаж | Траверсаавто-опера-тора | ||||||
| 60 | Контрольрабочим | Широко универ-сальноерабочееместо | ||||||
| 65 | КонтрольОТК | Стол ОТК | ||||||
| 70 | Упако-вывание | Широко универ-сальноерабочееместо | ||||||
Для приготовления электролита, хранения и переработки непригодного для работы электролита используют специальные емкости с насосами. В крупных цехах имеется специальный участок корректировки растворов. Потребное количество емкостей и фильтров определяют на основании объемов производственных ванн. При описании стадии приготовления и корректировки электролитов необходимо пользоваться материалами технологической практики.
Корректировка электролита цинком хлористым производится периодически, так как анодный выход цинка по току несколько превышает катодный, что в основном компенсирует вынос ионов цинка покрываемыми деталями. В случае накопления ионов цинка в электролите, необходимо разбавить электролит.
Калий хлористый и борная кислота выносятся только деталями, и корректирование этими химикатами производится по данным анализа. Следует учесть, что на работу ванны большое влияние оказывает концентрация цинка хлористого и калия хлористого.
Рекомендуется концентрация цинка хлористого 70 г/л, хотя для деталей сложной конфигурации это количество может уменьшиться до 50 г/л.
В случае простых деталей и необходимости высоких плотностей тока его количество доводится до 100 г/л, при этом следует стремиться к тому, чтобы общая концентрация ионов хлора была 150-160 г/л, что компенсируется калием хлористым.
Корректирование блескообразующей добавкой следует проводить по данным теста в ячейке Хула или по действительному расходу добавки на 1 м2 покрываемой поверхности.
Расчетный норматив расхода добавки 20-25 мл/л2. При цинковании в барабанах расход добавки увеличивается в 1,3-1,7 раза.
Соотношение ионов цинка и хлора в электролите должно поддерживаться в пределах 3,0-9,0, при этом оптимальным будет соотношение 4,0 для стационарных ванн и 7,5 - для барабанных.
Электролит с добавками ЦКН, особенно чувствителен к загрязнениям ионами тяжелых металлов и органическими соединениями. К вредным примесям тяжелых металлов относятся медь, хром, свинец, железо, никель, кадмий. Максимально доступные концентрации примесей:
Cu-15 мг/л;
Cr-2 мг/л;
Pb-5 мг/л;
Fe-100 мг/л;
Ni-50 мг/л;
Cd-5 мг/л.
Наиболее часто встречающейся примесью является железо, присутствие которого ухудшает сцепление цинка с основой, увеличивает хрупкость покрытия.
Удаление железа производится в следующей последовательности:
перекачать электролит в запасную емкость;
довести рН электролита до 5,8-6,0;
нагреть электролит до 50-600С;
добавить 1-2 мл/м перекиси водорода;
через несколько часов профильтровать;
охладить электролит и откорректировать рН раствора;
перекачать электролит в основную ванну;
ввести блескообразующую добавку и откорректировать электролит по основным компонентам.
Медь, никель, кадмий, свинец удаляются проработкой электролита при низкой плотности тока 0,1-0,3 А/дм2. Шестивалентный хром удаляется из электролита обработкой его небольшим количеством гидросульфата натрия на основе опытов в ячейке Хула. С целью уменьшения загрязнения электролита ионами тяжелых металлов следует своевременно извлекать упавшие на дно ванны детали.