хромовый ангидрид............ 300—400 к/г
углекислый барий............ 5—10 »
уксуснокислый кальций.......... 4—8 »
уксуснокислый цинк........... 2—5 »
Режим работы: плотность тока Dк=30 ÷100 а/дм2, температура 25—40° С, время обработки 10—20 мин.
Комбинированные покрытия двухслойным хромом. Противокоррозийная устойчивость хромовых покрытий находится в прямой зависимости от их пористости. Наименьшей пористостью обладают осадки «молочного» хрома, получаемые при повышенной температуре. Это свойство молочного хрома позволяет применять противокоррозийное хромирование стальных изделий без подслоя, например для хромирования хирургических инструментов с осаждением слоя 6—7 мк.
Для улучшения износостойкости предложен метод двухслойного покрытия хромом, заключающийся в осаждении блестящего твердого покрытия поверх молочного, беспористого. Это позволяет одновременно защищать изделия от коррозии и от механического износа. Производственные испытания показали хорошие эксплуатационные качества таких комбинированных покрытий.
Скоростное коррозиеустойчивое хромирование. В промышленности успешно применяется новый способ холодного хромирования с применением раствора тетрахромата, позволяющий получать практически беспористые покрытия хрома, отличающиеся высокой коррозийной стойкостью. В отличие от осадков обычного хромирования осадки хрома, полученные из тетрахроматного электролита и осажденные непосредственно на полированный металл, имеют матовый серый цвет. Однако эти осадки довольно легко полируются, приобретая блеск, присущий хрому. Полировать рекомендуется войлочными кругами с пастой ГОИ. Твердость осадков хрома приближается к твердости электролитического никеля. Состав электролита:
хромовый ангидрид......... 375—450 г/л
едкий натр............. 50—70 »
серная кислота...........0,8—1 »
сернокислый магний........ 2—3 >
трехвалентный хром (образуется
в электролите) :........5,0—20 »
Хромирование производится при плотности тока Dж=20 ÷ 30 а/дм2 и температуре 15—25° С. Повышение температуры электролита выше 35° С ведет к получению дефектных покрытий, поэтому ванну необходимо охлаждать и следить, чтобы объемная плотность тока не превышала 1 —1,5 а/л. Рассеивающая способность тетрахроматного электролита значительно выше, чем стандартных электролитов, что позволяет успешно хромировать рельефные изделия. [9]
Серебро — белый, мягкий и ковкий металл. Атомный вес серебра 107,88, удельный вес 10,5 г/см3, температура плавления 960° С, электрохимический эквивалент 4,025 г/а-ч.
Серебро обладает самой высокой электропроводностью, хорошо полируется и имеет большую отражательную способность. Серебро очень стойко в едких щелочах; разбавленная соляная и серная кислоты на него не действуют. В горячей концентрированной серной кислоте оно легко растворяется. Легко растворяет серебро и азотная кислота. Серебряные гальванические покрытия имеют довольно широкое применение в приборостроении для покрытия электроконтактов и изготовления зеркал. Широко применяется серебрение и в декоративных целях для изделий домашнего обихода: для столовых приборов, посуды и ювелирных изделий.
Непосредственное серебрение стальных деталей производится редко, перед серебрением детали обычно меднят с последующим глянцеванием. Чаще всего серебрят изделия из меди и ее сплавов. При содержании в атмосфере даже незначительного количества сероводорода серебряные покрытия темнеют, покрываясь налетом сернистого серебра. Для предохранения от потускнения серебряные покрытия дополнительно покрывают тонкими слоями палладия или бериллия.
Для серебрения в промышленности в основном применяют цианистые электролиты, в составе которых серебро находится в виде сложных цианистых соединений.[10]
Содержание серебра в электролите может колебаться в больших пределах и зависит от требований, предъявляемым к покрытию. Так, толстые покрытия серебра рекомендуется получать из электролитов, содержащих серебро (в пересчете на металл) в пределах 30 г/л, низкая концентрация серебра (до 5—10 г/л) применяется при нанесении тонких серебряных покрытий и в случае применения низких плотностей тока.
Для получения серебряных покрытий с повышенной твердостью и износостойкостью рекомендуется следующий состав электролита:
серебро (в пересчете на металл) .... 30 г/л
кобальт (в пересчете на металл) . . . . 1 »
цианистый калий (свободный) 20 »
поташ................ 30 »
Режим работы: плотность тока Dк = 0,8 / 1 а/дм2, температура 15—25° С.
Твердость серебряного покрытия из этого электролита повышена в 1,5, а износостойкость — в 3 раза по сравнению с покрытиями из обычных электролитов. [2]
Кадмий — мягкий, пластичный и весьма ковкий серебристо-белый металл. Атомный вес кадмия 112,41, удельный вес 8,6 г/см3, температура плавления 521° С.
По своим химическим свойствам кадмий близок к цинку. Кадмиевые покрытия, так же как и цинковые, являются анодными покрытиями по отношению к железу и его сплавам. Однако в отличие от цинка кадмий более стоек к действию растворов солей, щелочей и слабых кислот. Благодаря этим свойствам и высокой пластичности кадмий, несмотря на значительно более высокую стоимость по сравнению с цинком, находит применение для покрытия изделий, соприкасающихся с морской водой и для притирки резьб крепежных деталей, Кадмирование производят из кислых и цианистых электролитов, причем в первом случае для покрытия деталей или изделий простой формы и во втором случае для покрытия деталей сложного профиля. Структура кадмиевых покрытий из кислого электролита получается более крупной, чем из цианистого). По этой причине кислые электролиты не нашли широкого применения.
Состав кислого электролита:
сернокислый кадмий......... 64 г/л
сернокислый аммоний......... 33 »
сернокислый алюминий........ 28 »
клей .............. 0,5 »
Режим работы: плотность тока Dk= 0,5 / 1,0 а/дм2, температура 18—20° С, кислотность рН = 3,5.
В качестве анодов применяют кадмий марки Кd1-0 или Кd-1.
Для покрытия изделий сложного профиля применяют следующий цианистый электролит:
- окись кадмия ........... 40—45 г/л
цианистый натрий.........150 —175 »
сернокислый натрий ........ 40—50 »
сернокислый никель......... 1—5 »
каустическая сода .........15—20 »
сульфитный щелок......... 8—10 »
Режим работы: плотность тока Dк=2 / 4 а/дм2, температура 15—25° С, выход по току 95%.
Существует ряд примесей-металлов (серебро, свинец, олово, мышьяк и сурьма), которые резко ухудшают качество покрытия. Особенно вредное действие оказывают серебро, свинец и олово. При загрязнении этими примесями электролита покрытия получаются губчатыми, темными и плохо сцепляются с основным металлом. Попадают эти металлы в электролит из кадмиевых анодов, в которых они иногда присутствуют.[2]
Лужение (покрытие оловом) находит применение в промышленности благодаря специфическим свойствам олова.
Олово — серебристо-белый мягкий и пластичный металл. Атомный вес олова 118,70, удельный вес 7,3 г/см3, температура плавления 232° С. В ряде органических кислот олово по отношению к железу является анодом. Соединения олова безвредны для человеческого организма. Эти два свойства олова обеспечили применение его в качестве защитного покрытия на изделиях, применяемых для изготовления и хранения пищевых продуктов.
Оловянные покрытия можно наносить горячим и электрохимическим способами. Химическая стойкость покрытий, полученных электролитически, и их защитные свойства ниже покрытий, полученных горячим способом. Этим и объясняется тот факт, что лужение хозяйственных предметов, предназначенных для изготовления и хранения пищевых продуктов (мясорубки, котлы для варки пищи, молочные бидоны, чайники, самовары и т. д.) производится горячим способом.
Лужение применяется также для приготовления деталей приборов, механизмов и электролитических контактов под пайку, для предохранения электрических контактов от окисления, медных проводов от действия серы в случае вулканизации резиновой оболочки, для притирки. В последнее время лужение находит широкое применение для декоративной отделки различных приборов бытового назначения и предметов хозяйственного обихода методом «кристаллит».
Ниже приведен распространенный состав электролитов для лужения:
сернокислое олово .......... 50 г/л
серная кислота ............ 50 »
сернокислый натрий.......... 50 »
крезол или фенол........... 10 »
клей столярный............ 2 »
Режим работы: плотность тока Dк =1,2 а/дм2, температура электролита не выше 25° С.
При нормальной работе осадки олова на катоде получаются плотными, гладкими и светлыми.
Кристаллит. В последнее время для декоративной отделки предметов бытового назначения и хозяйственного обихода находит широкое применение новый вид лужения с последующей отделкой, названной его автором А. П. Эйчисом кристаллитом.
Это покрытие основано на способности тонких пленок олова, при определенных режимах их получения и обработки, образовывать очень красивую кристаллическую текстуру, напоминающую перламутр или «мороз». Если поверхность с таким узором покрыть бесцветным лаком, то узоры становятся значительно рельефнее и красивее. Подкрашивая бесцветный лак различными светостойкими красителями или окрашивая поверхность изделий электрохимически в специальном медном электролите, можно получить любую окраску узоров с различными переливами и оттенками. [6]
Железо, осажденное из электролита, имеет удельный вес 7,7 г/см2, температуру плавления 1534° С. Осаждение железа обычно производят из электролитов, содержащих двухвалентное железо, для которого нормальный потенциал равен —0,44 в, электрохимический эквивалент 1,042 г/а·ч. Твердость покрытий без термообработки находится в пределах НВ 150—400 и зависит от режима осаждения и состава электролита.