Подготовка цинка и его сплавов под гальванопокрытия.

ЦИНК И ЕГО СПЛАВЫ

Для большинства металлов и сплавов (в том числе и для цинка и его сплавов) применяется следующая подготовка: предварительное обезжиривание, промежуточное обезжиривание в щелочной среде, электрохимическое обезжиривание (удаление твердых частиц и загрязнений, имеющих адгезию к подложке), легкое активирование.

При предварительном обезжиривании удаляется основная часть загрязнений (масел и полировочных составов) и понижается вязкость восков и толстых слоев смазки, что обеспечивает более эффективное их удаление на последующих стадиях. Предварительное обезжиривание ведут с применением холодного растворителя, паровой фазы, струи эмульсий или щелочных растворов. Для обезжиривания на холоде используют спирты или хлорсодержащие растворители, но они малоэффективны для удаления омыляемых и нерастворимых в них соединений. Для обезжиривания в паровой фазе применяют трихлорэтилен, реже фреон. После погружения в нагретый или кипящий растворитель детали подвергают обработке в парах растворителя.

Электрохимическое полирование цинка ведут на аноде в щелочной ванне при 20-30 °C и i_а = 20 ÷ 30 А/дм², а катоды используют из окисленной стали. За 1 мин удаляется слой цинка толщиной 5—7 мкм. После промывки, активирования в 0,5%-ном растворе H₂SO₄ и промывки на детали наносят медь. Хорошая подготовка поверхности достигается методом виброполирования с использованием абразивов, вкрапленных в кусочки пластмасс. За 1 ч таким способом удаляют слой металла толщиной 2 — 5 мкм. Детали вращаются в среде абразива со скоростью 12 м/с.

Затем детали электролитически обезжиривают, активируют в кислом растворе и меднят в две стадии. Сначала в растворе, содержащем пирофосфат калия (200 — 250 г/л), пирофосфат меди (25 — 30 г/л), цитрат калия (20-25 г/л); рН = 8 ÷ 8,5, температура 20 — 30 °С, i_к = 3 ÷ 4 А/дм², скорость осаждения 1 мкм/мин. Затем в растворе сульфата меди (200-250 г/л) и H₂SO₄ (50-70 г/л), i_к = 4 ÷ 7 А/дм², скорость осаждения ~ 0,5 мкм/мин.

Наилучшая коррозионная стойкость цинка и его сплавов достигается при нанесении двухслойного никеля (полублестящий + блестящий). Незащищенные детали из литейных цинковых сплавов следует меднить, никелировать и хромировать. При этом поверхность отлитых деталей не должна содержать пор и мелких раковин, так как последние приводят к плохому сцеплению покрытия с основой.

Масляные пленки и загрязнения следует удалять в щелочных растворах с рН = 9 ÷ 11. Для обезжиривания широко применяют следующий раствор (в г/л):

Тринатрийфосфат 5 — 10

Na₂B₄O₇•10H₂O 5-10

Na₂CO₃ 5-10

ОП-7 1-2

Температура 60-80 °С, рН =10.

Отлитые детали подвергают электрохимическому обезжириванию в растворе тринатрийфосфата (40 — 50 г/л) при 75-85°С, i_к = 5÷10 А/дм², рН = 10. При этом выдержка деталей на катоде должна быть в 4 — 6 раз больше анодной, а общее время обезжиривания составляет 15 — 25 с.

Затем детали промывают и активируют в кислом растворе. Меднение таких деталей обычно ведут в электролите (в г/л):

Cu (в виде металла) 10 — 15

Cu(CN)₂ 15-20

NaCN (свободный) 7-10

Температура 45-60 °С, i_к = 2 ÷ 2,5 А/дм², время выдержки 1-3 мин, рН = 11 ÷ 12. После этого детали без промывки под током загружают в ванну с цианистым электролитом для меднения.

Никелирование деталей следует вести в электролите (в г/л):

NiSO₄•7H₂O 75-110

Na₂SO₄ 75-110

NH₄Cl 15-20

Н₃ВО₃ 15-20

Температура электролита 20—25°С, рН = 5,3-5,7, i_к = 1,5 ÷ 2,0 А/дм².

При хромировании детали сначала обезжиривают в трихлорэтилене, затем химически при 60 — 70°С в течение 3 — 5 мин в растворе (в г/л):

Тринатрийфосфат 50 — 70

Сода кальцинированная 20 — 30 Стекло натриевое жидкое 5 — 10

После этого детали подвергают электрохимическому обезжириванию в растворе (в г/л):

Натр едкий 10 — 15

Сода кальцинированная 10 — 15

Тринатрийфосфат 10 — 15

Стекло натриевое жидкое 20 — 30

Температура 65 ± 5 °С, i_a=2 ÷ 3 А/дм², время выдержки 15 — 30 с.

Далее детали промывают, активируют в растворе H₂SO₄ (10 — 15 г/л) при 20 — 30°С в течение 15 — 30 с, меднят в цианистом электролите и никелируют в обычном сернокислом электролите. Хромирование ведут в электролите следующего состава (в г/л):

Ангидрид хромовый 200 — 300

H₂SO₄ 2-3

Препарат «Хромин» 1—3

Температура 45 —55°С, i_к = 15 ÷35 А/дм², скорость осаждения при 15 А/дм² составляет 0,3 мкм/мин.

Петр Степанович Мельников. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении, 1979.