ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОРРОЗИОННОСТОЙКОГО ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ЦИНКА Севостьянова И.В., Старунов А.В., Балакай В.И.

DOI: 10Л2737/15559

Аннотация. Разработана технология нанесения коррозионностойкого композиционного гальванического покрытия цинк-фторопласт. Исследовано влияние режимов электролиза и концентрации легирующего компонента в электролите на коррозионную стойкость, внутренние напряжения, микротвердость, композиционного электролитического покрытия цинк-фторопласт.

Ключевые слова: покрытие, электролит, свойства, легирующий компонент, коррозионная стойкость, микротвердость, внутренние напряжения, цинк- фторопласт.

В современной промышленности важное значение имеет разработка новых покрытий, обладающих повышенной коррозионной стойкостью. В последнее время интенсивно разрабатываются технологии электролитического нанесения композционные электролитические покрытия (КЭП) на основе цинка, способных увеличить коррозионную стойкость изделий, а в некоторых случаях - заменить кадмиевые покрытия. Наиболее перспективными являются КЭП на основе цинка, содержащие в качестве легирующего компонента фторопласт.

Известны электролиты для нанесения композиционного электролитического покрытия на основе цинка содержащие ультрадисперсный графит, политетрафторэтилен и др, с целью получения покрытий, с повышенной коррозионной стойкостью. Поэтому гидрофобные покрытия могут оказаться принципиально важными при разработке коррозионностойких материалов и покрытий, например при нанесении композиционных покрытий на основе цинка и его сплавов.

С целью увеличения коррозионной стойкости цинковых покрытий было предложено использовать КЭП на основе цинка. Гидрофобные покрытия могут оказаться принципиально важными при разработке коррозионностойких материалов и покрытий, например при нанесении КЭП на основе цинка и его сплавов.

С целью увеличения коррозионной стойкости предложено цинковое покрытия легировать фторопластом, при этом образуется КЭП цинк- фторопласт. Для нанесения таких покрытий разработан электролит состава, г/л: сульфат цинка 200 - 250, сульфат алюминия 20 - 30, сульфат натрия 50 - 100, декстрин 8-10, суспензия фторопластовая - 4Д (СФ-4Д) (ТУ 6-05-1246-81) 0,3 - 0,9 мл/л. Режимы электролиза: pH 3,6 - 4,4, температура 18-40 °С, катодная плотность тока 1-5 А/дм2, перемешивание 60 - 100 об/мин.

Наличие фторопласта дисперсностью 0,1 - 0,5 мкм в электролите позволяет электроосаждать композиционный материал цинк-фторопласт с высокой коррозионной стойкостью. Увеличение коррозионной стойкости происходит за счет изменения структуры осадка, что приводит к улучшению физико-химических свойств, а также за счет того, что фторопласт, который неуспел полностью зарости на поверхности покрытия, снижает электрохимическую коррозию цинка. Снижение коррозии происходит в результате уменьшения истинной площади цинка на поверхности в результате уменьшения истинной площади цинка на поверхности изделий, а также в результате того, что фторопласт, обладая высоким поверхностным натяжением, как бы “отталкивает” воду, а электрохимическая коррозия протекает только при наличии на поверхности металла пленки электропроводящей жидкости.

Электролит готовили следующим образом. В электролитической ванне, заполненной до 3А необходимого объема водопроводной водой, при температуре 60 - 70 °С растворяли сульфат цинка, сульфат алюминия, сульфат натрия, декстрин, после того как довели уровень электролита до необходимого объема вводили фторопластовую суспензию. pH электролита доводили либо серной кислотой, либо гидроокисью натрия или калия (100 - 150 г/л).

Исследована зависимость пористости КЭП цинк-фторопласт от толщины покрытия и режимов электролиза (катодной плотности тока, температуры и pH электролита). При увеличении толщины покрытия от 5 до 30 мкм и температуры электролита от 20 до 40 °С пористость КЭП цинк-фторопласт уменьшается от 15 до 4 и от 11 до 9 пор/см2. При увеличении катодной плотности тока от 2 до 5 А/дм2 и pH электролита от 3,0 до 4,5 пористость покрытий на основе КЭП цинк-фторопласт увеличивается от 10 до 15 от 9 до 13 пор/см2 соответственно.

Также исследована зависимость внутренних напряжений (ВН) от концентрации вводимой в электролит СФ-4Д и режимов электролиза (катодной плотности тока, температуры и pH электролита). При увеличении катодной плотности тока от 2 до 5 А/дм2 и pH электролита от 3,0 до 4,5 ВН покрытий на основе КЭП цинк-фторопласт увеличивается от 500 до 590 МПа и от 520 до 560 МПа. При увеличении температуры электролита от 20 до 40 °С ВН КЭП цинк- фторопласт уменьшается от 530 до 500 МПа. При увеличении концентрации фторопластовой суспензии в электролите для нанесения покрытия от 0,3 до

0,9 мл/л ВН КЭП цинк-фторопласт увеличивается от 520 до 590 МПа.

Исследована зависимость скорости коррозии КЭП цинк-фторопласт от режимов электролиза (катодной плотности тока, температуры и pH электролита) и концентрации вводимой в электролит фторопластовой суспензии (рис. 1).

При увеличении катодной плотности тока от 2 до 5 А/дм2 и температуры электролита от 20 до 40 °С скорость коррозии КЭП цинк-фторопласт увеличивается от 0,029 до 0,034 г/м2ч и от 0,03 до 0,036 г/м2ч соответственно (рис. 8). При увеличении pH электролита от 3,0 до 4,5 и концентрации СФ-4Д в электролите для нанесения покрытия от 0,3 до 0,9 мл/л скорость коррозии КЭП цинк-фторопласт увеличивается от 0,028 до 0,033 г/м2ч и от 0,027 до 0,033 г/м2ч соответственно (рис. 1). Скорость коррозии КЭП цинк-фторопласт, по-видимому, уменьшается как за счет изменения структуры осадка, так и за счет получения гидрофобной поверхности.

Исследована зависимость микротвердости КЭП цинк-фторопласт от катодной плотности тока и температуры электролита. При увеличении катодной плотности тока от 2 до 5 А/дм2 микротвердость КЭП цинк-фторопласт увеличиваются от 370 до 430 МПа. При увеличении температуры электролита от 20 до 40 °С микротвердость КЭП цинк-фторопласт уменьшается от 400 до 350 МПа.

Зависимость скорости коррозии КЭП цинк-фторопласт полученных при различной катодной плотности тока (а) и температуре (б), pH электролита (в) и концентрации СФ-4Д (г)

Рисунок 1 - Зависимость скорости коррозии КЭП цинк-фторопласт полученных при различной катодной плотности тока (а) и температуре (б), pH электролита (в) и концентрации СФ-4Д (г)

Севастьянова Ирина Васильевна, магистр 1 курса технологического факультета Южно-Российского государственного политехнического

университета имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, РФ

Старунов Алексей Викторович, аспирант 1 курса технологического факультета Южно-Российского государственного политехнического

университета имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, РФ

Научный руководитель - Балакай Владимир Ильич, доктор технических наук, профессор кафедры стандартизации, сертификации и управления качеством, декан технологического факультета Южно-Российского государственного политехнического университета имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, РФ

УДК 621.357.7

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >