pdf.php@id=6114

Рассеивающая способность и, следовательно, равно­ мерность покрытия тем лучше, чём выше катодная поляри­ зация и электропроводность раствора. Поэтому с повыше­ нием температуры и концентрации солей металла, при прочих постоянных условиях, рассеивающая способность

вбольшинстве случаев падает, так как катодная поляри­ зация при этом уменьшается. С другой стороны, повышение плотности тока увеличивает катодную поляризацию, что

внекоторых случаях (например, в цианистых растворах)

компенсирует снижение катодной поляризации, вызванное повышением температуры и концентрации металла. Сле­ довательно, повышая плотность тока в цианистых рас­ творах, можно получить в них достаточно равномерные покрытия, даже при наличии повышенной температуры и высокой концентрации соли металла в растворе.

Таким образом, при выборе электролита для интенсифи­ цированного режима процесса нужно исходить не только из условий, которые позволяют увеличивать плотность тока (высокая концентрация металла, повышенная темпе­ ратура, перемешивание электролита), но также принимать во внимание форму покрываемых изделий и способность электролита давать на них более или менее равномерное покрытие.

При покрытии изделий несложной формы можно рабо­ тать с растворами простых солей металлов достаточно большой концентрации, в которых допускаются высокие плотности тока, особенно при перемешивании сжатым воздухом. При покрытии изделий сложной конфигурации следует применять растворы комплексных солей металлов (например, цианистых).

В большинстве случаев для получения более равно­ мерных металлических осадков необходимо применять плотность тока тем меньшую, чем сложнее форма покры­ ваемых изделий.

К искусственным приемам уменьшения неравномер­ ности гальванических отложений относятся:

1) применение дополнительных и внутренних анодов, повторяющих форму покрываемых изделий так, чтобы расстояния между участками изделий и анода были при­ мерно равными для получения на них одинаковой плот­ ности тока (рис. 5);

2) применение дополнительных катодов, забирающих на себя часть тока, что предохраняет выступающие участки

31

изделий от образования наростов («пригаров») и дендритоЕ (рис. 6);

3)использование неметаллических экранов, которые

помещаются между выступающими участками изделия

ианодами;

4)увеличение расстояния между покрываемыми изде­

лиями “й--анодами, что уменьшает относительную разниц} между выступающими и углублен' ными участками изделия и ано дами.

Этим приемы применяются осо бенно часто при размерном хроми ровании в связи с крайне низко! рассеивающей способностью хро мового электролита.

ВЫБОР ТИПА И ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЙ

При выборе защитных, защитно-декоративных и спе­ циальных покрытий необходимо принимать во внимание назначение и способ нанесения покрытий, условия экс­ плуатации, материал изделия, возможность контактиро­ вания металлов, сплавов и покрытий в зависимости от их электродного потенциала, а также защитные свойства анодных и катодных покрытий.

Защитные свойства каждого металлического покрытия определяются следующими условиями:

1) величиной электродного потенциала металла покры тия по отношению к электродному потенциалу защищае­ мого металла, т. е. тем, будет ли металл покрытия при образовании гальванической пары катодом или анодом.

32

Металлы, склонные покрываться пассивной пленкой (на­ пример, хром), хотя по величине электродного потенциала должны были бы относиться к анодным покрытиям, по отношению к железу становятся катодными покрытиями; 2) химической стойкостью металлов покрытия против воздействия той среды, в которой находится изделие, потому что защитные свойства зависят от того, какое влия­ ние на металл покрытия будут оказывать такие химические реагенты, как, например, влажный воздух, морская вода,

кислоты, щелочи и пр.; 3) конструктивными требованиями в зависимости от

условий эксплуатации и изделия.

Таким образом, при выборе типа покрытия и толщины слоя следует руководствоваться соответствующим ГОСТом на покрытия, техническими условиями и требованиями конструкции, указанными в чертежах изделия.

Классификация металлических и неметаллических (неорганических) покрытий и обозначение в чертежах приведены в ГОСТе 9791—61; назначение, характеристика и толщины покрытий в зависимости от условий эксплуата­ ции изделий приводятся в нормалях машиностроения МН 2165—63 «Покрытия металлические и неметалличе­ ские (неорганические)».

Покрытия в чертежах обозначаются буквенно-цифро­ выми индексами, указывающими способ нанесения, мате­ риал покрытия, толщину слоя, степень блеска и вид допол­ нительной обработки.

Способы нанесения покрытий обозначаются так: хими­ ческий — Хим.; анадизационный — Ан.; горячий — Гор.; диффузионный — Диф.; металлизационный — Мет.; галь­ ванический не обозначается.

Материалы покрытия обозначаются начальными бук­ вами, например; цинк — Ц, никель — Н, медь — М, хром — X, олово — О и т. д. В обозначениях многослой­ ных покрытий указываются все металлы, образующие покрытие в порядке нанесения слоев.

Степень блеска обозначается: матовое — м; блестя­ щее — б; глянцевое — г; зеркальное — зк.

Виды дополнительной обработки, которой подверга­ ются цинковые, кадмиевые, серебряные и другие покрытия, например фосфатирование, хромирование, хроматирование, оксидирование, обозначаются соответственно «фос» «хр», «оке».

ТИПОВЫЕ РАСЧЕТЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ГАЛЬВАНОТЕХНИКЕ

РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ ПОКРЫТИЯ

П ри выполнении работ по покрытиям деталей и изделий

часто приходится при установлении режима подбирать плотность тока и требуемую силу тока на шинах ванны, для чего необходимо вычислять' площади поверхностей деталей, подлежащих покрытию. Это особенно относится к тем случаям, когда производится покрытие новых дета­ лей и изделий, опытных образцов и пр. При вычислений поверхность детали разбивают на элементы плоских фигур и плоскостей, площади которых подсчитываются отдельно, а затем суммируются. Необходимо учитывать всю поверх­ ность, подлежащую покрытию, —наружную и внутреннюю, лицевую и оборотную.

Площади поверхности вычисляются по формулам,

т

U— ь —-J I

35

Продолжение табл. 5

F — л {R2 — г3) =

Кольцо

= тх (П3 — d2)

*

-с

%+г

36

П родолжение табл. 5

На практике для определения поверхности изделий, если известны вес и толщина изделия, пользуются следу­ ющими формулами:

поверхность штампованных изделий из листового ме­ талла (с учетом торцовой поверхности)

поверхность изделий из проволоки

поверхность изделий из ленты

здесь S — поверхность изделий в см2] Р — вес изделий в Г; Н — толщина изделия в мм]

у— удельный вес металла, из которого изготовлено изделие;

d — диаметр проволоки в мм\ а — толщина ленты в мм;

b — ширина ленты в мм.

37

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАСЧЕТНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА ОСАЖДЕНИЯ

Вес металла, подлежащего осаждению, определяется по следующей формуле:

при осаждении слоя толщиной 1 мк на поверхности 1 м2 надо осадить

1 мк вес покрытия на поверхности 1 ж2 равен удельному весу, следо­ вательно, при осаждении 1 Г металла на поверхности, равной 1 ж2*

толщина покрытия составит а = Для определения толщины по­

крытия (в мк) при осаждении 1 Г металла на поверхности 1 дм2 следует

Часто гальванику дают задание нанести на изделие или деталь защитный слой металла определенной толщины, предусмотренный техническими условиями, и ему нужно рассчитать время, необходимое для получения заданной толщины осадка, или определить толщину слоя, получен­ ную за определенное время электролиза.

Количество осаждающегося на катоде металла подсчи­ тывается по формуле Р — СИ. Если же принять во внима­ ние величину выхода тока, обозначенную через rj, то фор­ мула для расчета будет

I — сила пропущенного тока в а;

t — время процесса электролиза в час; ТГ) — выход по току в %.

Пример. Определить вес и толщину осадка серебра на изделиях при продолжительности процесса электролиза 1,5 ч и силе тока, под­

38

В этих формулах:

t — время осаждения в мин\ DK— плотность тока в а!дмг\

Т1 — выход по току в %;

Y — удельный вес осаждаемого металла в Г/см3; С — электрохимический эквивалент в Г/а-ч.

На основе приведенных формул составлены таблицы продолжительности осаждения металлов в зависимости от плотности тока, которыми обычно пользуются при расчетах (см. приложение).

При покрытии мелких деталей в насыпном виде в бара­ банах и колоколах под непосредственным действием тока находится только часть поверхности загруженных деталей. Учитывая недостаточную равномерность пересыпания дета­ лей и возможную истираемость слоя покрытия, следует продолжительность электролиза, вычисленную по форму­ лам (1) и (2), увеличить приблизительно на 15—25%.

Некоторые часто встречающиеся расчеты поясняются следующими примерами.

Пример 5. Требуется определить продолжительность осаждения никеля; толщина осажденного слоя 25 мк, по технологическому режиму ванна работает при плотности тока 1,5 а/дм2 и выход по току соста­ вляет 98%.

Подставляя значения в формулу (2), получим

t = 0,025-8,8 1000 60 = 85 мин. 1,5-1,095-98

Пример 6. В цехе хромирования имеется генератор постоянного тока, вырабатывающий ток 1000 а. Требуется определить максималь­ ную производительность при работе 7 ч в смену, если слой осаждаемого хрома имеет толщину 20 мк при выходе по току 15%. Удельный вес осадка хрома 6,0 Г/см3, электрохимический эквивалент С = 0,32.

Рассуждаем так: для покрытия площади 1 м2 нужно осадить 6,9 X X 20 = 138 Г хрома; при выходе по току 15% для осаждения этого количества потребуется

138*100 = 2730 а-ч.

0,32-15

За 7 ч генератор может дать 7*1000 = 7000 а-ч, следовательно, максимальная производительность составит

7000

2,56 м2, или 256 дм2.

2730

Пример 7. При покрытиях в колоколах не вся поверхность деталей участвует одновременно в процессе, поэтому при расчете времени выдержки пользуются таким методом; для мелких деталей расчет обычно производят исходя не из плотности тока, а из принятой силы тока на колокол, поверхности покрытия и заданной толщины слоя покрытия.

40