Способ электроосаждения цинка

 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению цинка, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для покрытия деталей с целью защиты их от коррозии. Предложен способ электроосаждения цинка в электролите, содержащем сульфат цинка, сульфат алюминия, сульфат натрия, причем для разработки стабильного электролита цинкования, позволяющего получать блестящие покрытия с выровненной поверхностью без предварительной проработки, в электролит вводят бутиндиол 1,4 (35%-ный) при следующем соотношении компонентов, г/л: сульфат цинка 200-250, сульфат алюминия 20-30, сульфат натрия 50-100, бутиндиол 1,4 (35%-ный) 30-40 мл/л, при этом электроосаждение ведут при рН 3-4, температуре 15-30^oС, катодной плотности тока 1-6 А/дм², с выходом по току 93-98%, при перемешивании электролита. Изобретение направлено на разработку стабильного электролита цинкования, позволяющего получать блестящие покрытия с выровненной поверхностью без предварительной проработки. 1 табл.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению цинка, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для покрытия деталей с целью защиты их от коррозии. Для электроосаждения цинка известно большое количество электролитов [1]. Для покрытия деталей простой конфигурации, как правило, используются кислые электролиты цинкования. Из кислых электролитов довольно широкое применение находят сульфатные электролиты, содержащие в своем составе различные органические вещества [1]. Наиболее близким к изобретению является сульфатный электролит цинкования следующего состава [1], г/л: Сульфат цинка - 200-250 Сульфат алюминия - 20-30 Сульфат натрия - 50-100 Декстрин - 8-10 рН - 3,6-4,4 Режим осаждения: Температура, ^oС - 15-30 Катодная плотность тока, А/дм² - 1-4 Выход по току, % - 95-98
Недостатки этого электролита:
1. Поскольку декстрин выпускается в промышленности неодинакового, неопределенного состава, поэтому во избежание порчи электролита необходимо проверять пригодность декстрина в малой лабораторной ванне.

2. Получаются матовые покрытия.

3. Электролит не обладает выравнивающей способностью.

4. При длительном стоянии ванны без тока на поверхности электролита образуются хлопьевидные сгустки (грибки). При этом осадки получаются темными, шероховатыми. Для получения качественных покрытий в этом случае необходима проработка электролита.

5. Требуется предварительная проработка.

Задача изобретения - разработка стабильного электролита цинкования, который позволил бы получать блестящие покрытия с выровненной поверхностью без предварительной проработки.

Поставленная задача достигается тем, что в электролит цинкования, содержащий сульфат цинка, сульфат алюминия, сульфат натрия, вводят бутиндиол 1,4 (35%-ный раствор) при следующем соотношении компонентов, г/л:
Сульфат цинка - 200 - 250
Сульфат алюминия - 20-30
Сульфат натрия - 50-100
Бутиндиол 1,4 (35%-ный раствор), мл/л - 30-40
рН - 3-4
Температура, ^oС - 15-30
Катодная плотность тока, А/дм² - 1-6
Выход по току, % - 93-98
Процесс проводится при перемешивании электролита.

Сульфат алюминия является буферирующей добавкой для поддержания рН (рН 3-4).

При рН<3 получаются блестящие покрытия с низким выходом по току. При рН>4 получаются серебристые покрытия, электролит работает нестабильно. Сульфат натрия вводится в электролит для повышения электропроводности. Бутиндиол 1,4 является блескообразующей и выравнивающей добавкой. Концентрация его в электролите должна изменяться в пределах 30-40 мл/л. Отклонение от этих пределов приводит к получению серебристых покрытий.

В качестве анодов используется цинк марки Ц0 или Ц1. Во избежание загрязнения электролита анодным шламом цинковые аноды следует заключать в чехлы из полипропиленовой ткани. Корректировка электролита по сульфату цинка, сульфату алюминия, сульфату натрия, бутиндиолу 1,4 проводится по данным химического анализа.

Готовят электролит следующим образом. Необходимое количество сульфата цинка, сульфата алюминия, сульфата натрия растворяют в дистиллированной воде в отдельных емкостях при температуре 60^oС. Приготовленные растворы заливают через фильтр в рабочую ванну. После этого в электролит добавляют бутиндиол 1,4 (35%-ный раствор), доливают дистиллированной водой до заданного уровня и перемешивают электролит. Проверяют величину рН, корректируя ее 2-3%-ным раствором серной кислоты или едкого натра.

В таблице приведены предлагаемые (1-3) и известные (4-5) составы электролитов и условия электроосаждения цинковых покрытии.

Как видно из таблицы, предлагаемый электролит (1-3) позволяет получать блестящие покрытия. Электролит стабилен в работе, обладает выравнивающей способностью и не требует предварительной проработки. Полученные блестящие покрытия из предлагаемого электролита имеют красивый декоративный вид, мелкокристаллическую структуру, прочно сцеплены с основным металлом.

Источники информации
1. Гальванотехника. Справ. изд. Ажогин Ф.Ф., Беленький М.А., Галль И.Е. и др. М.: Металлургия, 1987, 736 с.

2. Кругликов С.С. Выравнивание поверхности при электроосаждении металлов. Итоги науки и техники. Серия Химия. Электрохимия. Изд-во ВИНИТИ. 1965, с. 117-147.

Формула изобретения

Способ электроосаждения цинка в электролите, содержащем сульфат цинка, сульфат алюминия, сульфат натрия, отличающийся тем, что для разработки стабильного электролита цинкования, позволяющего получать блестящие покрытия с выровненной поверхностью без предварительной проработки, в электролит вводят бутиндиол 1,4 (35%-ный) при следующем соотношении компонентов, г/л:
Сульфат цинка - 200-250
Сульфат алюминия - 20-30
Сульфат натрия - 50-100
Бутиндиол 1,4 (35%-ный), мл/л - 30-40
при этом электроосаждение ведут при
pH - 3-4
Температуре, ^oС - 15-30
Катодной плотности тока, А/дм² - 1-6
С выходом по току, % - 93-98
при перемешивании электролита.

РИСУНКИ

Рисунок 1