Разработка технологических схем для нанесения гальванических защитных покрытий и изучения их свойств

         и потенциалы анода и катода соответственно [3];

         коэффициент, учитывающий потери напряжения в электролите за счет газонаполнения ();

         сопротивление электролита [3].

 

Тогда получим, что 

 

 

 

4. ИЗУЧЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ПОКРЫТИЯ

Цинк-никелевые  покрытия все чаще применяют для замены токсичных и дорогостоящих кадмиевых и кадмийтитановых покрытий. Их преимуществом является более низкая стоимость, нетоксичность и меньшее наводороживание стальной подложки при их нанесении. При соблюдении специальных требований  после нанесения цинк-никелевых покрытий даже на высокопрочные стали их механические свойства не ухудшаются.

При испытаниях в камере соляного тумана в течение 3000 ч образцы  с цинк-никелевым покрытием показали значительно большую защитную способность, чем образцы с кадмийтитановым покрытием (рис.2).

 

 

рисунок 2 – Зависимость электродных потенциалов цинк-никелевого (1) и кадмийтитанового (2) покрытий от продолжительности испытаний в камере соляного тумана. Заштрихована область протекторной защиты стали от коррозии.

 

Электродный потенциал цинк-никелевого покрытия после 4 мес. испытаний сдвинулся в положительную область весьма незначительно (на 100—120 мВ), в то время как протекторное действие кадмийтитанового покрытия прекратилось после испытаний в течение 14 суток. На образце с цинк-никелевым покрытием толщиной 12,5 мкм первые очаги коррозии подложки появились после 7604 ч испытаний, в то время как кадмийтитановое покрытие прокорродировало почти полностью за 1848 ч.

Многочисленные экспериментальные  данные указывают на то, что цинк-никелевые покрытия зачастую обеспечивают более лучшую защиту изделий от коррозии в целом ряде случаев. Установлено, что при коррозионных испытаниях в камере соляного тумана при температуре 35 °С ржавчина на образцах с цинковым покрытием толщиной 12,5 мкм появляется после 72—168 ч, а на образцах с цинк-никелевым покрытием той же толщины после 240—336 ч.

Методом рентгеновской фотоэмиссионной  спектроскопии установлено, что белые продукты коррозии цинк-никелевого покрытия, образующиеся на поверхности этого покрытия, состоят главным образом из смеси Zn(ОН)₂ и ZnСO₃. Слой покрытия, находящийся под слоем продуктов коррозии, обогащается никелем, что облегчает его пассивацию. При испытаниях в камере соляного тумана продолжительность периода до появления ржавчины при содержании в покрытии 10—16% Ni, оказывается наибольшей (в 6—10 раз, чем у цинкового покрытия). Кроме того, сталь с цинк-никелевым покрытием обладает лучшей способностью к точечной сварке.

При коррозионных испытаниях цинк-никелевых покрытий, независимо от условий их нанесения или метода испытаний, часто наблюдается локальное коррозионное разрушение – питтинг или растрескивание покрытия. Было установлено, что в покрытиях с содержанием более 25 % Ni микротрещины появлялись в момент нанесения покрытия. В покрытиях с меньшим содержанием никеля трещины появлялись только после коррозионного воздействия агрессивной среды. Одной из причин возникновения трещин в покрытии, содержащем более 25 % Ni, является неравномерное распределение в слое покрытия цинка и никеля, причем участки с повышенным содержанием никеля являются центрами зарождения трещин. В покрытиях с меньшим содержанием легирующего компонента основной причиной растрескивания являлись высокие внутренние напряжения. Испытания цинк-никелевых (8%Ni) покрытий в средах, имитирующих пластовые воды ряда нефтеносных горизонтов, показали, что их коррозионная стойкость в этих условиях                  в 1,7—2,4 раза выше, чем нелегированного цинкового покрытия. Высокую коррозионную стойкость показали цинк-никелевые покрытия в условиях контактной коррозии и движущейся высокоминерализованной пластовой воде. Образцы с цинк-никелевым покрытием лучше противостоят и сероводородному растрескиванию по сравнению с образцами, защищенными нелегированным цинковым покрытием. Повышенные коррозионная стойкость и защитная способность цинк-никелевого покрытия обусловлены характером образующихся на его поверхности продуктов коррозии. Их формирование на этом покрытии происходит с участием никеля и его соединений, что способствует созданию достаточно плотных, прочно сцепленных с покрытием защитных слоев, экранирующих доступ коррозионных агентов к поверхности покрытия.

Многослойные гальванические покрытия используют для защиты от коррозии труб диаметром 6 – 12 мм для автотракторной промышленности.

Сравнительные коррозионные испытания образцов труб диаметром    12 мм с гальваническим покрытием  в камере соляного тумана показали высокие защитные свойства. Защитные свойства такого покрытия в 1,4 раза выше, чем однослойного цинкового покрытия [6,7].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Перспективность использования  легированных цинковых покрытий для  деталей крепежа автомобильного двигателя связана с тем, что  они в процессе работы двигателя  испытывают нагрев до 120 ⁰С. В этих условиях хроматированные цинковые покрытия быстро теряют свою защитную способность из-за дегидратации хроматного слоя, тогда как покрытия на основе сплавов цинка оказываются в этих условиях значительно более устойчивыми.

Хотя никель более дорогой, чем цинк, однако, благодаря тому, что небольшие добавки никеля значительно повышают срок службы оцинкованных изделий, применение цинк-никелевых покрытий является экономически целесообразным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Цинкование. Справ. изд. Проскуркин Е.В., Попович В.А.,  Мороз А.Т. М.: Металлургия, 1999. – 528 с.
2. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. В 2-х томах/Под ред. М.А. Шлугера. – М.: Машиностроение, 1985.
3. Ямпольский А.М., Ильин В.А. Краткий справочник гальванотехника. – Л.: Машиностроение, 1999. – 269 с.
4. Гальванотехника. Справ. изд. Ажогин Ф.Ф., Беленький М.А.,      Галь И.Е. и др. М.: Металлургия, 1987. – 736 с.
5. Оборудование гальванических цехов. Вайнер Я.В., Кушнарев Б.П. Л.: Машиностроение, 1990. – 128 с.
6. Защита от коррозии. т.1 Покрытия металлические и неметаллические неорганические. – М.: Изд-во стандартов, 1990.
7. Лобанов С.А. Практические советы гальванику. – Л.: Машиностроение, 1988. – 248 с.
8. Мельников П.С. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении. – М.: Машиностроение, 1979. – 296 с.
9. Дасоян М.А. Технология электрохимических покрытий. – Л.: Машиностроение, 1999. – 391 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

					Д. 2404.13.201.09.0000.ПЗ	Лист
Изм	Лист	№ докум	Подпись	Дата