КАДЛ1ИР0ВАНИЕ

Рис. 4. Катодные [I -5) ii анодные (o-S) полярнэаЕшонные кривые в пирофосфат-ном электролите кадмирования, содержащем 102 г/л к4рио;-зн20, при рН 8, температуре 50 С и различной концентрации CdSO,-8/3 П,0 г/л;

1, 2, 4 - 9-9,?: 3-22: I - без трнло-на Б: 5 - с добар.кой ,S6,1 г,л фи-

лона В] 4, 5 - для катода при частоте пра-1щ:ния язо и Г200 об/мин; 7, 5 - с добап-коП KaHPOj (I I 3 н)

прсде/гению металла по катодной поверхности,

Кадмирс вание проводится в пиро-фосфатном электролите следующего состава (г/л):

CdSO.- /,H..O ......... 9,2

K.P,0,-3HsO.......... 192

Режим осаждення: / = Go -С; 1 - 0.22,0 А/дм : 1ц = 0,20.4 А,дм .

4. Составы аммиакатных электролитов надм

Рис. 5. Зависимость катодного выхода но току от плотности тока в пирофосфатном электролите кадмирования, содержагцсм 192 г/л KiPsOiSHaO, прн рН 8 и р. > лнчном содержании CdSO,-8/ЗН 0 (г/,); l-i-AA; 4, -j,2; f - 22: /-J cil-3 трилона Б; 5. # - с дпбавио( .-7,2 г л трк.тона Б: 1 - 2 - при 2(- С: 3-6 - iiiuf

Применяется также пирофосфатпьт электролит следуюи1,его состава (г.л): r.ilSO.-VjHjO 16-20

K,P,0-,-M.fi........19l:-2lO

TpHJiDii Б.......... .sj-.t,-

Режим о с a >k д о и и я: t ~ Ы) С; 1 до 2,0 А/дм: Ig до 0,4 А/дм.

Электролиты с органическими и смешанными лигаидами комплексов кадмия. Трилонатные элек

рования 1г/л) и режимы осаждения

Комгонент).!

ьлсктргшита

ii pcil-UM

.Nv 5ЛРКТр0Л1-.т11

CtlSO,.8/3 Н.О

CdO,

(NH.l.SOj

NH.Cf

NaCl

H,BO,

Днспергатор НФ-А, мл/л Уротропин - Клей столярный мездровый Тиомочеиина ОС-20

Добаика ДХТИ 2()3-А, мл.л Добавка ДХТИ 203-Б, мл/-

40-50

20(1-30-

.28(1 -40

40-6 I 240-250

.40-100

PS-20

0.7- 1,2

А дм

0,к-

40-60 140-16.1 Е5-Э0

20-;io

JO-51

30 -.10 2,10-300

20 - 30

0,8-1,2 18-20

4,0-.Ij, г,

1G-3j

2 -S

П p и M с Ч u H я: I, .Члектролит № высокопрочных и пружинны.х стале.1

) п -,= i; ?: >.арактер1,зу,.тся высокой PC

3. Электролит № i применяется для блесящсо кадм1,ров, :я

0,7-1,0 18-25

. j.o-o.e

применяется Д.-1Я кад.мировавия деталей н стабильностью. Покрытия оса-

Электролиты ДЛЯ нанесения кадмиевых покрытий и сплавов

{X р о Л и т ы. Состав комплексов Cd с трилоном зависит от рН раствора. При рН <с 3 в электролите преобладают водородные комплексы кадмия CdHY , при рН > 3,0 нормальные CdY и при рН > 10 возможно об--разова11Ие [Cd(OH)Y ](2-Ьа:)-. В кислых электролитах (при рН 3-4) при малой катодной поляризации разряжаются в основном простые ионы Cd, образующиеся в результате дисгоциа-ции CdHY- s± С<Р* -,- HY и CdY-t-+ № =Cd -h HY=

Светлые мелкокристаллические осадки Cd осаждаются из электролита следующего Состава (г/л);

CdSO.-.sHfO.......75-80

Tpii.i:oH Б ........120-[.lO

КОН............ 35-40

Режим Осажденнп: i 18 --25 Г; к .0 4-2,5 А/дм; 0.7 . 1.0 А.дм ;

рН 6,5-7.S

Хорошие по качеству осадка Cd получены из электролитов следующего состава (г/л);

). CdO .........32

трилон Б.........280

NaCl ........... 58

NaOH........... 58

2. CdSO.- ;,H,0 ........ 64

трилон Б ..........112

NaOH............ 40

Режим оса/кдения: / =18 -Ь25 С;

= 10 А/дм*; рН II. Вы.ход по тоКу прн увеличении > 5 А.дм резко снижается и составляет 7, 75, 45 II 35 % cooTfiel-Ственио прн равных 1;5; J0 н 15 А,/дм

Гликоколовый электролит содержит кадмий в виде прочного комплексного соединения с а-аминоуксусной кислотой (гликоколом). Качество осадков кадмия, получаемого из этого электролита, в значительной степени зависит от рН раствора.

Электролит имеет следующий состав (г/л):

CdO........

гликоко.т .....

NaCl .......

тиомочевииа . . . . клей столярный . . Режим о с а ж д е i

40 ПО 58 2.5 1

и я; ( =1 20 4-36 X;

до 1 А.дм ; рН 7 - 8; ВТ = 98-г100

Осаждение сплавов. Сплав Cd-Ni. Наибольшее применение нашел электролит следующего состава (г/л):

сульфа.мат кадг/ив суль(>амат hhkcj м гликоль . . . .

15-20 115-125

60 - 75

желатина..........J.5-2,0

иафталииднсульфокислота . . 2,0-2.5 р е ж и м о с а ж д е я и я: / - 40-; 4о X: рН 3,2-3,6; 1 = 0,5-1,5А/д 2; аноды-из кадмня; в осадка.\ содержится 5-20 % Ni.

Сплав Cd-Sn. Покрытия сплавом Cd-Sn улучшают свинчиваемость и паяемость детален. Их применяют для защиты от коррозии крепежных деталей из стали и меди, а также изделий, работающих в условиях морского и тропического климата. Для осаждения сплава Cd-Sn, содержащего 20-50 % Sn, применяют электролит следующего состава (г/л);

СоСИИ,)........... 240-250

NH.BF..........60-00

HCF,............ 50-70

Н,ВО, ........... 18 20

Sn(BF4)j .......... 20-30

клей столярный....... 1 - 2

Режим осаждения: t = 20-i-30 С;

1,5-1-2 А/дм2; аноды - из сплава Cd-Sn.

Перемешивание приводит к обогащению сплава Sn, как и при увеличении концентрации Sn в электролите. Так. при содержании Sn(BF4)2 = 30-> -5-40 г/л в осадках содержится 60- 80 % Sn.

Сплав Cd-In. Покрытия сплавом Cd-In применяют в радиотехнике и электронике для улучшения пая-емости деталей, а также для защиття их от коррозии в условиях морского и тропического климата. Покрытия сплавом Cd-In, содержащие более 50 % 111, получают из сульфаматного электролита. Но покрытия сплавом Cd-In, богатые In, обладают меньшей коррозионной стойкостью.

ПолиэитлеиполиамииоБый электролит позволяет получать коррозионно-стойкие покрытия, особенно в средах, содержащих продукты окисления смазочных масел и органические кислоты. Оптимальным для осаждения сплава Cd-In является электролит слсдуо-щего состава (г/л);

CdS0,- ;,H,O........ 25-5(1

1Пг(504)я .......... 10-15

полнэтилснполнамсн.....100-МО

(NHJjSO........... 80-100

Режим осаждения; / - 20 псремешиванне ири частоте вращсш я мешалки, равной 200 об/мин; ~ 2

4 А/ли: рН И.6-Т-,8, ВТ = к? 4-88%; аиод - из Cd. ГТри этом получают светло-серебристые покрытия, содержащие 10- 25 % In и имеющие ме.ткокристалличесную структуру.

5. Неполадки при кадмированин

Причина неполадок

Сгособ устранения

Прнгары

Покрытии темное

Покрытие шероховатое

Вздутие [.окрытия и пу зырьки

Пятна на поверхности кадмия

Отслаиг.ание покрытия Питтин! покрытия

HenoKpi,!-ii.ie углуб-ченные участки поверхности

Крупные кристаллы и ден-дриты

Покрытие хрупкое

HiiSKiiii ь!Ыход aдиlя по току [фн обильном ibiAe.ie-Ы1И иодорода

Пассииировапис гшодов (темная пленка иа анод )

Локрытш пятнистое, аноды чернеют

Пояплсние иа анодах белого ц.ч.оти

Цианистые электролиты

Высокая плотность тока, небольшое расстояние между анодом и к;1тодом

Низкая плотность тока, нарушен состав злектрстигл

Электролит загрязнен взвешек-ными Частицами Плохня подготопка поверхности, :авышена плотность тока

Дстали очень пористы, плотность тока завышена

Детали недостаточно обезжирены н сл;)бо актчвчровйиы

Плохая подготовка поверхности

Загряз1:ение электролита органическими соединениями (некачественными добавками)

Слишком низкая температура электролита прн высокой плотности Тока

Недостаточная рассеивающая способность электролита: высокая концентрация кадмия, низкая концентрация цианистого натрия, высокая температура электролита 3ai рнзнен ле>тролит нлн низкая плотность тока и высокая температура

УлекгрОлнт аагрязнек орглни JCKHMH веществами, в .электролите недостает щелочи Недостаточное содержание Cd в sj;ek7ролите, м;1Л0 содержание NaOH ири избытке NaCN

Недосгаючн е содержание свободного цигшида н едкою натра; высокая анодная плотность тока

Накопление в электролите при-месеП сиинца, олова, сурьмы (си. 0,05 гл каждого) или мы1]:ьяка ((),00Г. г/л)

Сернокислые электролиты Различие свинца в анодах

Понизить плотность тгка-увеличить расстояние мех.ду катодом и анодом Установить необходимою плотиОсть гока, провергть состав электролита (>:hmi!. ческим анализом) Профильтровать электро. ит

Более тщГ-Тельно прово ть обспжирипаине и акт f?,. нню. понизить плотно ть тока

Погрузить детали перед ла-нессннем покрытия на 3-.S г в водный растпор кнслс о виннокислого калия (4 г ии I л поды) прн комнат],oil темпер?,т>ре, понизить пл т-пость тока

БолРе тщательно провод ть операции о6езжнр1(Вйнпр и гктивации

Улучшить подготовку

Разбавить электролит бог. и откорректировать по ноЕным компонентам, пр -работать электролит Подогреть электролит о 30-35 °С илн Снизить глотность тока

Снизить концентрацию С , заменить Cd анОды уго i-иымг, добавить NaCN, см-зить температуру элект -лита

Повысить плотиость т01 , устранить тагря.о1енпост1. электролита, попи:цть тс i-пературу. если электргл подогрепнется, увелим, ь содеркание свободного щ-иида. Проработать элект[1п-л1[т. добавить щелочь

Увеличить содержание ( остаиляя аноды в элсктрг -лиге после надмироваи попысить содержание NrOH гюнитить плотность то ?, Повысить содержание ци i -да и едкого натра в .лект лите; умеиЫ1)11Ть анод и.чотность тока. HpopafioTaTb злектролпт и плотности тока 0,.3 - 0,5 Адм

Раз в смену чистить анод и пыгружать нх из в н после окончания кадм ]

Продолжение табл. 5

Покрытие темное

Пригары

Покрытие шероховатое

Покрытие темное

Покрытие темное в углублениях деталей

Недостаточная рассеивающая способность электролита

Уменьшение скорости ога-ждения кадмия (снижение выхода кадмия по току)

Покрытие грубокристалли-чеекое

Покрытие темное губчатое

Хлорнстоаммопийные электролиты

Разложение тномочевниы при растворении в горячей воде

Повышенное значение рН электролита

Высокая плотность тока, небольшое расстояние между анодом и катодом, низкая кислотность электролита;

Высокая плотность тска, электролит загрязнен механическими примесями

Добавить тиомочевину в соответствии с дг.нными £на-тиза

Довести кислотность раствора до рн 2 - 3 н проработать зле1,тролит Понизить плотность тока, увеличить расстояние между анодом и катодом, откорректировать электролит химически чистой ИС1 Снизить плотность тока, профильтровать электролит

Сульфатноаммоинг1ные электролиты

Повысить содержание ОС-20,

Недостаточное содержание ОС-20. низкая температура электролита

Недостаточное ::одсржание уротропина

Низкое содержание диспергатора НФ

Повышенное .значение рН электролита (рн > 6), высокая катодная плотность тока

Пониженное значение рН электролита (рН < 4), недостаточное содержание ОС-20 Накопление в электролите примесей РЬ, Sn, Sb. As(cB. 0,02 г/л каждого) или Ni. Fe (св. 0,5 г/л каждого)

повысить температуру электролита выше 2S С Повысить содержание уротропина в электролите Увеличить содержание диспергатора НФ в электролите

Довести кислотность электролита до рН 4,0-5,1. снизить катодную плотность тока до 0.8-1,2 А/дм Довести кислотность электролита до рн 4,0 -5.Г), увеличить содержание ОС-20 Проработать электролит при плотности тока 0,3 - Г. 5 А/дм

НЕПОЛАДКИ

ПРИ КАДМИРОВАНИН

Неполадки прп кадмправании,причины их появления и способы устранения приведены в табл. 5.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Цианистый электролит. В разных емкостях растворить в минимальном количестве воды N<iCN(KCN}, NaOH, Na2SO4-l0H.A(Nll4)2SO4) и NiSO X X ТН.р. Для растБорення допуска ется применять водопроБОдиую воду (после опробования). Окись кадмия разеедти в небольшом количестве воды,

довести до кашеобразного состояния п при помешивании постепенно добав-лять в раствор NaCN. После растворения основной М2ССЫ CdO добавить раствор NaOH и затем сернокислые соли, все тщательно перемешать, дать отстояться и отфильтровать (через стеклянную вату). К отфильтрованному чистому раствору добавить остальное расчетное количество воды. Последним ввести декстрин. Всю операцию приготовления электролита проводить прн соответс1вуюш.ей вентиляции ванны (бортовой отсос).

Окись кадмия можно заменить све-жеосаждеппым Cd(OH)o, полученным из CdSO-b ЗН;;0 или CdCIg и промытым

КАДМИРОВАНИЕ

двукратной декатацнер. Допускается применение CdS04-8/3H;.0 без осаждения щелочью Cd(Oir\) .

Блескообразующие добавки вводят в э.чсктролпт после ею проработки током до получения светла(Х осадков Cd.

Сернокислый электролит. Соли растворить в теплой поде в отде.1ьпых емкостях.

В рабочею ванну, заполненную до патоБины объема водой, осторожно влить l.sSOj и затем CcSOj-P/aHjO и NaSC-lOHaO,

Вспомогатсльпсе вещество СС-20 (нлн другие) тн1ательно растворить в теплой воде и в этот раствор при персмешнпатш добавить электр1лит до полною растворения масляных комочков. Раствор взестн и рабочую ванну при неремеи]иванни, которую затем долить водой до требуемого обьема. Электролит проработать несколько часов прн 0,7- 1,0 Л/дм , после чего ввести добавки.

Хлористоаммонийиый электролит. Электролит готовить в винипласговых ваннах растворением солен.

В половине расчетно! о объема теплой воды с температурой до 50 С (желательно при.ченять конденсат, допускается использовать водопроводную воду после ее опробования) растворить NH4CI и затем прн перемеишванин в той же ванне растворить CdClj, NaCl и тномочевину.

Столярный клей предварительно залить холодной водой на суткн, затем при перемешивании нагреть до 40- 60 С (до полного растворения клея) и ввести в отфильтрованный электролит при непрерывном помсщнваиин. Приготовленный электролит долить водой до требуемого объема и при несбходп-м[1сти откорректировать кислотность 25 %-ным раствором NiljOH пли HCI.

При отсутствии CdCIo можно использовать CdO и ИС1. Приготовление раствора CdCI-j проиоднть в отдельной BHHHn.iacTOBofi ванне. Для 1толучения 100 л хлорнстоа.чмоннГнюго электро-.жта кад,\нрованин в ванну емкостью 50 л залить 5 л ИС1 (плотностью 1,19) и добавить 35 л воды. В получстшй раствор НО ввести 2,8 кг CriO. Раствор перемешать до полного растворения CdO, Затем нейтрализовать избыток HCI 25-о;Иым раствором КН.,ОН до р11 4,0-4,5.

Полученный растьор CdCij офнль-

тровать, перелить в ванну кадмиров ванпя, затем добавить теплую воду растворить NHjCl, NaC! н тиомочевин Последним добавить столярный клен, приготовленный, как указано выше.

Электролит проработать при -- 0,25 0,50 Л/дм-* до по.1учеиия светлых гладких .мелкокрнсталлич -скнх Тсадко1[ Cd. Время проработки электролита зависит от чистоты xhmi-каток (около 0,5-1,0 Л-ч па I л .

Сульфатиоаммон н й ный электролит. КаЖ/1Ь!Й из компонентов электроли а ьэвеснть в соитветстБии с заданным составом и объемом ванны. Соли раств -рнть в теплой воде в отдельных смк(-стях Растворы солей CdS04-8/31l2 и (NHj)2SO декантировать в раСоч\ ванну, затем ввести растворенные в в(, де днспергатор НФ и уротропин.

Вспомогательное вещество ОС-20 нлг, друг-ие добавки тщательно растворит!, в теплой воде и в этот раствор при пс-ремешнваинн добавить э.тектролнт д nojHioro растворения масляных комоч ков. Раствор ввести в рабочую ваниу при перемешивании, которую затем долить водой до требуемого объема.

Полученный электролит подкислпп H2SO4 до рН 4,0-5,5.

Электролит проработать при / - = 0,25--0,50 .4/дм- до получения светлых гладких мелкокристаллических осадков Cd. Время проработки зави сит от чистоты химикатов (око,н> 0,5-1,0 А-ч на 1 л электролита), В электролиты блестящего кадмиропа-ния блескообразующие добавки вводят после проработыт электролита.

Э.тектролтгты кадмирования контр лировать в зависимости от загрузкi ванн, но ие реже двух раз в мсси1\ При эго.м проводить химический ai лнз электролитов на содержание ot нонных кс-мнонент-ов и вредных npi месей, рН электролитов njionepn ежедневно. Электролиты кадмир в ния корректировать с учсюу даннь химического анализа добавлением ком-[К)Нентов до требуемой коннентраипп Кислотность корректировать 3-5 ,и иьтм раствором HC1 или HSO, о з висп.мости от состава электролита и Hi 3-5о-иым раствором NHjOH и i NaOll.

Электролиты хлористоаммо1П1П1 те проверять на ск,лониость стали к к р розненному раст1ескпванню н наво ( рожнванию но ост 1 У02П-76,

Глава

ЖЕЛЕЗНЕНИЕ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Электролитическое желсзпение применяют н основно.м для повьипення псь верхностной твердости и сопротивления механическому изнашиванию дета-талей: в полиграфнческо!! промышлен-ностп для осталивания печатных форм, изготовления .методом гальванопласпу-ки толстых печатных форм и восстановления пзнетненных деталей матшиь

Для железнсния г!рименя10т растворы сернокислой, хлористой и борфто-ристоводородпой cv-vien F*.

Железо в обычной атмосфере быстро ржавеет, т. е. покрывается буркм налетом п.дратнроваппо! о оксида железа, П[)и прокалива1ПП1 в воздухе Ге окисляете!, превращаясь в FeQ, нлн РегО JcO. В водных растворах же-.аезо образует два вида И01юв раз-личнсчТ валентности -- IV*,

которым соответствуют два вида окис лов [еО и FeOy и два в.ида г[1Дратс]3 окислов Fc(OH), и Ie(Oll),.,.

Потсчннал Fe, naMepeiuibiii по и. в. э., равен -0,440 В. [1озтому Fe ле1 ко растворяется в разведенных кислотах, образуя в растворе ионы Fe*.

Осадки мектрю.тнтичсского Fe по своим свойствам и стртснпю отличаются от Fe, получсн1[ого в обычном металлургическом процессе. Изменение аюйств электролитического Fe обусловлено прежде всего особенностью катодного процесса его получеиня.

Покрытия на деталях, полученные в гфодессс осаждения Fe прн высоких температурах, малых плотностях тока и высокой концентрапии электролита, имеют гладкую бархатистую поверхность красивого серебристо-Гелото цвета, темнеющую тюсле непродолжительного пребываття на воздухе. С повышением плотности тока бархатистость осадка уменьшается, сменяется слабым блеском, и при достаточно большой плотности гока покрытие становится блестящим. Вместе с тем

увеличивается твердость и сопротип-ле1П1е разрывун уменьи1ается вязкость,

В хлористых /келезньгх электролитах различной концентрации соли Fe (200-600 г/л) нри изменении температуры (25-100С) и плотности тока (2-140 Л/дм) осаждаются покрытия в тпироком днана.тоне микротвердостн 135-647.

Зависиыост!, микротвердостн от температурит нагрева осадкс-в Fe приведена на рис. 1.

Изменение пористости электролитического Fe (чнстю нлои1адок (плато) на 1 мм) в зависимости от плотности тока и температуры показано ниже,

(, -с . РО t,e 80 80

А/ды..... 20 10 60 70

Число глощадок

на 1 ым ..... 4 31) 41 46

°С ...... КО СО 70 90

1,.. А/дм..... 80 4 0 4 0 4 0

е1исл< плоиадок

ия 1 г.ш- ..... ,52 162 04 9,5

Пористость электролитического Fe наиболее быстро (в 7,5 раза) растет прн изменении плотности тока от 20 до 40 А/т . Дал[а1ейшее повышение плотности тока характеризуется более медлен1н,1м увеличением числа площадок. Температура электролита оказывает резкое (по сравнению с влн-

Рис. I. Влияние нагрева на мнкротвер-дость э.чектролитического железа (Значеиия температуры соответствуют 200, 400, 600 °С)