Цинкование

Цинк является для черных металлов анодным покрытием, и поэтому электрохимически защищает от коррозии поверхности деталей из стали. Учитывая высокие защитные свойства и низкую стоимость при ремонте дизелей, электролитическим цинком покрывают тяги, вилки тяг, крепежные детали, трубопроводы и др.

Всего цинкованию подвергают более 200 наименований деталей. Толщина покрытия должна быть 0,010—0,013 мм. Технологический процесс цинкования деталей состоит из подготовки, цинкования и обработки после цинкования.

После механической обработки, обезжиривания и декапирования стальные детали цинкуют в кислом, цинкатном (щелочном) или в борфтористоводородном электролите.

Кислый электролит рекомендуется для цинкования деталей простой конфигурации. В кислом электролите получают светлое матовое покрытие, осаждение цинка обеспечивается при высоком выходе по току и незначительной катодной поляризации. Поэтому кислые электролиты обладают низкой рассеивающей способностью.

Для цинкования крепежных деталей и трубопроводов принимают кислый электролит следующего состава (в г нa 1 л воды): сернокислый цинк ZnSО₄·7H₂O — 215; сернокислый натрий Na₂SO₄·10H₂O — 50—100; сернокислый алюминий Al₂(SO₄)3·18H₂O — 30; алюминиевые квасцы KAl(SO₂)3·8H₂O — 45—50 и декстрин C₆H₁₀O₅ — 8-10. Кислотность электролита должна быть pH=3,5÷4,5.

Сернокислый цинк является основным компонентом электролита. В результате электролитической диссоциации он образует ионы цинка эфирнокислый натрий способствует повышению электропроводности электролита  его рассеивающей способности. Кроме того, улучшается структура осадка.

Сернокислый алюминии является буферным соединением и обеспечивает стабилизацию кислотности электролита. Кислотность электролита оказывает существенное влияние на процесс цинкования, при повышении кислотности (pH=2÷3) снижается выход металла по току ухудшается рассеивающая способность электролита. Снижение кислотности вызывает шероховатость покрытия.

Добавка декстрина в электролит способствует повышению катодной поляризации и улучшению рассеивающей способности.

Режим цинкования в кислом электролите следующий: температура электролита 15—25° С, плотность тока 1—2 а/дм2. При этом режиме выход металла по току составляет около 98%. Для повышения производительности процесса рекомендуется электролит перемешывать при помощи специальных лопастей, которые приводятся от электродвигателя через редуктор, или путем подвода в электролит сжатого воздуха. В случае перемешивания электролита плотность тока повышается до 3—6 а/дм2.

Для покрытия деталей сложной конфигурации рекомендуются цинкатные (щелочные) электролиты, обладающие высокой рассеивающей способностью. При их использовании обеспечивается равномерное покрытие цинком всей поверхности детали. Наиболее распространен цинкатный электролит следующего состава (в г нa 1 л воды): окись цинка ZnO — 8—10, едкое кали КОН (или едкий натр NaOH) — 100—140 и олово (в виде хлористой соли) — 0,20—0,25. Олово вводится в состав электролита для обеспечения стабильной работы и получения плотных осадков цинка без дендритных отложений. Режим обработки (без перемешивания) в цинкатном электролите рекомендуется такой: температура электролита 50° С, плотность тока 1,2 а/дм2. При перемешивании электролита плотность тока повышают до 2,0—2,5 а/дм2. Выход металла по току в цинкатном электролите составляет 97—99%.

За последние годы в машиностроении для цинкования стальных деталей стали применять борфтористоводородный электролит, состоящий из 280—300 г борфтористоводородного цинка Zn (BF₄)₂; 28—30 г борфтористоводородного аммония NH₄BF₄; 28—30 г хлористого аммония NH₄Cl и 0,5—1,0 г солодкового корня на 1 л воды. В состав электролита вводят HBF₄ до получения кислотности pН = 1÷2. Этот электролит обеспечивает высокую интенсификацию процесса цинкования. Светлое, мелкокристаллическое плотное покрытие получают при режиме: t_эл=35÷40° С и Д_к=40÷50 а/дм2.

При цинковании в качестве анодов применяют стержни (пластины), изготовленные из электролитического цинка Ц-0 или Ц-1. Цинковые электроды, интенсивно растворяясь, засоряют электролит, поэтому иx помещают в полотняные чехлы.

Для повышения антикоррозионной стойкости цинкованные детали подвергают осветлению и пассивированию. Путем химической обработки в растворах солей хромовой кислоты на поверхности цинка создают тонкую (0,5—0,6 мк) хроматную пленку. Сущность процесса пассивирования заключается в восстановлении шестивалентного хрома на поверхности цинка. Установлено, что защитные свойства хроматной пленки не снижаются при механическом повреждении (царапины, риски) поверхности детали.

Для получения блестящей поверхности (осветления) детали на 2—3 сек. погружают в 3%-ный раствор HNO₃ при температуре 15— 18° С. После осветления и промывки в холодной проточной воде детали пассивируют в растворе следующего состава: 100—150 г CrO₃ и 4 г H₂SО₄ на 1 л воды. Продолжительность обработки при температуре раствора 15—18° С принята 5—10 сек. Качество пассивирования цинковых покрытий обычно определяют внешним осмотром. Цвет пассивной пленки должен быть светло-желтый или зеленоватый. Коричневый цвет пленки свидетельствует о плохом качестве пассивирования. После пассивирования деталь промывают в холодной проточной воде и просушивают.