Свинцевание и его электролиты

Свинец - пластичный мягкий металл серого цвета, с плотностью - 11,3 г/см3 и температурой плавления 327 °С. На воздухе легко окисляется, покрываясь тусклой пленкой различных соединений.
В соединениях свинец обычно двухвалентен. Стандартный потенциал его - (-0,13) В, а электрохимический эквивалент -3,86 г/А ч. Свинец стоек в парах и растворах сернистых соединений и в серной кислоте, а также в слабых растворах соляной кислоты. Едкие щелочи, азотная кислота и органические кислоты растворяют свинец. В гальванической паре свинец-железо свинец является катодом и, следовательно, электрохимически не защищает железо от коррозии. Для устранения пористости свинцовых покрытий их обычно крацуют мягкими латунными щетками со слабым содовым раствором.
Электролиты и режимы работы при свинцевании
Из электролитов свинцевания производственное применение нашли:
- кислые - борфтористоводородные, кремнефтористоводородные и фенолсульфоновые;
- щелочные - уксуснокислые.
Растворимые аноды при свинцевании изготавливают либо путем отливки из чушкового свинца в формы из листового железа, либо нарезают из проката.
Кислые электролиты применяются более широко. Наиболее используемым является борфтористоводородный электролит. Электролит устойчив в эксплуатации и дает светлые, плотные, мелкокристаллические покрытия, но обладает невысокой рассеивающей способностью.
Для их составления необходимы следующие компоненты:
- Борфтористоводородная кислота HBF4;
- Основная углекислая соль свинца 2PbСO3*Pb(OН)2 известна также под названием сухих свинцовых белил; может быть заменена свинцовым глетом PbО;
- Уксуснокислый свинец Pb(СН3СOO)2*3Н2O - белый кристаллический порошок, известный также под названием свинцового сахара, ядовит.
Следует учитывать, что легко растворяются только свежеосажденные соли и окислы. Электролит не требует проработки током. Состав электролита (г/л) и режим работы (ГОСТ 9.047) следующие:
- орфтористоводородный свинец - 125-200;
- борфтористоводородная кислота (свободная) - 40-60;
- столярный клей - 0,5-1,0;
- температура, °С - 15-25;
- плотность тока, А/дм2 - до 2,0;
- выход по току, % - 90.
При использовании кислых электролитов особое внимание следует уделять выбору материалов для футеровки ванн свинцевания. Для футеровки пригодны резина, винипласт и пентапласт, а также парафинированное дерево.
Фенолсульфоновый электролит обладает гораздо лучшей рассеивающей способностью, но он сложнее в приготовлении. Для составления фенолсульфонового электролита готовят предварительно фенолсульфоновую кислоту путем сульфирования кристаллического фенола С6Н5OН в крепкой серной кислоте. Готовый раствор фенолсульфоновой кислоты должен быть прозрачен, иметь цвет слабого чая и на его поверхности не должно быть маслянистых пятен фенола. Избыток серной кислоты при необходимости нейтрализуют мелом. Полученные растворы декантируют, подкисляют свободной фенолсульфоновой кислотой, разбавляют водой до заданного уровня и вводят столярный клей. Состав (г/л) и режим работы этого электролита следующие:
- фенолсульфоновокислый свинец - 170-180;
- парафенолсульфоновая кислота - 20-25;
- столярный клей - 0,4-0,5;
- температура, °С - 15-30;
- плотность тока, А/дм2 -0,5-1,0;
- выход по току, % - 90-95.
Щелочной уксуснокислый электролит отличается высокой рассеивающей способностью и простотой приготовления, но он менее устойчив в работе, чем кислые электролиты и склонен к образованию губчатых покрытий.
Для приготовления щелочного электролита свинцевания каждый из компонентов растворяют отдельно и затем сливают в рабочую ванну. При этом канифоль предварительно кипятят в каустической соде с образованием канифольного мыла. Электролит требует предварительной проработки. Состав электролита (г/л) и его режим работы следующие:
- уксуснокислый свинец - 70-80;
- едкий натр - 180-200;
- сегнетова соль - 40-50;
- канифоль - 4-5;
- температура, °С - 60-70;
- плотность тока, А/дм2 -1,0-1,5;
- выход по току, % - 95.
Таблица 5.17. Скорость осаждения свинца (мкм/ч).
Плотность тока, А/дм2 |
Выход по току, % |
|||||
90 |
91 |
92 |
93 |
94 |
98 |
|
0,5 |
15,4 |
15,5 |
15,7 |
15,8 |
16,0 |
16,2 |
1,0 |
30,8 |
31,1 |
31,5 |
31,8 |
32,1 |
32,5 |
2,0 |
61,6 |
62,2 |
63,0 |
63,6 |
64,2 |
65,0 |
3,0 |
92,4 |
93,3 |
94,5 |
95,4 |
96,3 |
97,5 |
4,0 |
123,2 |
124,4 |
126,0 |
127,2 |
128,4 |
130,0 |
5,0 |
154,0 |
155,5 |
157,5 |
159,0 |
160,5 |
162,5 |
Скорость осаждения свинца при различных плотностях тока определяют по табл. 5.17.
Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:- Отличие горячего и холодного цинкования
- Зависимость толщины покрытия от температуры процесса горячего цинкования
- Особенности процесса хромирования
- Особенности конструирования изделий под горячее цинкование
- Основные стандарты по горячему цинкованию