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:

1. Борфтористоводородная кислота HBF₄;
2. Основная углекислая соль свинца 2PbСO₃*Pb(OН)₂ известна также под названием сухих свинцовых белил; может быть заменена свинцовым глетом PbО;
3. 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).

Скорость осаждения свинца при различных плотностях тока определяют по табл. 5.17.

• Предельно допустимые концентрации ионов цинка в воде
• Защита черного металла от коррозии
• Механические способы подготовки поверхности
• Подготовка деталей и изделий к гальваническому покрытию
• Экономика травление (pickling), расход и потребление