» » Прочность сцепления электролитических цинковых покрытий
10.02.2017

Одним из важнейших свойств покрытия является прочность, его сцепления с подложкой. Прочность сцепления гальванического покрытия определяется силон, необходимой для отрыва осадка от основного металла. Наибольшая прочность сцепления наблюдается при эпитаксиальном росте цинкового покрытия, т. е. когда связь между покрытием и подложкой осуществляется на атомном уровне, а кристаллическая решетка основного металла близка по своим параметрам к кристаллической решетке цинка. Эти условия соблюдаются при нанесении покрытия па чистую поверхность подложки, свободную от оксидных пленок и жировых загрязнений. Для устранения поверхностных загрязнений и оксидных пленок применяют обезжиривание, травление, декапирование, дробеструйную обработку. Кроме снятия слоя окисных пленок при этом обеспечивается увеличение удельной площади соприкосновения покрытия с основным металлом, что увеличивает прочность сцепления цинкового покрытия с подложкой. И наоборот, с полированной поверхностью гальванические покрытия имеют пониженное сцепление из-за наличия на иен загрязнений, оксидных пленок и малой площади соприкосновения покрытия с подложкой. Прочность сцепления сильно зависит oт типа электролита и режима цинкования, а точнее говоря — от величины зерна и внутренних напряжений цинкового покрытия. Чем более мелкокристаллическим является цинковый осадок, тем больше площадь его соприкосновений с поверхностью основного металла и, следовательно, прочность сцепления покрытия с подложкой. Цинковые покрытия с высокими внутренними напряжениями часто самопроизвольно растрескиваются, шелушатся и отслаиваются. Наилучшим сцеплением обладают цинковые покрытия, полученные из цианистого и некоторых других комплексных не содержащих органических добавок электролитов. Такие покрытия имеют очень малую величину зерна (0,1—0,2 мкм) и низкие внутренние напряжения. Из кислых и слабокислых электролитов осаждаются крупнокристаллические покрытия с пониженной адгезией. Блескообразующие добавки из-за адсорбции на подложке и значительного увеличения внутренних напряжений ухудшают сцепление цинковых осадков.
Большое влияние на прочность сцепления цинкового покрытия оказывают химический состав, состояние поверхности покрываемой стали, дефекты структуры переходного слоя, количество которых особенно велико на кованых, литых, закаленных, цементированных сталях. На покрываемой поверхности должно быть как можно меньше пустот, пор, царапин, трещин и посторонних включений. Изделия из высокоуглеродистых и легированных сталей с трудом подвергаются цинкованию, сцепление покрытия с их поверхностью плохое. Поэтому перед цинкованием высоколегированных хромистых сталей применяют специальную предварительную подготовку. Высокопрочные стали обычно чувствительны к нарушениям режимов термической обработки и деформации, что приводит к образованию закалочных трещин, выходу на поверхность механических включений, резкому увеличению напряжений и дефектов в поверхностном слое. В результате происходит отслаивание покрытия от основного металла.
Поэтому для цинкования изделий из этих сталей требуется особо тщательное соблюдение режимов термической обработки, цементации, возможно большая температура отпуска, минимальные внутренние напряжения. При цементации таких изделий не допускается их переуглероживание и недогрев. Окончательная холодная обработка должна производиться при минимальных режимах деформации, исключающих значительный поверхностный наклеп. Поверхность изделий перед цинкованием не должна быть слишком шероховатой, так как возникает опасность неравномерного нанесения покрытия по ее микропрофилю из-за обычно низкой выравнивающей способности электролитов цинкования, в том числе комплексных и с добавками блескообразующих поверхностно-активных веществ. При соблюдении этих условий решающим фактором, влияющим на прочность сцепления покрытия, становится качество подготовки основного металла перед цинкованием.