» » Цианистые электролиты для цинкования
10.02.2017

Эти электролиты обеспечивают получение наиболее качественных осадков цинка при достаточно высоких плотностях тока. Рассеивающая способность (PC) этих электролитов в основном определяется величиной соотношения концентраций цианистого натрия и цинка. При NaCN/Zn>2,5 рассеивающая способность становится достаточно высокой и цинковое покрытие равномерно распределяется по поверхности сложнопрофилированных изделий.
Основными компонентами цианистых электролитов являются оксид или цианид цинка, цианистый натрий или калий и гидроксид натрия или калия.
Готовят электролит путем смешения суспензии оксида или гидроксида цинка с раствором цианистого натрия (или калия):
Цианистые электролиты для цинкования

Затем в него добавляют раствор щелочи. В результате в полученном растворе образуются два комплексных соединения цинка (цианистое — Na2[Zn(CN)4] и цинкатное— Na2ZnO2), между которыми устанавливается подвижное равновесие, а соотношение их концентрации зависит от содержания в растворе цианида и щелочи.
Анализ электролита обычно проводят на содержание цинка, общего цианида, гидроксида и соды (Na2СО3), которые определяют основные технологические параметры процесса (рассеивающую способность, скорость осаждения) и качество получаемого цинкового покрытия.
На рис. 108—111 приведены данные о зависимости выходов по току цинка от концентрации основных компонентов в цианистом электролите цинкования. Увеличение концентрации цинка в электролите улучшает качество покрытия, повышает скорость осаждения (выход по току и величину рабочей плотности тока), но снижает рассеивающую способность.
Очень благоприятное влияние на процесс цинкования оказывает увеличение концентрации цианида. Получаемое в этом случае покрытие является более мелкокристаллическим, полублестящим, рассеивающая способность электролита увеличивается, но скорость осаждения уменьшается.
Цианистые электролиты для цинкования

Гидроокись и карбонат натрия оказывают обратное влияние на качество и скорость электроосаждения цинка. Особенно оно заметно в малоцианистых электролитах цинкования. При концентрации 60—100 г/л Na2CO3 значительно снижаются выход по току и рассеивающая способность электролита. Обычно от карбонатов освобождаются путем охлаждения электролита до 0°С. В этих условиях карбонаты выпадают в осадок.
Отношение NaCN/Zn определяет основные характеристики электролита цинкования. При NaCN/Zn<2 выход по току составляет 85—95 %, но рассеивающая способность низка (близка к PC кислых электролитов). Максимальная рассеивающая способность у электролитов с соотношением NaCN/Zn≥3,5, но выход по току в них низок (50—55 % и ниже). Чем больше значение NaCN/Zn, тем выше значение плотности тока, при которой получаются блестящие цинковые покрытия.
Цианистые электролиты, особенно с низким содержанием NaCN, весьма чувствительны к загрязнениям, как растворимым, так и нерастворимым. Наиболее опасными загрязнениями являются Cu, Pb, Cd, Sn. Свинец и кадмий осаждают добавлением в электролит сульфида натрия, медь — цинковой пылью, олово — проработкой при низкой плотности тока (0,1—0,2 А/дм2).
Цианистые электролиты для цинкования
Цианистые электролиты для цинкования

Очищать электролиты надо 1—2 раза в неделю. Очищенным электролит должен отстояться 3—4 ч, чтобы загрязнения осели на дно ванны, после чего его необходимо декантировать или профильтровать. После очистки электролит анализируют на содержание примесей и цинка. Последний при добавлении Na2S выпадает в осадок, поэтому при очистке электролита в него вводят не более 2 г/л сульфида натрия. В сочетании с глицерином Na2S позволяет получать высококачественные соломенного цвета цинковые покрытия, которые после осветления в 1—2 %-ном растворе HNO3 становятся полублестящими.
В настоящее время предложено огромное количество блескообразующих добавок к цианистым электролитам, позволяющих получать зеркально блестящие цинковые покрытия. Однако это почти всегда сопровождается довольно значительным (на 30—50 %) снижением рассеивающей способности электролита, ухудшением физико-механических и защитных свойств цинковых покрытий, усложняется эксплуатация электролитов. Учитывая, что в цианистом электролите качественные осадки получаются и без применения блескообразующих добавок, применение блескообразователей не всегда целесообразно за исключением тех случаев, когда цинковое покрытие используют в качестве защитнодекоративного, например, для замены блестящих никелевых покрытий.
В табл. 52 приведены составы цианистых электролитов и режимы цинкования.
Цианистые электролиты для цинкования

Анодная плотность тока не должна превышать 0,5—1,0 А/дм2. При отключении тока ка длительное время аноды необходимо вынимать из ванны цинкования, так как при контакте с щелочно-цианистым электролитом они химически растворяются, покрываются пленкой шлама, который загрязняет электролит цинкования. Легирование анодов Al (0,5—1%) или Mg (0,2—0,3%) значительно ухудшает их растворение в нерабочем периоде, в 50—100 раз уменьшает количество шлама, таи как химическое взаимодействие анодов с электролитом подавляется. При этом уменьшается анодный выход по току (до 80—85 %), что предотвращает накопление цинка в электролите цинкования. Наилучшими технологическими свойствами обладают цинковые аноды, содержащие 0,5 % Al и 0,3 % Mg. Допускается также наличие в них следующих примесей, %: 0,02 Cd; 0,002 Cu; 0,04 Fe; 0,05 Pb, 0,001 Sn.
При работе с чистыми цинковыми анодами рекомендуется 30 % анодов заменять на стальные. Цинковые аноды иногда применяются в виде шариков диаметром 30—50 мм и помещают их в корзины. Это позволяет практически на 100 % использовать материал анодов при цинковании.
В табл. 53 приведены данные о наиболее характерных дефектах, которые могут возникнуть при цинковании в цианистых электролитах, и способах их устранения.
Цианистые электролиты для цинкования
Цианистые электролиты для цинкования