» » Осаждение сплавов и многослойных покрытий на основе цинка
10.02.2017

Легирование цинковых покрытий другими металлами позволяет значительно улучшить их свойства — защитную способность, механическую прочность, способность к свариванию, окрашиванию лакокрасочными материалами. В частности, в промышленной атмосфере покрытия, легированные оловом, хромом и особенно кобальтом и никелем, имеют значительно большую коррозионную стойкость, чем цинковые. Ниже приведены данные испытаний коррозионной стойкости цинковых покрытий в камере соляного тумана в течение 24 ч, характеризующие положительный эффект легирования:
Осаждение сплавов и многослойных покрытий на основе цинка

Цинковые покрытия, содержащие добавки Co, Mo, Cr, W и Fe имеют большую адгезию к краске, чем обычные цинковые, что обеспечивает получение более качественных комбинированных покрытий.
Свойства цинковых покрытий могут изменяться в зависимости от количества компонентов в сплаве и их концентрации. Создание многослойных покрытии на основе Zn позволяет получать систему покрытий, сочетающую в себе также положительные свойства, которые нельзя получить при нанесении однослойных покрытий. В Японии, США, ФРГ освоено производство стального листа для автомобильной промышленности с двухслойным покрытием. Первый слои представляет собой сплавы, содержащие 15—25% Fe или 20—15 % Ni или 1—2 % Со+0,1 % Cr. Такие сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью и обеспечивают хорошую защиту от коррозии стальному листу. Второй (верхний) слой представляет собой сплав Zn—60 % Fe, обладающий лучшей способностью к окрашиванию, высокой механической прочностью и хорошей свариваемостью. При содержании в сплаве более 58% Fe исчезает наблюдаемая на чисто цинковых и более бедных по железу осадках склонность лакокрасочных покрытий к кратерообразованию. При нанесении на такие многослойные покрытия слоя лакокрасочного материала получают систему покрытий, обладающую очень высокой коррозионной стойкостью (табл. 59, 60).
Осаждение сплавов и многослойных покрытий на основе цинка

Широкое промышленное применение получили покрытия сплавами Zn—Cu. В гальванотехнике получают белую латунь (80—95 % Zn), желтую латунь (20—50 % Zn) и томпак (10 % Zn). Белую латунь применяют для отделки фурнитуры, мелких деталей, в машиностроении и приборостроении. Наибольшее распространение получили покрытия желтой латунью, которые применяют, в основном, как подслой перед обрезиниванием стальных деталей. В этом случае толщина покрытия составляет 3—5 мкм. При использовании латунных покрытий в качестве подслоя в многослойных покрытиях толщина их обычно равна 10—15 мкм.
Осаждение сплавов и многослойных покрытий на основе цинка

Разработаны трехкомпонентные покрытия на основе цинка и меди, легированные Sn, Ni, Cd и другими металлами. Сплавы этого типа имеют повышенную твердость, износостойкость, хорошо паяются. Их применяют для защиты от износа при трении точных резьбовых соединений. Блестящие осадки, содержащие 50—75 % Cu, 15—30 % Sn и 5—20 % Zn применяются для имитации серебра и золота. Однако по защитной способности они уступают двойным сплавам типа Zn—Sn, Zn—Cd и Zn—Ni.
Из тройных сплавов перспективными являются сплавы Pb—Sn—Zn (обычно содержит 0,5—4% Zn). По сравнению со свинцовооловянными сплавами они обладают более высокими защитными и антифрикционными свойствами, особенно в маслах и топливах, нагретых до 100°С. Наиболее высокой коррозионной стойкостью в этих средах обладают сплавы, содержащие до 1 % Zn.
Широкое применение получили покрытия сплавом Zn—Sn. По сравнению с оловянными покрытиями они обладают более мелкозернистой структурой, менее пористы, имеют более электроотрицательный потенциал. Благодаря этому обеспечивается протекторная защита основного металла.
По Данным оловянноцинковые покрытия, содержащие 15—50% Zn (оптимально 20—30% Zn), обладают (более высокими защитными свойствами, чем цинковые :и кадмиевые. Такие покрытия, особенно блестящие, легко подвергаются пайке, в том числе после длительного хранения. Цинколовянные покрытия наносят на детали радиотехнической и электронной аппаратуры, предназначенные под панку. Их применяют для защиты стальных изделий, эксплуатируемых в условиях морского и тропического климата. В последнее время эти покрытия все шире применяют взамен оловянных и даже серебряных покрытий, что обеспечивает экономию этих металлов.
Осаждение сплавов и многослойных покрытий на основе цинка

Перспективным представляется применение цинккадмиевых покрытий. Эти покрытия при оптимальном содержании в них цинка (10—25%) сочетают в себе очень важное его свойство электроотрицательности по отношению к железу с повышенной коррозионной стойкостью в ряде агрессивных сред, свойственной для кадмиевых покрытий. В промышленной атмосфере покрытия Cd—10 % Zn имеют более высокую коррозионную стойкость, чем цинковые и кадмиевые. Для защиты стальных изделий в условиях морской атмосферы рекомендуются покрытия сплавом Cd—17 % Zn. Такие покрытия по коррозионной стойкости не уступают кадмиевым, кроме того, при их использовании экономится дефицитный кадмий.
Приведенные выше данные показывают, что легирование цинковых покрытий позволяет в ряде случаев значительно улучшить противокоррозионные, физико-механические и эксплуатационные свойства цинковых осадков. Из покрытий сплавами на основе цинка наибольшее промышленное применение получили сплавы с металлами группы железа (Fe, Ni, Co), Cr, Mn, Sn и Cu.