» » Покрытия из сплава Zn-Mn
10.02.2017

Такие покрытия являются весьма перспективными и представляют большой практический интерес, поскольку при определенном содержании легирующего компонента (Mn) обладают очень высокой коррозионной стойкостью. Для осаждения таких покрытий обычно применяют сульфатные электролиты, содержащие лимонную кислоту или ее соли, г/л: цинк сернокислый — 50—100; марганец сернокислый — 100—150; натрий лимоннокислый — 200—350; pH = 4—6; плотность тока 10—40 А/дм2.
На рис. 165 приведены данные о фазовом составе и результаты коррозионных испытаний цинкмарганцевых покрытий в камере соляного тумана. Коррозионная стойкость таких покрытий зависит от химического и фазового состава. При содержании марганца в покрытии до 20 % сплав обладает однофазной гексагональной плотноупакованной кристаллической структурой. Такое покрытие ведет себя как обычное цинковое, продукты коррозии подложки на нем появляются после 24 ч испытаний. При содержании в сплаве от 20 до 40 % Mn образуется двухфазная система, содержащая тетрагональную фазу γ-Мn. Параллельно с увеличением содержания в цинкмарганцевом сплаве этой фазы наблюдается значительное увеличение коррозионной стойкости покрытия и при содержании в нем около 60 % Mn достигается наиболее высокая коррозионная стойкость (рис. 165). Такое покрытие представляет собой практически однофазную структуру γ-Мn.
В продуктах коррозии покрытия обнаружены γ-Mn2О3 и ZnCl2*4Zn(OH)2. Установлено, что стационарный потенциал φст образца с цинкмарганцевым покрытием в 5 %-ном растворе NaCl имеет более отрицательное значение (—1140 мВ), чем потенциал оцинкованного образца. В процессе коррозионных испытаний в камере соляного тумана φст быстро изменяется до стабильной в течение длительного времени (1500 ч) величины (-900/-950 мВ). Затем потенциал образца с цинкмарганцевым покрытием начинает быстро смещаться в положительную сторону вплоть до -600 мВ (после 2100 ч). При этом потенциале на поверхности образца появляются первые очаги коррозии подложки. Таким образом, цинкмарганцевое покрытие обеспечивает длительную электрохимическую защиту стали от коррозии в агрессивных средах. В этих же условиях на оцинкованных образцах первые точки ржавчины появляются после 24 ч испытаний.
Фирмой «Ниппон кокан» (Япония) разработан процесс нанесения на полосу и трубы двухслойного покрытия, обладающего высокой коррозионной стойкостью. Первый (нижний) слой в таком покрытии массой 5—20 г/м2 состоит из цинкмарганцевого сплава, содержащего 30—85 % Mn (оптимально 55—60 %). Второй (верхний) слой (5 г/м2) представляет собой сплав Zn—Fe (35—65%). Первый слой обеспечивает очень высокие защитные свойства системы, а второй — хорошо фосфатируется, за счет чего обеспечивается высокая адгезия лакокрасочных материалов к этому покрытию.
Фирма «Син ниппон сэйтэцу» (Япония) выпускает стальной лист с двухслойным гальваническим покрытием, состоящим из слоев цинка и марганца. Такое покрытие хорошо паяется и обладает высокой коррозионной стойкостью. Слой цинка массой 30 г/м2 осаждают из нецианистого электролита (хлористого слабокислого или цинкатного), после чего наносят марганцевое покрытие (5—30 г/м2) из электролита, содержащего, г/л: H2SO4—25—250; ионы SO3в2-≥O1S; ионы Mn3+ и Mn7+ (суммарно) до 10; (NH4)2SO4 — 300, Рекомендуемые плотности тока 20— 150 А/дм2, pH = 2/4,5. В качестве анодов могут использоваться феррит, магнетит, графит.