» » Цинкование проволоки
10.02.2017

Электролитический метод цинкования проволоки в настоящее время находит широкое применение. Основным преимуществом этого метода является возможность получения высокопластичных и равномерных цинковых покрытий. Качество покрытия зависит от многих факторов, основными из которых являются степень подготовки поверхности и соблюдение режимов цинкования. Технология подготовки поверхности обычно включает две рабочие стадии — травление в сернокислом (200—250 г/л H2SO4) или солянокислом (100—300 г/л HCl) электролите и очистку в щелочном (100—300 г/л NaOH) электролите. В обоих случаях электрический ток передается из ванны в ванну бесконтактным биполярным способом.
Ниже приведены режимы травления проволоки в серной (числитель) и соляной кислоте (знаменатель):
Цинкование проволоки

В некоторых случаях, особенно при наличии на поверхности проволоки толстого слоя окалины, при травлении применяют ультразвук, что позволяет сократить продолжительность процесса в 1,5—2 раза. Температура электролита при сернокислотном травлении составляет 50—60 °С, при солянокислом — 20—40 °С.
Режимы щелочной очистки проволоки приведены ниже:
Цинкование проволоки

Температура электролита при очистке проволоки составляет 80 °С. При введении в обезжиривающий раствор органических добавок и силиката натрия обработку можно проводить при температуре 50—60 °С, что приводит к улучшению условий труда.
Цинкование проволоки можно проводить двумя способами: с растворимыми и нерастворимыми анодами. В первом и самом распространенном способе применяется сульфатный электролит цинкования с концентрацией 600—750 г/л ZnSO4*7H2O с добавками сульфата алюминия, борной кислоты II смачивателей. Выход по току в таком электролите составляет 95—97 % при катодной плотности тока 100—200 А/дм2. Обязательным условием получения качественного покрытия является применение интенсивного гидродинамического режима (циркуляция или проток электролита со скоростью 10—50 м/мии) и его подогрев (50—60 °С). При нанесении тонкослойных (до 20 мкм) цинковых покрытий на проволоку диаметром до 1.5 мм в таких электролитах применяют плотность тока 150—200 А/дм2. В этом случае скорость осаждения достигает до 1,3 мкм/с. При обработке проволоки более толстых диаметров (>2—3 мм) и получении толстых слоев цинка (>40—50 мкм) применяют более низкие плотности тока, а скорость осаждения цинка не превышает 0,5—0,7 мкм/с. В некоторых случаях для улучшения сцепления и структуры цинкового покрытия его наносят на проволоку в две стадии: из низкоконцентрированного цианистого, пирофосфатного или щелочного бесцианистого электролита при плотности тока до 25 А/дм2 (толщина покрытия 2—3 мкм) с последующим доращиванием основного слоя покрытия в высокопроизводительном сульфатном электролите. Первый — тонкий слой цинка, получаемый из комплексного электролита, обладает значительно более прочной адгезией к подложке и является очень мелкокристаллическим. Благодаря явлению эпитаксии последующий слой цинка до толщины 10—12 мкм с некоторым затуханием повторяет структуру нижележащего мелкокристаллического подслоя, в результате чего получаемый осадок приобретает значительно лучшие технологические свойства и обладает более высокой коррозионной стойкостью. Еще лучшие результаты получены при нанесении на проволоку в качестве подслоя цинкникелевого покрытия.
Значительно реже при электролитическом цинковании проволоки применяют способ с использованием нерастворимых анодов (98—99 % Pb и Sb или Sn). В этом случае электролит иногда получают путем выщелачивания цинковых руд серной кислотой.
Процесс цинкования широко применяется при производстве латунированной проволоки. Технологическая схема такого процесса включает операции травления, очистки и снятия травильного шлама в щелочной щеточной промывке, после чего на поверхность проволоки наносят два слоя меди вначале из пирофосфатного или цианистого, затем сульфатного электролита, после чего наносят слой цинка из электролита состава, г/л: ZnSO4*7HiO—300—400; Al2(SO4)3*18H2O—20—40; Н3ВО3—30 при плотности тока от 100 до 400 A/дм2 в зависимости от толщины проволоки и требовании к цинковому покрытию. Затем раздельно осажденные слои меди и цинка подвергают диффузионному отжигу обычно путем нагрева проволоки электросопротивлением до 480—550°С. Получаемое таким образом латунное покрытие обладает значительно лучшим сцеплением с резиной, лучше хранится и подвергается волочению. На проволоке для стального корда толщина покрытия составляет 2—2,5 мкм. Латунированную таким образом проволоку затем протягивают до готового размера. Толщина покрытия на ней обычно составляет 0,2—0,4 мкм. По сравнению с известными процессами непосредственного латунирования из цианистых, пирофосфатных и тартратных электролитов эта технология имеет ряд важных преимуществ:
— применяются неядовитые электролиты, состоящие из недефицитных и более дешевых материалов;
— скорость процесса в 40—50 раз выше;
— обеспечивается точное поддержание химического состава латунного сплава;
— за счет диффузионного отжига обеспечивается прочное сцепление покрытия с подложкой.