Краткий справочник гальванотехника - 1993 - Ильин. Справочник гальванотехника санктПетербург " политехника"

• Название: Справочник гальванотехника санктПетербург " политехника"
• Дата: 17.07.2022
• Размер: 3.02 Mb.
• Имя файла: Краткий справочник гальванотехника - 1993 - Ильин.doc
• Тип: Справочник; #632290
• страница: 15 из 41

15. Свинцевание

Свинец — химически стойкий металл, не растворяющийся; в серной кислоте любых концентраций, а также в слабой соляной. Свинец сохраняет стойкость в качестве анода в растворах, содержащих серную, хромовую кислоты и их соли. Щелочи, азотная кислота и многие органические кислоты свинец разрушают.

Свинцовые покрытия толщиной от 3 до 2000 мкм применяют для защиты изделий от коррозии в серной кислоте, сернистых соединений и в загрязненной атмосфере; для защиты от действия рентгеновских лучей; в качестве твердой смазки в узлах. Тренину для защиты от коррозии кабелей.

В гальванотехнике свинцевание применяют для защиты от растворения подвесочных приспособлений, проволочек, служащих дополнительными анодами при хромировании пресс-форм, фильер и других изделий.

Для свинцевания используют кислые электролиты на основе растворимых солей свинца борфтористоводородной, кремнефтористоводородной и фенолсульфоновых кислот, где он находится в виде катиона Рb²⁺. Скорость осаждения свинца приведена в табл. 98, составы электролитов свинцевания представлены табл. 99.

Для повышения прочности сцепления покрытий толщиной более 100 мкм рекомендуется предварительная пескоструйная или гидроабразивная обработка. Электролит приготавливается обычно растворением свинцового глета (РbО) или свежеосажденного углекислого свинца (2РbСО₃∙Рb(ОН)₂) в борфтористоводородной кислоте.

Электролит № 2 (кремнефтористоводородный) по своим каче­ствам аналогичен электролиту № I, но содержит более дешевый компонент — кремнефтористую кислоту. Однако приготовление электролита несколько сложнее. Вначале получается кремнефтористоводородный свинец растворением свежеосажденного углекислого свинца в кремнефтористоводородной кислоте по реакции

2РbСО₃∙Рb(ОН)₂ + 3H₂SiF₆ = 3PbSiF₆ + 2СО₂ + 4Н₂O.

Таблица 99. Скорость осаждения свинца, мкм/ч

Плотность тока, А/дм2	Выход по току, %
	90	91	92	93	94	95
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0	15,4 30,8 61,6 92,4 123,2 154,0	15,5 31,1 62,2 93,3 124,4 155,5	15,7 31,5 63,0 94,5 126,0 157,5	15,8 31,8 63,6 95,4 126,4 159,0	16,0 32,1 64,2 96,3 128,4 160,5	16,2 32,5 65,0 97,5 130,0 162,5

Таблица 99. Состав электролитов свинцевания и режим электролита

Компоненты и режим	Концентрация, г/л
	1	2	3
Компоненты: Фторборат свинца Кремнефторид свинца Фенолсульфомат свинца Борфтористоводородная кислота свободная Кремнефтористоводородная кислота свободная Парафенолсульфоновая кислота Борная кислота Клей столярный Режим: Температура, °С Катодная плотность тока, А/дм2	180–200 – – 40–45 – – – 0,5–1,0 15–25 1,0–3,0	– 80–150 – – 20–35 – 5–6 0,5–1,0 15–25 1,0–1,2	– – 140–200 – – 20–40 – 0,5–1,0 18–60 0,5–4,0

Затем в рабочую ванну после отстаивания вводят последова­тельно растворы кремнефтористоводородного свинца, борной кислоты и кремнефтористоводородной кислоты. Электролит № 3 (фенолсульфоновый) обеспечивает получение более светлых осад­ков и при повышенных плотностях тока, однако его применение затрудняется наличием фенольных соединений, которые услож­няют очистку сточных вод от очень опасных для окружающей среды фенолов. Фенолсульфоновая кислота приготавливается следующим образом: в чугунный или эмалированный сосуд поме­щают фенол, нагревают до его плавления (45 °С), после чего не­большими порциями вливают концентрированную серную кислоту в количестве на 15—20% больше чем фенола:

C₆H₅OH + H₂SO₄ = C₆H₅OHHSO₃ + H₂О.

Затем при непрерывном помешивании смесь нагревается до температуры 100—110°С и выдерживается в течение 24 ч.

В отдельной ванне к фенолсульфановой кислоте добавляется углекислый свинец, образуя требуемую для электролита соль:

2C₆H₅OHSO₃ + PbCO₃ = Pb(C₆H₅OHSO₃)₂ + H₂O.

Для свинцевания особо сложных по рельефу деталей рекомен­дуется пирофосфатный электролит состава (г/л): свинец в пере­счете на металл — 10—15, пирофосфат калия (К₄Р₂О₇∙3Н₂О) — 95—100, закрепитель «Устойчивый-2». Температура раствора 60 °С, катодная плотность тока 0,5—1,0 А/дм². При интенсивной перемешивании плотность тока может быть увеличена до 4— 5 А/дм². Электролит готовится из азотнокислого свинца по ре­акции

2Рb(NO₃)₃ + К₄Р₂O₇ = Pb₂P₂O₇ + 4KNO₃.
Таблица 95. Неполадки при свинцевании в кислых электролитах

Характеристика неполадок	Причина	Способ устранения
Крупнозернистый осадок по всей поверхности	Недостаток клея или другого ПАВ; пониженное содержание свободной кислоты	Добавить ПАВ; увеличить содержание кислот
Образование шлама из фтористого свинца	Недостаток борной кислоты	Добавить борную кислоту
Плохое сцепление покрытия с основой	Наводороживание в процессах подготовки; недостаточная очистка поверхности	Улучшить подготовку поверхности; исключить наводороживание
Наросты на краях деталей, значительное газовыделение на катоде	Высокая катодная плотность тока; избыток свободной кислоты	Снизить плотность тока; добавить соль свинца

Осадок пирофосфата свинца затем растворяется в избытке К₄Р₂О₇:

Рb₂P₂O₇ + 3К₄P₂O₇ = 2К₆[Рb(Р₂O₇)₂].

Продукт «закрепитель» производится в нескольких вариантах, в том числе продукт ДВУ (ГОСТ 6858—69), У-2, ДЦМ. Менее распространен трилонатный электролит на основе трилона А (нитрилтриуксусная кислота), который также имеет высокую рассеивающую способность и дает возможность получать гладкие и беспористые (при толщине 5—8 мкм) осадки свинца.

Электролит № 1 (борфторатный) характеризуется несколько меньшей рассеивающей способностью и склонен при повышенных плотностях тока к дендритообразованию. Состав электролита следующий (г/л): азотнокислый свинец — 30—100; нитрилтри­уксусная кислота — 60—240; препарат ОС-20 — 1—3; желатина или клей — 1—3; полиокс-100 — 1—5. Водный аммиак добавляется до рН 9. Температура электролита 18—25 °С, катодная плотность тока до 4 А/дм² при перемешивании, катодный выход по току 94—97%. Основная часть электролита готовится смешиванием углекислого свинца и трилона А в отношении 1 : 3 по массе.

Основные неполадки при свинцевании в кислых электролитах представлены в табл. 100.

Удаление дефектных свинцовых покрытий без повреждения основы лучше всего выполнить электрохимическим способом в 10%-ном растворе едкого натра при температуре 60—70 °С. Анодная плотность тока 1—3 А/дм².

Химический способ удаления заключается в погружении на несколько минут освинцованных деталей в раствор следующего объемного содержания: уксусная кислота (ледяная) — 5; перекись водорода — 1; вода —14.