Основные и вспомогательные материалы для металлопокрытия

Все химические продукты (химикаты — кислоты, щелочи, соли и др.) по степени чистоты подразделяются на четыре группы: продукты особой чистоты, реактивы, технические и сырые продукты. Наиболее широко применяют, реактивы и технические продукты, что обусловлено их низкой стоимостью и возможностью получения качественных покрытий.

Реактивы, используемые в гальваническом производстве, подразделяют на следующие торговые сорта: очищенный, чистый (ч.), химически чистый (х. ч.), вдетый для анализа (ч. д. а.). Химикаты, содержащие большее количество примесей, чем реактивы, относят к техническим продуктам.

Выбор химикатов определенной чистоты обусловливается требованиями к качеству выполняемой операции и возможностью проведения с их помощью того или иного процесса. Например, подготовку поверхностей можно проводить в растворах, содержащих технические химикаты, а для химического никелирования нужно использовать только реактивы.

Вода — основной компонент, входящий в состав всех растворов и электролитов, применяемых в гальванотехнике. Наиболее часто используют водопроводную воду, но при проведении ответственных операций необходимо применять обессоленную воду. Ее получают дистилляцией или с помощью ионного обмена, для этого используют специальные установки, а при больших расходах воды — станции водоподготовки.

Кислоты. Серную, соляную и азотную кислоты используют в основном при травлении. Они составляют основу составов для химического и электрохимического полирования в различных соотношениях с необходимыми добавками. Некоторые кислоты можно использовать в качестве буферных добавок, например борную, которая позволяет поддерживать постоянную кислотность в электролитах для нанесения никеля, цинка и др. Кроме того, кислоты применяют для корректировки рН электролитов (серную, соляную) и поддержания кислотности пассивирующих растворов (серную, азотную).

Гидроксиды. Гидроксид натрия (едкий натр) используют практически во всех составах для химического и электрохимического обезжиривания черных металлов, для травления алюминия и его сплавов, оксидирования стали и меди, а также в рецептуре некоторых электролитов, например щелочного цинкования, для корректировки рН, в составах для снятия дефектных покрытий, например, хромовых. В гальванотехнике применяют «другие гидроксиды, входящие в состав многих электролитов и растворов, например, гидроксид аммония — в составе раствора для химического снятия никеля, едкое кали — для пирофосфатного меднения.

Соли. Они входят в состав растворов и электролитов и выполняют различные функции, например, обеспечивают электропроводящие свойства (натрий сернокислый, никель хлористый), осуществляют металлоперенос между электродами (никель сернокислый, медь сернокислая), обладают комплексообразующими (цианистый натрий, все соли аммония) и моющими (сода, тринатрийфосфат) свойствами, В гальванотехнике применяют соли всех классов неорганических, а в последнее время и очень широкий ассортимент органических кислот. Соли органических кислот улучшают ряд технологических параметров (буферные свойства, рассеивающую способность, моющие свойства) или позволяют проводить такие процессы, которые ранее осуществить было невозможно (при химическом осаждении металлов используют целую гамму солей органических кислот: янтарной, уксусной, щавелевой и др.).

Оксиды. Их широко используют для приготовления шлифовальных и полировальных паст и смесей, что обусловлено их высокой твердостью (оксиды алюминия, хрома, кремния, железа), а оксиды цинка, кадмия, хрома — в щелочных, цианистых и хромовых электролитах в качестве основных компонентов.

Анодные (катодные) материалы. Анод — положительный электрод, обеспечивающий подвод и распределение тока в электролите, возмещение расхода ионов осаждаемого металла, протекание некоторых промежуточных окислительных процессов, необходимых для поддержания заданного состава электролита. Аноды могут быть растворимые и нерастворимые. Растворимые аноды наиболее распространены для таких массовых процессов, как цинкование, меднение, никелирование, и изготовлены из металлов (цинк, медь, никель), предназначенных для осаждения; при этом растворимые аноды имеют различные формы и размеры.

Широко применяют аноды в виде маленьких кусочков или полусфер, которые засыпают в корзины, изготовленные из титана. Титановые корзины выполняют из полос листового материала, перфорированного листа или сетки. Этот способ применения анодов позволяет поддерживать их постоянную геометрическую форму, снижает расход анодного материала и упрощает операцию загрузки анодов.

При работе анодов данного типа происходит растворение и переход анодного металла в раствор с образованием шлама, т. е. механических загрязнений, что связано с наличием какого-то количества примесей в анодном материале. Этот шлам в результате газовыделения может взмучиваться и оседать на изделиях, резко снижая декоративные и защитные свойства покрытий. Для предотвращения этого явления на аноды надевают чехлы из ткани (бязь, хлорин, полипропилен и т. п.).

Нерастворимые аноды используют только в тех случаях, когда применение растворимых анодов невозможно (хромирование) или нецелесообразно (щелочное лужение). Их также используют при электрохимическом обезжиривании (сталь, никель) и в качестве катодов в процессах оксидирования алюминия (алюминий, свинец), электрополирования (свинец) и снятия дефектных покрытий (свинец),

Поверхностно-активные вещества (ПАВ). ПАВ используют для повышения качества очистки поверхностей деталей в обезжиривающих растворах, для ускорения процесса очистки, уменьшения расхода основных компонентов и снижения температуры проведения процесса. В растворах ПАВ понижают поверхностное натяжение, что способствует отлипанию жировых и масляных частиц от очищаемой поверхности и переводу их в эмульсионное состояние. Кроме того, ПАВ предотвращают расслаивание образующейся эмульсии и способствуют растворению в воде веществ, в обычных условиях в ней не растворимых. Например, в качестве эмульгаторов и средств, повышающих моющие свойства, используют жидкое стекло, авироль ОГ, сульфонол, синтамид-5. ПАВ применяют не только в обезжиривающих растворах, но и в различных электролитах для нанесения покрытий, например как антипиттинговую добавку в электролит никелирования — сульфирол-8, «Прогресс». Некоторые ПАВ вводят в электролит для создания плотного слоя пены на его поверхности и уменьшения испарения, например при хромировании вводят такие добавки, как хромин, хромоксан и пенохром.

Блескообразующие добавки. Их вводят в состав большинства применяемых электролитов. Как правило, это органические соединения, позволяющие получать полублестящие или блестящие покрытия непосредственно из ванн осаждения. Кроме того, некоторые из них обладают выравнивающими свойствами, что значительно упрощает подготовку поверхностей.

Блескообразующие добавки значительно увеличивают рабочую плотность тока и тем самым интенсифицируют процесс нанесения покрытий. Для различных процессов осаждения имеется целый ряд блескообразующих добавок, например, для никелирования — 1,4-бутиндиол, сахарин; цинкования — НБЦ, ДХТИ-102, «Универ»; меднения — БС-1, БС-2, ЛТП

Абразивы и полировальные пасты. Механическая подготовка поверхностей включает в себя шлифование и полирование. Эти операции проводятся с использованием различных абразивных материалов (абразивов) и полировальных паст, которые обеспечивают получение гладкой и блестящей поверхности.

Для полирования и шлифования используют абразивы естественного и искусственного происхождения. К естественным абразивам относят корунд, наждак, кварц и др., к искусственным—электрокорунд, карбиды кремния, бора, оксиды хрома, железа и др.

В состав шлифовально-полировальных паст помимо абразива входит определенное количество связующего вещества (стеарин, парафин), жир и другие добавки, облегчающие механическую подготовку поверхностей.

Шлифовально-полировальные пасты по содержанию в них жира приготовляют для обработки определенных металлов, например для полирования изделий из никеля и алюминия применяют слабожирную пасту, для стали — полужирную, для меди и ее сплавов — жирную.

Вспомогательные материалы. К ним относят различные фильтровальные материалы — бязь, хлорин, полипропилен, асбест; футеровочные материалы — винипласт, фторопласт, пластикат; материалы для обтирки изделий — ветошь, марля; материалы для изготовления подвесок и приспособлений — стальной пруток, лист различных размеров, медные полосы для контактных крючков; материалы для изоляции подвесок — пластизоль, полиэтилен, хлорвиниловая лента; материалы и химикаты для обработки электролитов — активированный уголь, перекись водорода, перманганат калия, гидрооксид бария и др.