Застосування сплаву цинк-нікель в технології цинкування

Abstract

Більш від’ємний потенціал цинкових покриттів забезпечує надійний захист сталевої основи від корозійного руйнування. Для підвищення хімічного опору корозійним процесам цинкові покриття обов'язково піддають завершальній обробці, наприклад, хроматуванню. Недоліками останнього є застосування токсичних сполук Cr (VІ) і зняття значного шар цинкового покриття (до 2 мкм). Мета досліджень полягала в обґрунтуванні вибору електроліту цинкування, який найбільшою мірою відповідає сучасним вимогам, а також в заміні хроматної плівки на тонкий шар цинк-нікелевого сплаву. Матеріали та методи дослідження. Виміри проводили в триелектродній комірці за допомогою потенціостату ПІ-50.1 з насиченим хлорид срібним електродом порівняння. Значення потенціалів електродів на графіках наведені за цим електродом. Цинкові покриття наносили з хлоридного, аміакатного та лужних електролітів з двома варіантами органічних добавок. Покриття сплавом цинк-нікель отримували з аміакатно-гліцинатного електроліту. Хлоридний та аміакатний електроліти характеризуються високими виходами за струмом, близькими до 100%, майже у всьому діапазоні густин струму від 1 до 4 А/дм². В лужних електролітах зі зростанням густини струму вихід за струмом знижується, що сприяє більшій рівномірності металевих покриттів. Оцінку розсіювальної здатності в досліджуваних електролітах проводили за допомогою ячійки Хулла з розбірним катодом. Співвідношення максимальних і мінімальних прирощень ваги на окремих секціях катоду в свідчить про більш високу розсіювальну здатність лужних електролітів. Завдяки високим захисним властивостям покриттів цинк-нікелевим сплавом пропонується в технологічному процесі цинкування осаджувати тонкий шар (0,5-0,7 мкм) цинк-нікелевого покриття з амонійно-гліцинатного електроліту замість хроматної пасивної плівки.

More negative potential of zinc coatings provides effective protection of the steel substrate from corrosion damage. To increase the chemical resistance to corrosion processes, zinc coatings are necessarily post-treated, i.e. by chromate treatment. The disadvantages of the latter are the use of toxic compounds of Cr (VI) and removing a significant layer of zinc coating (up to 2 μm). The aim of the study was to substantiate the choice of electrolyte for zinc electrodeposition mostly meeting modern requirements, and to replace the chromate film with a thin layer of zinc-nickel alloy. Materials and research methods. The measurements were carried out in a tree-electrode cell using a PI-50.1 potentiostat with a saturated silver chloride reference electrode. The values of the electrode potentials in the graphs are shown by this electrode. Zinc coatings were deposited from chloride, ammonina and alkaline electrolytes with two versions of organic additives. Zinc-nickel alloy coating was prepared from an ammonina-glycinate electrolyte. Chloride and ammonium electrolytes are characterized by high current outputs, close to 100%, in almost the entire range of current densities from 1 to 4 A/dm². The current efficiency decreases with current density increasing in alkaline electrolytes. It is due to the greater uniformity of metallic coatings. The throwing power in the studied electrolytes was estimated using Hull cell with a sectional cathode. The ratio of the maximum and minimum weight increments in individual sections of the cathode in indicates a higher throwing power of alkaline electrolyte. Due to the high protective properties of zinc-nickel alloy coatings, it is proposed to obtain a thin layer (0.5-0.7 µm) of the zinc-nickel coating from the ammoniz-glycinate electrolyte instead of chromate passive film during the process of zinc electrodeposition.