Главная > Новые технологии > Внешний вид покрытий, получаемых при электролитическом осаждении железа

Внешний вид покрытий, получаемых при электролитическом осаждении железа

18 Октября 2013

Внешний вид покрытий, получаемых при электролитическом осаждении железа, определяется структурой покрытий и находится в определенной связи с другими их свойствами — микротвердостью, внутренними напряжениями и др. Опытные данные показывают, что внешний вид покрытия определяется этими свойствами и является в известной степени отражением процессов, протекающих на катоде при электролизе. По внешнему виду покрытия можно с большей или меньшей точностью судить, нормально протекал электролиз или он нарушался вследствие тех или иных причин.

Все условия электролиза — плотность тока, концентрация, кислотность и температура электролита — являются в определенных границах взаимозависимыми между собой в отношении их влияния на внешний вид покрытий.

Мягкие покрытия 1200—1400 МПа, полученные из концентрированных электролитов при высокой температуре электролита и малой плотности тока (мягкие режимы электролиза), имеют гладкую бархатистую поверхность красивого серебристобелого цвета. После непродолжительного пребывания на воздухе покрытие окисляется и тускнеет. Повышение жесткости условий электролиза сопровождается потемнением осадка, бархатистость (матовость) осадка уменьшается и при достаточно большом изменении любого из параметров условий электролиза в направлении повышения их жесткости осадок становится блестящим. Блеск, появляющийся на поверхности покрытия, позволяет судить о степени жесткости условий электролиза.

Наиболее вероятной причиной образования блестящих осадков является гидроокись, образующаяся при защелачивании прикатодного слоя электролита.

Повышение или снижение температуры электролита не изменяет характера влияния плотности тока на внешний вид покрытия. Однако все изменения внешнего вида покрытия — блеск, сетка трещин, бугорки и дендриты — появляются для каждой температуры при различной плотности тока (в условиях одинаковой толщины покрытия). Чем ниже температура электролита, тем раньше, т. е. при меньшей плотности тока, возникают эти изменения и тем быстрее они нарастают.

Температура электролита оказывает влияние и на цвет покрытия. Если при температуре 90—95° С блестящее покрытие имеет светлосерый цвет, то при температуре 60° С цвет покрытия становится более темным.

Внешний вид покрытия зависит и от состава электролита. Уменьшение или увеличение в электролите концентрации соли железа отражается на внешнем виде покрытия так же, как и уменьшение или увеличение температуры электролита. Чем выше концентрация электролита, тем позднее, т. е. при большей плотности тока, возникают все изменения внешнего вида покрытий.

Изменение кислотности в широких пределах от 0,5 до 1,5 г/л не отражается заметно на внешнем виде покрытий (при прочих неизменных условиях). При повышенной (более 2 г/л) кислотности электролита получаются более гладкие осадки железа.

Образование дендритов, имеющих вид полусферических бугорков, связано с особенностями кристаллизации железа на катоде, когда возникают местные нарушения процесса кристаллизации на отдельных участках катода.

Шероховатость поверхности покрытия возникает также под действием таких причин, как наличие на повехности гребешков после механической обработки, инородных частиц, осевших из электролита, загрязнение электролита анодным шламом. В этом случае неровности имеют игольчатую форму.

Образование бугорков и шероховатостей игольчатой формы прогрессивно растет с увеличением толщины покрытия, что ограничивает ее предельно достижимое значение. При мягких условиях электролиза в чистом электролите можно получить гладкие покрытия толщиной 2—3 мм и более. Жесткие условия электролиза дают возможность получить покрытия толщиной 0,8—1,2 мм.

Таким образом, электролитическое железное покрытие в зависимости от условий электролиза может быть получено или в виде мелкокристаллических осадков с матовой или блестящей поверхностью, или в виде шероховатых бугорчатых осадков с наростами по краям, В широких пределах значений любого из параметров режима электролиза на поверхности покрытий не появляется дефектов, которые могли бы явиться причиной брака образцов или деталей, покрытых слоем железа, по за пределами этих значений изменение любого из показателей режима электролиза вызывает появление различных дефектов: шероховатости, наростов, пор и воронкообразных углублений, дендритов и т. п.

С жесткостью условий электролиза, или, что то же самое, с микротвердостью покрытий, связана еще одна очень важная характеристика внешнего вида покрытий — сетка трещин. При определенной жесткости условий электролиза на поверхности покрытия появляется сетка трещин, которая становится более частой по мере увеличения жесткости режима.

Добавление в электролит различных солей также влияет па внешний вид покрытия. Например, при добавлении 200 г/л хлористого натра значительно увеличивается количество бугорков и, наоборот, при добавлении в электролит хлористого марганца в количестве 100 г/л получают более гладкие покрытия. Увеличение толщины покрытия сопровождается ухудшением микрогеометрии катодной поверхности, что приводит к усилению неоднородности условий осаждения металла на различных микроучастках, меняется истинная катодная плотность тока, концентрация ионов в прикатодном слое, содержание примесей и др.

Спонсор статьи предлагает запчасти для японских автомобилей и запчасти для японских грузовиков.