Введение 2

Оборудование 2

Рекомендуемые стадии техпроцесса 3

Режимы цинкования 3

Состав электролита и аноды 4

Приготовление и очистка электролита 4

Пассивирование цинковых покрытий 5

Анализ электролита 6

Уход за электролитом и его корректирование 8

Вредные примеси в электролите 9

Методы контроля цинковых покрытий 10

Обезвреживание сточных вод и регенерация цинка 11

Характерные неполадки и способы их устранения 11

Требования безопасности 12

Ячейка Хулла 13



Egz. Nr. 06(3)-007/_______




2007


UAB «Atotech-Chemeta», Akademijos 7, LT-08412, Vilnius


Tel. +370-5-2729377, 2729356, faksas +370-5-2729380, E-mail: info@chemeta.com




Введение
Процесс щелочного бесцианистого цинкования Chemeta A1-DM предназначен для получения блестящего защитно-декоративного цинкового покрытия. Процесс Chemeta А1-DM дает возможность полностью исключить использование цианистых солей и обеспечивает стабильное получение декоративного цинкового покрытия, которое хорошо поддается пассивированию и обладает повышенной коррозионной стойкостью.

Электролит Chemeta A1-DM обладает высокой кроющей и рассеивающей способностью. По этим параметрам он превышает даже цианистые электролиты, что позволяет исключить образование слишком толстого покрытия на краях деталей и непокрытых мест в сквозных и даже глухих отверстиях. Получаемое блестящее цинковое покрытие отличается пластичностью и мелкокристаллической структурой. Предельная толщина получаемого покрытия – 24 мкм.

Электролит Chemeta A1-DM удобен в эксплуатации, т.к. для его составления и корректирования используется только одна основная блескообразующая добавка. Расход добавки Chemeta A1-DM – примерно 10 – 15 см3/м2 при толщине покрытия 10 мкм или 1,0 – 1,5 дм3 на 10000 А·ч. Добавка легко растворима и стабильна в электролите.



Блескообразующая добавка Chemeta A1-DM представляет собой водный раствор органических соединений, не образующих комплексов с металлами, поэтому очистка сточных вод сводится к разбавлению электролита и удалению из него цинка. Замена цианистых или слабокислых электролитов на щелочной не требует переделки оборудования и коммуникаций.


Оборудование


2.1..Ванну цинкования изготавливают из стали и футеруют материалом, стойким к щелочи. Ванна должна иметь борт-отсосы. Не допускается применение каких-либо конструк-тивных элементов и приспособлений, выполненных из нержавеющей или хромистой стали.

2.2..Для поддержания температуры электролита в рабочем диапазоне ванна цинкования должна быть оборудована устройством для подогрева и охлаждения.

2.3..Необходимо предусмотреть возможность периодической или непрерывной фильтрации электролита. Фильтрацию проводят через полипропиленовую ткань или другой щелочестойкий материал. Рекомендуется намывать на фильтрующую ткань перлит.

2.4..Необходимо иметь запасную емкость для слива электролита. Емкость может быть изготовлена из нелегированной или малоуглеродистой стали без футеровки.

2.5..Приготовление электролита проводят в стальной ванне или в ванне, футерованной материалом, стойким к температуре до 90 °С и щелочам. Ванна должна быть снабжена вытяжной вентиляцией, подогревом до температуры 80 – 90 °С и барботером.

2.6..В процессе работы электролита возможно накопление карбонатов. При их концентрации более 70 – 80 г/дм3 необходимо произвести очистку электролита. Это достигается путем охлаждения электролита до температуры 5 – 10 °С. Для этой цели необходимо иметь охладительное устройство.

2.7..Аноды рекомендуется помещать в чехлы из полипропиленовой ткани. Аноды подвешивают на штанги при помощи латунных, никелированных или стальных крючков. Контакт медных или латунных крючков с электролитом не допускается. Цинковые аноды рекомендуется помещать в перфорированные или сетчатые анодные корзины из нелегированной или малоуглеродистой стали.

2.8..Подвески изготавливают из стали и изолируют материалом, стойким к щелочам и кислотам. Для изоляции подвесок лучше всего использовать пластизоль Д-2А (ТУ 6-01-900-76). Перед нанесением пластизоля подвески покрываются грунтом АК-091 (ТУ 6-10-945-79). Крючки подвесок тоже должны быть стальными. Контактный крюкодержатель подвески изготавливают из латуни. Допускается применять пластизоли и грунты других марок, а также иные методы изоляции.


Рекомендуемые стадии техпроцесса


3.1. Обезжиривание химическое в органическом растворителе

3.2. Обезжиривание химическое в водном щелочном растворе

3.3. Промывка в горячей воде

3.4..Обезжиривание электрохимическое катодное и анодное в водном щелочном растворе

3.5. Промывка в горячей воде

3.6. Промывка в холодной воде

3.7. Активирование или травление

3.8. Промывка в холодной воде

3.9..Анодное удаление шлама в водном щелочном растворе (может исключаться, если травление деталей не проводится)

3.10. Промывка в холодной воде

3.11. Промывка в холодной воде

3.12. Цинкование

3.13. Промывка в холодной воде

3.14. Осветление в 0,3 – 0,5 %-ном растворе азотной кислоты (может исключаться)

3.15..Промывка в холодной воде (исключается, если осветление деталей не проводится)

3.16. Пассивирование

3.17. Улавливание

3.18. Промывка в холодной воде

3.19. Промывка в теплой воде (температура не более 40 °С)

3.20. Сушка (температура обрабатываемых деталей не более 60 °С)


Режимы цинкования
Таблица 1.




№

Параметр

Значение

на подвесках

во вращательных установках

1.

Катодная плотность тока, А/дм2

1 – 8

0,3 – 1,5

2.

Анодная плотность тока, А/дм2

1 – 4

3.

Соотношение анодной и катодной поверхности

от 2:1 до 1:1

4.

Температура электролита, °С

15 – 50 *

5.

Напряжение на ванне, В

3 – 6

6 – 12

*
* Эксплуатировать электролит щелочного цинкования при температуре выше 40 °С не рекомендуется из-за быстрого накопления в нем карбонатов.


Таблица 2...Скорость осаждения цинкового покрытия в зависимости от плотности тока


Плотность тока, А/дм2

0,5

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

Скорость осаждения, мкм/мин **

0,14

0,27

0,45

0,60

0,64

0,65

0,68

0,74
** В зависимости от концентрации цинка и гидроксида натрия и их соотношения скорость осаждения покрытия может меняться до ±20 % от приведенных в таблице 2 значений.



Состав электролита и аноды
Таблица 3.




№

Наименование материала и нормативный документ

Концентрация

Норма расхода

на подвесках

во вращательных установках

1.


Цинка оксид «ч.»,
ГОСТ 10262-78



8 – 15 г/дм3
(оптимально 12,5 г/дм3)



10 – 19 г/дм3
(оптимально 15 г/дм3)



–

в пересчете на цинк

6 – 12 г/дм3
(оптимально 10 г/дм3)



8 – 15 г/дм3
(оптимально 12 г/дм3)



–

2.

Натрия гидроксид технич. марки ТР, ГОСТ 2263-79

90 – 120 г/дм3
(оптимально 100 г/дм3)



100 – 150 г/дм3
(оптимально 120 г/дм3)



10 – 25 г/м2

3.

Добавка Chemeta A1-DM,
СТП ĮST 2069363-20:2004



10 – 13 см3/дм3
(оптимально 10 см3/дм3)



10 – 15 см3/м2

4.

Очиститель Chemeta А1-ЕК,
СТП ĮST 2061563-30:2000



5 – 20 см3/дм3
(оптимально 10 см3/дм3)



2 – 3 см3/м2

5.

Аноды цинковые марки Ц0, ГОСТ 3640-94 или 1180-91
или аноды цинковые шаровые, ТУ 48-6-22-87



–

–

72 г/м2
(при толщине покрытия

10 мкм)

Рекомендуемое соотношение концентраций цинка и гидроксида натрия – от 1:8 до 1:12,5 (оптимальное 1:10).




Приготовление и очистка электролита




1 способ приготовления электролита

Для приготовления 1000 дм3 электролита цинкования необходимо подготовить такие материалы:
Таблица 4.


№

Наименование материала

Количество

на подвесках

во вращательных установках

1.

Цинка оксид «ч.»

12,5 кг

15 кг

2.

Натрия гидроксид технич.

100 кг

120 кг

3.

Добавка Chemeta A1-DM

10 дм3

4.

Очиститель Chemeta А1-ЕК

10 дм3

5.

Вода деминерализованная

до 1000 дм3
В ванну для приготовления электролита заливают примерно 250 дм3 деминерализованной воды или воды-конденсата. Включают барботер, добавляют указанное в таблице 3 количество гидроксида натрия и перемешивают до полного растворения последнего. При этом происходит разогрев раствора. В горячий раствор при перемешивании медленно добавляют указанное в таблице 4 количество оксида цинка и перемешивают до полного растворения. Доводят водой объем раствора до 1000 дм3 и дают ему отстояться в течение 24 часов. Затем раствор декантируют либо фильтруют в запасную емкость или ванну цинкования и добавляют 10 дм3 очистителя Chemeta А1-ЕК и 10 дм3 добавки Chemeta A1-DM. После перемешивания отбирают пробу электролита для определения концентрации цинка и гидроксида натрия. Кроме того, проводят тест в ячейке Хулла рабочим объемом 40 см3 в течение 10 мин при силе тока 0,4 А.




2 способ приготовления электролита
Таблица 5...Материалы для приготовления 1000 дм3 электролита




№

Наименование материала

Количество

на подвесках

во вращательных установках

1.

Аноды цинковые




2.

Натрия гидроксид технич.

100 кг

120 кг

3.

Добавка Chemeta A1-DM

10 дм3

4.

Очиститель Chemeta А1-ЕК

10 дм3

5.

Вода деминерализованная

до 1000 дм3
В ванну для приготовления электролита заливают примерно 500 дм3 деминерализованной воды или воды-конденсата. При энергичном перемешивании добавляют гидроксид натрия до тех пор, пока температура раствора поднимется до 60 ºС. В горячий раствор загружают цинковые аноды в стальных корзинах. Для поддержания температуры 60 ºС постоянно добавляют гидроксид натрия. Когда концентрация цинка в электролите, определяемая методом титрования, достигнет значений 16 – 24 либо 20 – 30 г/дм3 соответственно для подвесочных либо вращатель-ных установок, корзины с анодами из ванны извлекают. Затем объем раствора водой доводят до ~95 % необходимого объема и добавляют гидроксид натрия до концентрации 100 либо 120 г/дм3 соответственно для подвесочных либо вращательных установок. Когда температура электролита упадет до 30 ºС, в ванну добавляют 10 дм3 очистителя Chemeta А1-ЕК и 10 дм3 добавки Chemetа A1-DМ. Объем раствора доводят водой до 1000 дм3 и после перемешивания проводят тест в ячейке Хулла.


6.3..Проработка электролита током
Если на пластинке, покрытой в ячейке Хулла, получается темное матовое покрытие при низких и средних плотностях тока (до 5 А/дм2), это свидетельствует о попадании загрязнений в электролит с химикатами или водой в процессе его приготовления. В ячейке Хулла определяют возможность проработки электролита током и количество электричества (А·ч), необходимое для такой проработки. Количество электричества определяется путем последовательного цинкования в одной и той же порции электролита нескольких пластинок до получения удовлетворительного качества покрытия. На основании данных, полученных в ячейке Хулла, проводят проработку током всего электролита. Обычно для проработки необходимо пропустить 1 – 3 А·ч/дм3.

Проработку электролита в ванне цинкования проводят на гофрированных катодах или любых деталях при плотности тока 0,3 – 1,0 А/дм2. Для ускорения проработки в ванну завешивают максимально возможное количество катодов.



Пассивирование цинковых покрытий


7.1..Пассивирование цинковых покрытий проводят в стандартных растворах радужного или бесцветного пассивирования либо пассивирования специального назначения.
Перед пассивированием целесообразно применять промежуточную операцию – осветление покрытия в 0,3 – 0,5 %-ном растворе азотной кислоты. Данная операция обеспечивает качественное пассивирование и уменьшает скорость загрязнения пассивирующего раствора компонентами электролита цинкования, продлевая срок службы этого раствора. Осветление не является обязательным при тщательной промывке деталей после цинкования.




Анализ электролита


8.1..Определение концентрации цинка
8.1.1. Реактивы и растворы:

вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;

буферный раствор, значение рН которого 9,5 – 10,0, готовят следующим образом: в мерную колбу вместимостью 1 дм3 помещают 55 г хлорида аммония по ГОСТ 3776-72, 350 см3 25 %-ного водного аммиака по ГОСТ 3760-79 и разбавляют дистиллированной водой до метки;

индикатор эриохром черный Т готовят следующим образом: тщательно растирают 0,1 г эриохрома черного Т по ТУ 6-09-4160-75 со 100 г хлорида натрия по ГОСТ 4233-77;

трилон Б по ГОСТ 10652-73, 0,1 н раствор.

8.1.2. Проведение анализа

В коническую колбу вместимостью 500 см3 вносят пробу электролита цинкования объемом 2 см3, 200 см3 дистиллированной воды, 10 см3 буферного раствора и около 0,2 г индикатора. Содержимое колбы тщательно перемешивают, после чего титруют раствором трилона Б до перехода исходной красно-фиолетовой окраски в голубую.

8.1.3. Обработка результатов

Концентрацию цинка [Zn2+] в г/дм3 вычисляют по формуле:


[Zn2+] = 1,63 · V,
где V - объем 0,1 н раствора трилона Б в см3, израсходованный на титрование.
8.2. Определение концентрации гидроксида и карбоната натрия
8.2.1. Реактивы и растворы:

вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;

кислота соляная по ГОСТ 3118-77, 0,2 н раствор;

индикатор фенолфталеин по ТУ 6-09-5360-87, 0,1 %-ный спиртовой раствор;

индикатор метиловый оранжевый по ТУ 6-09-5171-84, 0,2 %-ный водный раствор;

натрия хлорид по ГОСТ 4233-77;

натрия гидрокарбонат по ГОСТ 4201-79.

8.2.2. Проведение анализа

В коническую колбу вместимостью 200 см3 вносят пробу электролита цинкования объемом 2 см3, 50 см3 дистиллированной воды (ее предварительно кипятят для удаления растворенного диоксида углерода и затем охлаждают до комнатной температуры) и 2 – 3 капли индикатора фенолфталеина. В такую же вторую колбу наливают 50 см3 водного раствора, содержащего 0,3 – 0,4 г хлорида натрия и небольшое количество (около 0,02 г) гидрокарбоната натрия, и добавляют 2 – 3 капли индикатора фенолфталеина. Содержимое каждой из колб перемешивают. Затем анализируемый раствор в первой колбе титруют 0,2 н соляной кислотой до тех пор, пока его окраска не станет идентичной окраске раствора сравнения во второй колбе. Делают отсчет израсходованного объема соляной кислоты (V1), после чего в анализируемый раствор прибавляют 2 – 3 капли индикатора метилового оранжевого и продолжают титрование 0,2 н соляной кислотой до получения красноватой окраски. Тогда делают второй отсчет израсходованного объема соляной кислоты (V2).

8.2.3. Обработка результатов

Концентрацию гидроксида натрия [NaOH] в г/дм3 вычисляют по формуле:


[NaOH] = 4 · (2V1 – V2)
Концентрацию карбоната натрия [Na2CO3] в г/дм3 вычисляют по формуле:
[Na2CO3] = 10,6 · (V2 –V1)
8.3..Тест на достаточное или недостаточное содержание добавки Chemeta A1-DM
8.3.1. Реактивы, растворы и приборы:

ячейка Хулла, изготовленная по чертежу 1 (приложение 1) из органического стекла по ГОСТ 17662-72 толщиной 3 – 5 мм или других материалов, которые не взаимодействуют с электролитом цинкования;

катод – полированная пластинка из стали марки 10 по ГОСТ 1050-88 длиной 60,0 ± 1,5 мм, шириной 45,0 ± 1,5 мм и толщиной 0,4 ± 0,1 мм;

анод – пластина из цинка марки ЦО по ГОСТ 3640-79 длиной 45,0 ± 1,5 мм, шириной 38,0 ± 1,0 мм и толщиной 7,5 ± 2,0 мм. На рабочей стороне пластины с целью увеличения поверхности фрезуются канавки глубиной 1 – 2 мм;

выпрямитель стабилизирующий, выходное напряжение 0 – 30 В, ток до 2 А;

секундомер;

бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026-76;

вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;

кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:2 по объему;

кислота азотная по ГОСТ 4461-77, раствор с массовой долей 0,5 %;

известь венская;

цилиндры, мензурки и колбы мерные по ГОСТ 1770-74;

пипетки по ГОСТ 29228-91.

8.3.2. Проведение анализа

Аппаратуру для электролиза соединяют последовательно. В ячейку Хулла вносят пробу электролита цинкования объемом 40 см3. Электролит должен быть предварительно откорректирован по основным компонентам. Катод обезжиривают венской известью, промывают водой, активируют в растворе соляной кислоты, снова промывают водой, помещают в ячейку Хулла и проводят электролиз в течение 10 мин при силе тока 0,4 А. Затем катод промывают водой, нижнюю половину покрытия осветляют в растворе азотной кислоты, еще раз промывают водой и сушат фильтровальной бумагой. Внешний вид цинкового покрытия должен соответствовать таким требованиям:

неосветленное покрытие – желтовато-серое, блестящее на всем катоде;

осветленное покрытие – светлое блестящее; на левом краю катода (при высоких плотностях тока) допускается более темная полоса с вертикальными линиями шириной не более 10 мм; на правом краю (при низких плотностях тока) – матовая полоса шириной не более 4 мм.

Темное матовое покрытие на всей пластинке, а также «пригар» при плотности тока более 8 А/дм2 свидетельствует о недостатке блескообразующей добавки и (или) малой концентрации гидроксида натрия. Сильный блеск пластинки при высоких плотностях тока является результатом недостатка добавки в электролите.

Для сравнительного контроля следует покрыть пластинку в ячейке Хулла согласно требованиям, указанным в стандарте предприятия ĮST 2069363-20:2004 «Добавка блескообразующая Chemeta A1-DM», п. 5.4.


8.4. Определение концентрации хрома (VI)
8.4.1. Реактивы и приборы:

водорода пероксид по ГОСТ 10929-76;

вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;

спектрофотометр.

8.4.2. Проведение анализа

В термостойкую коническую колбу вместимостью 50 см3 помещают пробу анализируемого электролита объемом 20 см3, добавляют 2 капли пероксида водорода, перемешивают и нагревают до кипения. Затем раствор охлаждают до комнатной температуры, наливают в кювету толщиной 10 мм и измеряют оптическую плотность D при длине волны 273 нм на спектрофотометре по отношению к дистиллированной воде.

8.4.3. Обработка результатов

Концентрация хрома (VI) в электролите не должна превышать 5 мг/дм3. Это соответствует значению оптической плотности 0,7. Увеличение оптической плотности на 0,05 единиц соответствует повышению концентрации хрома (VI) на 0,5 мг/дм3.



Уход за электролитом и его корректирование


9.1. Основные компоненты
Приготовленный вышеописанным образом электролит цинкования готов к применению. После работы электролита в течение нескольких дней, т.е. после прохождения 5 – 10 А·ч электричества через 1 дм3 электролита, несколько повышается блеск покрытия и выход цинка по току увеличивается примерно на 1 %.

Корректирование электролита проводят по данным анализа. Периодичность проведения анализа электролита цинкования зависит от степени загруженности ванны. При ежедневной непрерывной работе ванны цинкования рекомендуется проводить определение концентрации цинка и тест на содержание блескообразующей добавки ежедневно, а определение концентрации гидроксида натрия – 2 раза в неделю.

В начале эксплуатации электролита необходимо подобрать оптимальную площадь анодов для того, чтобы в ванне поддерживалось оптимальная концентрация цинка. Если используются аноды из листового цинка без анодных корзин, рекомендуется завешивать в ванну дополнительные стальные аноды для поддерживания анодной плотности тока на цинковых анодах 1 – 2 А/дм2. В случае применения анодных корзин анодная плотность тока регулируется изменением числа корзин в ванне и количества цинковых анодов в корзинах. Точно рассчитать необходимое количество анодов проблематично из-за действия множества трудноучитываемых факторов: изменение токовой нагрузки ванны, различная толщина и конфигурация деталей, наличие стальных анодов и корзин, унос электролита, изменение содержания щелочи, простой ванны и т.д. Поэтому технологу необходимо руководствоваться такими практическими указаниями:

а) при тенденции к уменьшению концентрации цинка надо увеличивать площадь цинковых анодов,

б) при увеличении концентрации цинка следует заменить часть цинковых анодов и корзин на стальные аноды.

Следует иметь ввиду, что при нахождении ванны цинкования в нерабочем состоянии происходит накопление цинка в электролите из-за химического растворения анодов. В зависимости от количества цинковых анодов в ванне и концентрации гидроксида натрия в электролите за сутки концентрация цинка может вырасти на 0,2 – 0,5 г/дм3. Поэтому при длительных простоях ванны цинкования из нее необходимо извлечь цинковые аноды.

Если по каким-либо причинам концентрация цинка в электролите уменьшается до 6 г/дм3 и необходимо срочно восстановить нормальную работоспособность электролита, проводят его корректирование концентратом состава: оксид цинка – 93 г/дм3 и гидроксид натрия – 375 г/дм3. Охлажденный концентрат медленно, при интенсивном перемешивании электролита вводят в ванну. Если концентрация гидроксида натрия в электролите до введения концентрата была достаточной, то в течение некоторого времени корректирование гидроксидом натрия не проводится.

При интенсивной работе на барабанных установках в результате большого уноса электролита барабанами анодное растворение не может поддерживать необходимую концентрацию цинка. Поэтому корректирование электролита концентратом в барабанной ванне должно проводиться регулярно.

Корректирование электролита щелочью проводится путем медленного добавления охлажденного раствора гидроксида натрия концентрацией 300 – 400 г/дм3 при интенсивном перемешивании электролита.


9.2. Блескообразующая добавка Chemeta A1-DM
Для поддержания работоспособности электролита цинкования его необходимо регулярно корректировать блескообразующей добавкой. Добавка расходуется при электролизе и за счет выноса электролита с деталями. С учетом обоих факторов средняя норма корректировки добавкой составляет 0,10 – 0,15 дм3 на 1000 А·ч электричества, пропущенного через ванну цинкования.

Точную норму расхода блескообразующей добавки необходимо установить на основе эксплуатации ванны в течение нескольких месяцев, т.к. расход зависит от плотности загрузки ванны, интенсивности эксплуатации, плотности тока, конфигурации деталей, уноса электролита и других факторов. Корректирование добавкой проводят не реже, чем после прохождения 4 А·ч/дм3.

Если электролит цинкования работает с малой нагрузкой, то его корректирование блескообразующей добавкой необходимо проводить 1 раз в сутки несмотря на то, что количество электричества, пропущенное через 1 дм3 электролита, будет меньше 4 А·ч. Корректирование добавкой до установления точной нормы ее расхода необходимо проводить на основе испытаний в ячейке Хулла.


9.3. Очиститель Chemeta А1-ЕК
Корректирование очистителем Chemeta А1-ЕК проводится только при введении новой порции гидроксида натрия. На 1 кг гидроксида натрия добавляется 160 – 240 см3 очистителя. Следует избегать передозировки очистителя. Это приводит к значительному уменьшению выхода цинка по току.


9.4. Фильтрация электролита
Для удаления механических примесей рекомендуется проводить периодическую фильтрацию электролита. Частота фильтрации зависит от загруженности ванны, наличия или отсутствия анодных мешков и качества подготовки деталей перед цинкованием и может колебаться в пределах от 1 раза в сутки до 1 раза в несколько месяцев.




Вредные примеси в электролите


10.1..Ионы тяжелых металлов не оказывают существенного влияния на работу электролита цинкования. При попадании солей этих металлов в электролит образуются малорастворимые гидроксиды тяжелых металлов, которые выпадают в осадок. Необходимо лишь периодически фильтровать электролит от осадка гидроксидов, т.к. присутствие последнего в электролите может создавать шероховатость покрытия.
При попадании в электролит какой-либо устойчивой комплексной соли тяжелого металла (хрома (VI) – более 5 мг/дм3, меди – более 10 мг/дм3, железа (II) – более 10 мг/дм3 в пересчете на металл), вызывающей ухудшение качества покрытия, необходимо провести проработку электролита током. Время и режим проработки устанавливают на основе испытаний в ячейке Хулла.

Наибольшую опасность представляют соединения хрома (VI): при их концентрации в электролите более 5 мг/дм3 (в пересчете на металл) получается черное покрытие при низких и средних плотностях тока и наблюдается обильное газовыделение на катоде. Возможность удаления хрома путем проработки током необходимо проверить в ячейке Хулла и, если она эффективна, проработать электролит током, как это указано в разделе 6.3.

Если проработка током не эффективна, то необходимо провести очистку электролита от соединений хрома (VI) следующим образом:

По поверхности электролита рассыпают 0,1 – 0,4 г/дм3 гидросульфита (дитионита, тетраоксодисульфата) натрия Na2S2О4.·.2H2O и перемешивают его сжатым воздухом в течение 30 мин. Затем добавляют 0,2 – 0,8 г/дм3 6-водного хлорида железа (III) по ГОСТ 4147-74 в виде 2 %-ного раствора. Электролит перемешивают сжатым воздухом 30 мин и фильтруют. Точное количество хлорида железа (III) и гидросульфита натрия устанавливают на основе данных, полученных в ячейке Хулла.

10.2..В процессе работы электролита цинкования возможно его загрязнение органическими примесями, которые могут попасть случайно или заноситься с деталями из ванн обезжиривания и травления. Очистка от органических примесей проводится при помощи активированного угля АГ-3 по ГОСТ 20464-75. В электролит вводят 1 – 5 г/дм3 активированного угля, перемешивают сжатым воздухом в течение 2 – 5 часов и дают электролиту отстояться в течение 5 – 10 часов. Затем электролит фильтруют и корректируют блескообразующей добавкой на основе испытаний в ячейке Хулла.

10.3..Вследствие контакта электролита с воздухом происходит образование карбоната натрия, который не является вредной примесью, пока его концентрация не достигнет 70 – 80 г/дм3. Практически при нормальной эксплуатации ванны цинкования и программе 5 – 10 м2 покрытия из 1 дм3 электролита в год накопление карбоната натрия до критической концентрации не происходит из-за уноса электролита деталями.

При концентрации карбоната натрия свыше 80 г/дм3 может появиться шероховатость покрытия. На пластинке в ячейке Хулла появляется «пригар» при плотностях тока выше 8 А/дм2, который не исчезает после корректирования электролита. При корректировании такого электролита добавкой и щелочью происходит образование мути.

Для удаления карбонатов необходимо охладить электролит до температуры 5 – 10 °С и выдержать его в охлажденном состоянии 24 – 48 часов. При этом карбонаты выпадают в осадок. После этого электролит декантируют или фильтруют, а осадок растворяют в воде и сбрасывают в сточные воды. При проведении очистки от карбонатов возможна потеря до 30 % электролита.



Методы контроля цинковых покрытий


11.1..Толщину цинковых покрытий измеряют по ГОСТ 9.302-88. Коррозионную стойкость цинковых покрытий определяют по ГОСТ 9.308-85 или по соответствующим ведомственным нормам.

Обезвреживание сточных вод и регенерация цинка


12.1..Обезвреживание сточных вод осуществляется путем доведения рН раствора до значения 8 – 9 и осаждения малорастворимого гидроксида цинка. После нейтрализации сточные воды направляются в отстойник, где гидроксид цинка выпадает в осадок. Его можно использовать для корректирования электролита или для других целей как вторичное цинксодержащее сырье.
ПДК цинка в воде водоемов санитарно-бытового водопользования составляет 1,0 мг/дм3.




Характерные неполадки и способы их устранения
Таблица 6.




Вид неполадки

Причина

Способ устранения

1..Плохое сцепление по-крытия с основой

а).некачественная предвари-тельная подготовка

а).откорректировать или сме-нить растворы предваритель-ной подготовки

б).слишком толстое покрытие

б).уменьшить силу тока, прохо- дящего через электролит

в).завышенная концентрация цинка

в).постепенно уменьшить кон-центрацию цинка

2..Малая скорость осажде-ния покрытия

а).заниженное соотношение концентраций цинка и гидроксида натрия

а).увеличить площадь анодов, довести соотношение концент-раций цинка и гидроксида натрия до 1:9 или 1:10

б).завышенная концентрация очистителя А1-ЕК


б).прекратить корректирование очистителем, пока его концент-рация не уменьшится

в).накопление карбонатов

в).удалить карбонаты по п.10.3

3..Увеличенное газовыделе-ние на катоде, хрупкость и пузырение покрытия

а).заниженное соотношение концентраций цинка и гидроксида натрия

а).увеличить площадь анодов, довести соотношение концент-раций цинка и гидроксида натрия до 1:9 или 1:10

4..Неравномерная толщина покрытия

а).пониженное соотношение концентраций цинка и гидроксида натрия

а).добавить гидроксид натрия или уменьшить концентрацию цинка в электролите

б).пассивация анодов

б).увеличить число анодов

в).недостаток блескообразую-щей добавки

в).откорректировать электролит добавкой

5..Темное покрытие

а).пониженное соотношение концентраций цинка и гидроксида натрия

а).добавить гидроксид натрия или уменьшить концентрацию цинка в электролите

6..Темное покрытие при низких плотностях тока, покрытие плохо осветляет-ся в азотной кислоте

а).попадание солей тяжелых металлов в электролит цинко-вания

а).проработать электролит то-ком при малых плотностях

7..«Пригар» на краях дета-лей

а).недостаток блескообразую-щей добавки

а).откорректировать электролит добавкой

Таблица 6 (продолжение).


Вид неполадки

Причина

Способ устранения

8..Обильное газовыделение на катоде, черные пятна на деталях, в отдельных мес-тах отсутствие покрытия

а).попадание хрома (VI) в электролит в количестве более 5 мг/дм3

а).проверить изоляцию под-весок

б).провести очистку элект-ролита от хрома (VI)

9..Повышение концентра-ции цинка в электролите

а).большая анодная площадь

а).уменьшить число анодов, заменить часть цинковых анодов стальными

10..Понижение концентра-ции цинка в электролите

а) малая площадь анодов

а).увеличить число анодов, заменить часть стальных анодов цинковыми

б).заниженная концентрация гидроксида натрия

б).увеличить концентрацию гидроксида натрия на 10 – 20 г/дм3

11..Помутнение электроли-та

а).накопление карбонатов в электролите

а).удалить карбонаты по п. 9.3

12..Шероховатое покрытие

а).наличие шлама в электроли-те

а).провести фильтрацию элект-ролита

13..Плохое сцепление, хрупкость покрытия, тем-ный осадок

а).загрязнение электролита органическими примесями

а).провести обработку электро-лита активированным углем




Требования безопасности


14.1..При эксплуатации электролита Chemeta A1-DM должны соблюдаться общие требования безопасности, изложенные в стандарте ГОСТ 12.3.008-75 «Система стандартов безопасности труда. Производство покрытий металлических и неметаллических неорганических. Общие требования безопасности».

14.2..Добавка Chemeta A1-DM является пожаро- и взрывобезопасным, малотоксичным веществом, относится в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 к 4 классу опасности по степени воздействия на организм. Добавка обладает слабым кожно-раздражающим действием, а при попадании в глаза может вызвать гиперемический коньюнктивит. Рабочие, занятые применением добавки, должны быть обеспечены хлопчатобумажной спецодеждой, резиновыми перчатками, защитными очками и соблюдать меры личной гигиены. Анализ добавки и электролита следует проводить в вытяжном шкафу лаборатории.
При попадании добавки на кожу или в глаза необходимо тщательно промыть их большим количеством воды.



14.3..Ванны цинкования и места хранения добавки должны быть оборудованы местной и общей приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей чистоту воздуха рабочей зоны и отсутствие в нем вредных веществ в концентрациях, превышающих предельно допустимые значения (ПДК).
Приложение 1 (обязательное).

в наш атомный век, когда каждый индивидуум декларирует собственные концепции, я не в состоянии атрофировать ваш ультрадикальный взгляд на данный критерий