Цинкование на подвесках и в барабанах

Для электролитического цинкования деформированных или литых деталей применяют сульфатные, хлоридные или смешанные сульфатно-хлоридные растворы. Меньшее применение получили фторборатные, перхлоратные, сульфаматные и пирофосфатные электролиты.

Электролит может быть приготовлен путем растворения в воде соответствующих солей или путем растворения металлического цинка в серной или соляной кислоте. Обычно исходят из 240—400 г/л гидратированной сернокислой соли или из 75—240 г/л хлорида цинка. Хотя сульфат цинка неплохо проводит электрический ток, хлориды натрия, аммония, цинка и алюминия улучшают электропроводность и в некоторых случаях их специально для этой цели добавляют в сернокислый электролит.

Поскольку рН электролита стремятся поддерживать в пределах 3,5—4,5, а неравенство анодного и катодного выхода по току сдвигает значение рН в сторону его повышения, что отрицательно сказывается на структуре цинковых покрытий, в электролит вводят буферные соединения, чаще всего в виде алюминиевых солей

Al₁₂(SO₄)₃ + 6H₂O ↔ 3H₂SO₄ + 2Al(ОН)₃.

Можно считать, что при наличии в электролите сульфата алюминия его гидролиз происходит при достижении рН-4,5, и протекает с освобождением необходимого количества кислоты. Помимо буферных соединений в небольших количествах вводят добавки, улучшающие структуру покрытий: декстрин, желатин, глюкозу, β-нафтол, фенол, крезол, антрихинон и продукты конденсации других органических соединений. Ниже приведены типовые составы (г/л) сульфатных электролитов для цинкования.

Можно допустить значительные колебания в концентрации отдельных компонентов без заметного влияния на конечный результат. Барабанные ванны содержат до 540 г/л ZnSO₄·7H₂O. В последнее время в электролите № 1 путем реверсирования тока удавалось получить блестящие, почти зеркальные покрытия при замене лакрицы на аммиачный глицерин или смачивающие вещества. Другие авторы рекомендовали вводить в кислый цинковый электролит тиомочевину с целью получения пластичных, мелкокристаллических покрытий.

Для изделий простой формы без перемешивания допускается плотность тока 1—3 А/дм², при умеренном перемешивании— до 10 А/дм². Для получения более светлых покрытий и более равномерного распределения по толщине рекомендуется поддерживать температуру 24— 30° С. рН необходимо поддерживать в пределах 3,5—4,5. Колебания допускаются в пределах 0,3. В барабанных ваннах рН может быть>5. Выход по току на катоде (при отсутствии вредных примесей) и на аноде практически равен 100%- Рассеивающая способность в ванне Херинга и Блума равна от—3 до +4%.

Предварительное нанесение тонкого слоя в цианистом электролите позволяет прокрывать в кислом электролите любые углубления. Удельное сопротивление обычных кислых электролитов при 25° С равно 18— 23 Ом·см и не снижается в результате обычно вводимых добавок. Как катодная, так и анодная поляризация мала, при обычно применяемых режимах она меньше 0,1 В.

Непрерывная фильтрация рекомендуется для больших непрерывно действующих агрегатов. Для небольших, периодически работающих ванн нет необходимости в фильтрации, поскольку во время перерывов на дне отстаивается осадок, который взмучивается и оседает на поверхности покрываемых изделий, обусловливая тем самым грубую шероховатость. Для получения блестящих покрытий непрерывная фильтрация обязательна.

Цинк имеет сильно электроотрицательный потенциал и выделение его на катоде с высоким выходом по току возможно благодаря высокому перенапряжению водорода на цинке. Тем не менее примеси металлов с электроположительным потенциалом не накапливаются в электролите в заметных количествах, так как они выделяются на цинковых анодах в тот момент, когда электрический ток не проходит через ванну:

Cu₂+ Zn
Примесь в растворе    анод → Медный осадок на аноде + Zn₂ + в растворе.

Накапливание примесей на анодах ограничивается периодическим извлечением их из ванны, травлением и чисткой при помощи щеток. Осевшие примеси не удаляются в процессе чистки, а анодно растворяются. Примеси мышьяка таким способом не удаляются, скорее он восстанавливается на поверхности цинка или удаляется в результате реакции замещения:
В цинковых электролитах могут накапливаться примеси железа в количестве 2—10 г/л; при большей концентрации, и особенно при повышенных плотностях тока железо может соосаждаться с цинком. Хотя физические свойства или коррозионная стойкость при этом не меняется, внешний вид меняется от светлого до темно-серого. Если рН электролита больше 4, то за счет растворенного кислорода двухвалентное железо окисляется в трехвалентное и выпадает гидрат окиси железа; ускорить этот процесс можно при помощи перекиси водорода или марганца. В процессе электролиза растворенное трехвалентное железо снижает катодный выход по току. При очень высоких значениях плотности тока удаление металлических примесей связано со значительными затруднениями.

Очистка раствора от примесей при помощи цинковой пыли дает такой же эффект, как удаление определенных примесей из никелевого электролита при помощи постоянного тока очень низкой плотности. Органические примеси удаляются при перемешивании их с активированным углем.