Кадмирование

Свойства, область применения и состав электролита

Кадмирование в отличие от цинкования нельзя осуществлять методом погружения в расплавленный металл, вследствие летучести кадмия при температуре 400° С с выделением вредных для здоровья паров. В промышленной атмосфере кадмий и кадмиевые покрытия корродируют со скоростью в 1,7—2 раза большей, чем скорость коррозии цинка и цинковых покрытий.
Несмотря на то, что кадмий значительно дороже цинка тонкие кадмиевые покрытия применяют для защиты от коррозии и для придания поверхности красивого внешнего вида различным стальным деталям в авиации, для защиты от морской коррозии и др. Кадмированию подвергаются узлы из различных металлических деталей, например стальных и латунных, из алюминия и нержавеющей стали и т. п. в целях предупреждения или снижения электродвижущей силы работающих гальванических элементов.
Электролитическое кадмирование из цианистых электролитов получило промышленное применение около 50 лет назад. В дальнейшем были предложены различные блескообразователи и методы последующей обработки кадмированных изделий в целях их осветления.
Наиболее распространены цианистые кадмиевые электролиты, состоящие из щелочно-цианистого комплекса кадмия, свободного цианида натрия или калия, свободной щелочи и органической или неорганической добавки. Точный состав комплекса не установлен, его пишут в виде NaCd(CN)3 или Na2Cd(CN)4.
Электролит можно готовить путем растворения в цианистом натрии окиси кадмия с таким расчетом, чтобы было достаточно свободного цианистого натрия, с добавлением необходимых добавок.
Ниже приведены примерные составы электролита (г/л) для стационарной (I) и барабанной (II) ванн:

  I II
CdO
Cd (металл)
NaCN
23—35
20—30
90—120
17—23
15—20
70—90

Катодная плотность тока тем выше, чем больше концентрация кадмия в электролите. Оптимальную концентрацию соли выбирают в зависимости от емкости электролита, частоты загрузок и выгрузок, формы покрываемых изделий и связанного с ними количества уносимого электролита.
Большую роль играет свободный цианид, который повышает электропроводность электролита и обеспечивает нормальное растворение анодов. Часто концентрацию свободного цианида поддерживают в пределах 60—75 г/л. Внешний вид покрытий в известной мере зависит от отношения общего содержания цианида к содержанию металлического кадмия в электролите, которое стараются поддерживать в пределах 3,75±4.
Концентрация щелочи обычно определяется вводимой в электролит окисью кадмия. Назначение ее сводится в основном к повышению электропроводности, что особенно существенно при покрытии изделий в барабанах. Следует избегать избытка щелочи, так как это приводит к сужению допустимых значений плотностей тока для получения блестящих покрытий.
В электролиты кадмирования вводят блескообразователи как на органической, так и неорганической основе. Из органических блескообразователей заслуживают внимания продукты конденсации высокомолекулярных азотсодержащих соединений, пиперонал алюминия и некоторые сульфоновые кислоты. Другие запатентованные блескообразователи дают эффект только в разбавленных по кадмию электролитах. По мере повышения концентрации кадмия и увеличения плотности тока становится труднее получать гладкие, блестящие покрытия — необходимо ввести в электролит небольшие количества неорганических солей. Для этой цели применяют соли никеля или кобальта, причем никель в некоторых количествах соосаждается с кадмием при небольшой концентрации кадмия и щелочи в электролите. Соли кобальта дают такой же эффект, как соли никеля, но кобальт не соосаждается с кадмием.


Защитные покрытия металлов