Составы электролитов и режим электролиза
Цианистые электролиты для цинкования рекомендуется подразделять на три группы: 1) обыкновенный, 2) цианисто-ртутный и 3) электролиты для блестящего цинкования.
Обыкновенный электролит характеризуется следующим составом, г/л: 60Zn(CN)2, 23NaCN, 53NaOH. Режим электролиза: температура 40—50° С, плотность тока 1—2 А/дм2, катодный выход по току 90—95%, аноды содержат ≥99,75% Zn.
Постоянство состава электролита должно поддерживаться в пределах ±10%, а отношение общего содержания цианида к цинку для обеспечения хорошей рассеивающей и кроющей способности должно поддерживаться в пределах 2—2,5. Цинковые покрытия, полученные из этого электролита, предназначены для защиты от коррозии в различных условиях, в том числе и в морской воде; они обладают высоким качеством.
Для улучшения внешнего вида покрытий и во избежание потускнения в ванны этого рода в качестве добавок вводили гуммиарабик с фторидом натрия и свинцовые соли. Состав этого электролита был изменен с тем, чтобы форсировать процесс путем увеличения плотности тока до 12,5 А/дм2 при высоком выходе по току. Электролиз проводили в электролите состава, г/л: 90Zn(CN)2, 37,5NaCN, 90NaON при следующем режиме:
Температура, °С......40—70
Плотность тока, А/дм2.... 6—12
Катодный выход по току, % . 85—95
Степень чистоты анода, % . ≥99,75
Цианисто-ртутный электролит. Покрытия, полученные из этого электролита, содержат 0,5—1% Hg. Они гладкие, светлые и имеют лучший вид по сравнению с покрытиями, полученными из кислых электролитов. Состав электролита следующий, г/л: 60Zn(CN)2; 30NaCN; 45NaOH; 0,25 ртутной соли (HgCl2 или HgO, растворенная в NaCN).
Процесс ведут при следующем режиме:
Температура, °С..................30—50
Аноды среднего качества или Prime Western состава, %:
Zn......................98,25
Hg........................0,5
Анодная плотность тока, А/дм2 . . . 1,1—1,6
Соотношение анодной и катодной поверхностей ....................2:1
Катодная плотность тока, А/дм2 . . До 4,4
Напряжение на ванне, В............4—6
Катодный выход по току (при 2,7 А/дм2), %..................90
Рассеивающая способность (в ячейке Херинга), %....................35—40
Для хорошего растворения анодов напряжение между анодными и катодными штангами должно быть не меньше 4 В; анодная плотность тока 1 А/дм2. Если напряжение при обычной нагрузке меньше 4 В, необходимо увеличить расстояние между анодными и катодными штангами.
При нормальной эксплуатации ванна содержит 0,1—0,2 г/л цианистой ртути. В течение недели или через большие промежутки времени ртуть высаживается на аноды (путем ионного обмена) и для дальнейшей нормальной эксплуатации ванны необходимо ввести в нее ртутные соли.
В процессе электролиза цинк высаживается совместно с ртутью. При повышении концентрации цинка в электролите можно примерно 1/3 цинковых анодов заменить на стальные. При нормальных условиях работы аноды покрываются коричневой пленкой, после чего они равномерно растворяются. Главное правило, которое должно быть соблюдено, сводится к поддерживанию необходимой поверхности анодов, чтобы обеспечить невысокую анодную плотность тока или избыток ртутной соли в электролите, поскольку оба эти момента приводят к образованию в покрытиях ртутных пятен. Так как ванна имеет свойство самоочищаться, то необходимо лишь периодически удалять из электролита ферроцианид и другие нерастворимые соли фильтрацией.
Ртутно-цинковый электролит отличается хорошей рассеивающей и кроющей способностью. Защитные свойства цинковых покрытий, легированных ртутью, такие же, как и нелегированных.