Железнение и не только. Часть 2.

Процесс железнения чаще всего применяют, как рассматривалось ранее («Железнение и не только. Часть 1.»), для восстановления размеров дорогостоящих деталей методом гальванопластики. В этом случае основной проблемой при железнении является сцепление покрытия с основой, которое зависит от предварительной подготовки поверхности и состава электролита железнения.

1) Перед железнением все детали проходят следующие операции:

  • электромеханическую подготовку (очистка от грязи, шлифовка до устранения следов износа, чистовая обработка до шероховатости не более 1,25 мкм);
  • электрообезжиривание в электролите содержащем, г/л:

едкого натра   20
соды кальцинированной  25
тринатрийфосфата  25
жидкого стекла  5

при температуре 70 – 800С и плотности тока 5 – 10 А/дм2  сначала на катоде, а затем на аноде в течение 5 – 6 минут;

  • анодное травление в растворе серной кислоты 350 – 365 г/л с добавкой 10 – 20 г/л хлористого железа при температуре 15 – 300С, в течение 1 – 2 минут, ДА = 2,5 – 3 А/дм2.

Тщательно выполнив все предварительные операции с непременной промывкой деталей в горячей воде, можно приступать к железнению.

2) Окончательно решить вопрос адгезии нарощенного при железнении покрытия можно, добавив в электролит железнения хлористый марганец, г/л:

Железо хлористое  450 – 500
Марганец хлористый  8 – 10
Натрий хлористый  80 – 100
T = 60 – 800C, ДК = 10 – 50 А/дм2

Деталь, восстановленная железнением

Деталь, восстановленная железнением

Покрытия осаждаются твердые, толщиной до 3 мм. Марганец в покрытие при железнении не включается, остается в растворе, замедляя образование дендритов, что способствует повышению адгезии и получению плотных, мелкокристаллических осадков.

Большая проблема возникает при железнении крупногабаритных деталей сложной конфигурации (необходимость приобретения ванны больших размеров, изоляция поверхности не подлежащей покрытию). В таких случаях применяют метод  вневанного железнения.

В зоне нанесения покрытия создается электролитическая ячейка (местная ванна) с сохранением полной технологии железнения. В ванну помещают анод, катодом является поверхность детали, подогретый  электролит железнения прокачивают через ячейку, что позволяет в разы повысить плотность тока, т.е., скорость осаждения. Состав электролита железнения при прокачивании, г/л:

Железо хлористое  650
Кислота соляная  2 – 2,5

Температура 800С, скорость протекания электролита железнения 15 см/сек, расстояние между анодом и катодом 2,5 мм, плотность тока 40 – 60 А/дм2.

Можно применять и беспроточный метод железнения, скорость наращивания также увеличивается за счет того, что уменьшается обеднение электролита железнения в прикатодном слое. Это позволяет увеличить рабочую плотность тока железнения.

В обоих случаях при вневанном железнении нерабочие поверхности находятся снаружи, поэтому изоляция не требуется.

Внедряйте в производство предложенные технологии железнения, а мы готовы Вам помочь!

New!

Похожие публикации:

Запись опубликована в рубрике Гальваника для бизнеса. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

8 комментариев: Железнение и не только. Часть 2.

  1. Андрей говорит:

    Здравствуйте, озадачился вопросом железнения аллюминия и его сплавов. Необходимо при сохранении общей конфигурации и пр. преимуществах аллюминия, покрыть железом часть детали или всю деталь слоем до 1мм. Как это выполнить?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Андрей!
      Покрыть железом всю поверхность алюминиевой детали гораздо проще, чем нанести избирательное покрытие.
      Схема такая:
      1) Химическое обезжиривание;
      2) Щелочное травление;
      3) Осветление в азотной кислоте;
      4) Двойная цинкатная обработка;
      5) Нанесение подслоя химического никеля;
      6) Железнение.
      По металлизации алюминия у меня в блоге есть статьи «Химические и электрохимические методы покрытия алюминия. Часть 1 и Часть 2», опубликованные 11.10.2011 и 25.10.2011.
      Найти статьи можно через меню «Архив» на главной странице блога по дате публикации.
      По железнению статьи: «Железнение и не только. Часть 1 и Часть 2», опубликованы соответственно 12.07.2011 и 19.07.2011.
      Во всех статьях приведены составы растворов и режимы осаждения.
      Желаю успехов!
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  2. Денис говорит:

    Уважаемая Галина, добрый день.
    Речь о хлористом электролите горячего железнения. При высокой температуре (60-80 градусов цельсия) он быстро окисляется на воздухе. Повышение кислотности соляной кислотой приводит к повышенному газовыделению на катоде и к понижению качества осадка, он темнеет. Можете подсказать присадки для понижения окисляемости?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Денис!
      Вам следует обратить внимание на три момента:
      1) Завеска деталей в электролит железнения производится без тока, при этом детали прогреваются, а пассивная пленка, имеющаяся на них, разрушается.
      2) Соотношение анодной поверхности к катодной 2 : 1
      3) Склонность электролита к окислению Fe2+ —> Fe3+ тем больше, чем выше температура и меньше кислотность электролита. Поэтому в нем необходимо поддерживать определенный избыток свободной кислоты.
      Основным критерием при определении верхнего предела концентрации HCl является катодный выход Fe по току. Концентрация HCl более 3 г/л резко снижает выход Fe по току. Поэтому концентрацию HCl, равную 3 г/л, следует считать верхним допустимым пределом. Нижний предел концентрации HCl — 1,1 г/л.
      Так что никаких добавок не требуется.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  3. Денис говорит:

    Уважаемая Галина, добрый день.
    Можно ли добавлять в хлористый электролит для снижения газообразования поверхностно активные вещества? К примеру те-же фэйри, досю? Не получается получить толстые отложения более 1 мм без питтинга, хотя аноды в чехлах, электролит профильтрован, покачивание катода, ассимитичный ток.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Денис!
      Поверхностно-активные вещества в хлористый электролит железнения вводить не допустимо. Кроме того, ассиметричный ток в данном случае не уместен.
      Вопрос по наводораживанию Вы мне уже задавали.
      Могу рекомендовать состав наиболее универсального электролита железнения, г/л:
      Железо хлористое (FeCl2∙4H2O) 300 – 330
      Кислота соляная (HCl) 1,5 мл – 2 мл
      Температура 75 – 80С, катодная плотность тока от 3 – 5 А/дм2 до 10 – 20 А/дм2 .
      Соотношение анодной поверхности к катодной 2 : 1
      В качестве анодов используют стальные полосы, помещенные в чехлы из стеклоткани.
      Завеска деталей в электролит железнения производится без тока, при этом детали прогреваются, а пассивная пленка, имеющаяся на них, разрушается. Через 10 – 30 секунд устанавливается ток 4 – 5 А/дм2 и за 10 минут его значение доводят до 10 – 20 А/дм2. После железнения детали необходимо промыть в горячей воде, нейтрализовать в 5 – 10% -ном растворе соды и снова промыть в воде.
      PH электролита железнения корректируют с учетом расхода HCl на 1 А/ч 0,8 г кислоты.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  4. левон говорит:

    здравствуйте уважаемая! прочитал Вашу статью о железнении и возник вопрос. скажите, пожалуйста, Вы пишите ….. сначала на катоде, а затем на аноде в течении 5-6 мин. как это понять? у меня не получается именно сцепления , слой хороший но отцепляется .

    • Koroleva говорит:

      Уважаемый Левон!
      Вы не обратили внимания, что после электрообезжиривания (катодное+анодное) проводят операцию анодного травления в растворе серной кислоты 350 – 365 г/л с добавкой 10 – 20 г/л хлористого железа при температуре 15 – 30 С, в течение 1 – 2 минут, ДА = 2,5 – 3 А/дм2.
      Тщательно выполнив все предварительные операции с непременной промывкой деталей в горячей воде, можно приступать к железнению.
      Будьте внимательны!
      С уважением, Королева Галина Владимировна.