Покрытие марганцем.

Марганец – немагнитный металл светло-серебристого цвета, быстро покрывается оксидной пленкой, твердый. Активно вступает в реакции (при нагревании) с неметаллами, соляной и разбавленной серной кислотой, проявляет валентность от 2 до 7. Плохо реагирует с водой. Образует кислоты и щелочи, соответствующие им соли, сплавы со многими металлами.

Марганец – металл с широким спектром применения. В промышленном масштабе он используется в качестве защитного покрытия металлов, в том числе при химическом фосфатировании. Фосфатирование представляет собой процесс обработки металлических изделий растворами кислых фосфорнокислых солей под названием МАЖЕФ (марганец, железо, фосфор), с образованием на поверхности защитной солевой пленки из нерастворимых фосфатов (см. Фосфатное покрытие металлов. Часть1., Фосфатное покрытие металлов. Часть 2.).

Покрытие марганцем надежнее цинкового, так как марганец имеет более отрицательный электродный потенциал (см. Процесс цинкования.).

По микротвердости покрытие марганцем находится между хромовым и никелевым покрытиями. Кроме того оно обладает большой коррозионной устойчивостью.

Покрытия марганцем имеют серый цвет с красноватым оттенком и температуру плавления 1260°С. Качественные полублестящие покрытия марганцем можно получать толщиной до 15 мм. В основном их применяют для специальных целей, в частности при ручной сварке электродами, т.к. покрытие марганцем повышает  износостойкость.

Покрытие марганцем на электродах для сварки.

Покрытие марганцем на электродах для сварки.

Запасы марганца в природе весьма значительны, что говорит о перспективности его использования с целью замены более дефицитных металлов в ряде отраслей производства, в том числе гальванотехнике. Покрытия марганцем применимы в некоторых случаях для защиты стали от коррозии, улучшения паяемости высоколегированных сталей.

Антикоррозионные свойства  марганцевых покрытий  проявляются в нейтральной среде. Повышение его стойкости в атмосферных условиях возможно путем пассивирования, но соответствующие рекомендации пока отсутствуют.

В различных сферах производства марганец применяется и в чистом виде, и в виде соединений: почти 90% всего металла расходуется в черной металлургии. В виде ферромарганца – сплава с железом, его добавляют в сталь, чтобы повысить ее ковкость, прочность, износоустойчивость.

Применяется марганец также для создания устойчивых к коррозии гальванических покрытий металлических изделий. Покрытия марганцем можно получить из сульфатных, сульфатно-оксалатных  и сульфатно-фторидных электролитов.

Состав сульфатного электролита, г/л:

Сульфат марганца MnSO4  100 – 250

Сульфат аммония (NH4)2SO4  75 – 100

Кислота щавелевая  15 – 20

Моющее средство «Прогресс»   0,3 – 0,5

Температура 15 – 25°С, pH 6 – 7, Дк = 10 – 30 А/дм2

Аноды из сплава свинца с серебром (3%) или из платины.

Перед процессом осаждения марганца следует подготовить аноды и провести очистку раствора. Аноды сначала поляризуют в серной кислоте, затем в электролите марганцевания и помещают в чехлы из хлопчатобумажной ткани.

Очистка раствора заключается в добавлении сульфата алюминия 1 – 3 г/л  с подщелачиванием аммиаком и последующей фильтрацией выпавшего осадка. При плотности тока до 20 А/дм2 осаждаются гладкие, блестящие покрытия.

Сульфатно-фторидный электролит покрытия марганцем отличается наличием в его составе  40%-ного раствора плавиковой кислоты.

Состав сульфатно-фторидного электролита, г/л:

Сульфат марганца MnSO4   180

Сульфат аммония (NH4)2SO4   130

Кислота  плавиковая 40%-ная  3 – 5 мл/л

Аноды из платины.

Температура 15 – 25°С, pH 6 – 7, Дк = 25 А/дм2, Вт= 70%

Покрытия марганцем получаются блестящими.

Имеются разработки электролита для получения покрытия повышенной коррозионной стойкости путем осаждения сплава цинк-марганец. Электролит содержит дополнительно сернокислый алюминий и органическую добавку – сорбит, а в качестве комплексона трилон Б – динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты.

Состав электролита для осаждения сплава цинк-марганец, г/л:

Сернокислый цинк  40 – 50

Сернокислый марганец  30 – 40

Трилон Б  50 – 60

Сернокислый алюминий  30 – 40

Сорбит – 2 – 4

Электроосаждение покрытий ведут при катодной плотности тока 1 – 5 А/дм2, температуре 20 – 25°С, рН 3,0 – 4,0 при перемешивании с использованием цинкового анода.

В предлагаемом электролите ионы цинка и марганца связаны в очень прочные трилонатные комплексы, что препятствует гидролизу солей. При этом возрастает стабильность электролита и рассеивающая способность, что позволяет наносить покрытия сплавом марганца на детали сложной конфигурации.

В настоящее время покрытие марганцем используется для деталей, где необходимо сочетание прочности и коррозионной устойчивости.

По вопросам разработки и внедрения технологий гальванических покрытий обращайтесь к нам!

New!

Похожие публикации:

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

2 комментария: Покрытие марганцем.

  1. Никита говорит:

    Здравствуйте Галина Владимировна,
    по роду своей деятельности (поставки смазочных материалов для металлообработки) сталкиваюсь с вопросом заказчиков по обезжириванию обработанных деталей перед гальваникой. Детали обрабатываются на станках с использованием синтетических или эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей. рН эмульсий ~8,5-10. Не могли бы Вы любезно сообщить какие средства можно применить для обезжиривания деталей из алюминия и латуни. И еще вопрос – есть ли методика определения чистоты поверхности после обезжиривания, так что бы за этот этап подготовки поверхности быть спокойным? Я не химик, может быть Вы посоветуете , что-то почитать по этой тематике?
    Спасибо, Никита .

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Никита!
      Требования к поверхности основного материала перед нанесением гальванических покрытия представлены в ГОСТ 9.301-86, где указаны степень шероховатости поверхности, чистота обработки (отсутствие заусенцев, трещин, пор, раковин), отсутствие слоя смазки или эмульсии.
      Выбор растворов обезжиривания после механической обработки зависит от степени загрязнения поверхности и метода обработки. Очень подробно этот материал представлен в книге С.Я. Грилихеса «Обезжиривание, травление и полирование металлов».
      К сожалению, в объеме консультации все вопросы рассмотреть не представляется возможным.
      Когда детали поступают на покрытие, их проверяют на соответствие ГОСТ 9.301-86.
      При наличии слоя смазки и эмульсии детали возвращаются в механический цех, но в дальнейшем, перед нанесением гальванических покрытий детали в любом случае проходят операции химического и электрохимического обезжиривания. После этих операций проводится 100% контроль на степень очистки.
      Обезжиренная поверхность должна сохранять сплошность пленки воды в течение 30 секунд с углом наклона 600 и не собираться в капли.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.