При цинковании применяются растворимые и нерастворимые аноды.

Для нерастворимых стальных анодов необходима постоянная корректировка ванны по цинку. Одно из решений – внешний генератор цинка (см. “ТехРешение”).

Растворимые аноды: пластины из листового катанного цинка и насыпные из литых цинковых сфер (шаров). Минусы растворимых анодов: образование на поверхности солевых пленок, быстрое накопление в электролите цинка в концентрации выше допустимой, шламование.

Оптимизация: применение анодных чехлов и непрерывная прокачка электролита через фильтр 10 мкр.

Пригодны для кислых и щелочных электролитов в небольших производствах. Растворение анода отрицательно сказывается на анодном процессе и равномерности цинкового покрытия, особенно в слабокислых электролитах.

Преимущества: цинковые шары по мере растворения опускаются в нижнюю часть корзины, освобождая место сверху для новых. В отличие от пластинчатых анодов в нижней части корзины всегда есть достаточно анодного металла для обеспечения равномерного осаждения покрытия на катоде. Активная поверхность насыпных анодов может быть существенно больше пластинчатых – это позволяет увеличивать токовую нагрузку.

Чтобы поддерживать заданную концентрацию цинка в щелочном электролите, достаточно один раз в смену анализировать содержание цинка в ванне. Если цинк растет, следует часть анодных корзин (до 30%) заменить на обычные стальные нерастворимые аноды-пластины. Поступление цинка в ванну при этом уменьшится, а концентрация стабилизируется. Если содержание цинка в электролите падает, то следует, наоборот, уменьшить число нерастворимых стальных анодов и/или досыпать корзины цинковыми шарами.

Чтобы оперативно увеличить концентрацию, расчетное количество окиси цинка растворяют в подогретой до 50-60°С концентрированной (300-400 г/л) щелочи и после охлаждения добавляют в ванну цинкования. Нельзя добавлять окись цинка непосредственно в электролит цинкования – возникает избыточное шламование. По этой же причине для увеличения концентрации цинка в электролите нельзя добавлять в ванну цинковую пыль (высокодисперсный цинковый порошок).

Внешний генератор (Г) цинка (конструктивно – “ванна-генератор” объемом 10-15% от основной ванны) быстро и дозированно увеличивает концентрацию металла в ваннах щелочного цинкования. (Г) заполняется цинковым электролитом, туда помещают максимальное количество цинка (не менее 5-8 дм² на 1 л раствора), который растворяется химически (без тока). Цинк в виде нарубленных кусочков, помещенных в корзины из низкоуглеродистой стали, растворяется в 5-6 раз быстрее, чем листовой.

(Г) монтируют выше гальванической ванны (раствор в основную ванну подается самотеком). С уменьшением объема концентрата в (Г) насосом подается порция электролита из гальванической ванны. Концентрацию NaOH в (Г) поддерживают на уровне 140–150 г/л. (Г) снабжен циркуляционным насосом – 4–5 объемов/час – это ускоряет растворение цинка. Температура комнатная. При соблюдении условий концентрация цинка в (Г) за 24 ч достигает 55–60 г/л. В холодное время необходим подогрев.

Гальваническое (Гл) позволяет получать эстетически более привлекательные покрытия (блеск, зеркальность и т. п.). Термодиффузионное (Тф) имеет матовый, голубовато-серый оттенок – это ограничивает применение в декоративных целях.

Коррозионная стойкость (Гл) оцинкования в 3-5 раз ниже (Тф). (Гл) покрытие склонно к водородному охрупчиванию – снижается прочность изделия.

Толщина (Тф) оцинкования – от 10 до 100 мкм, (Гл) – от 5 до 12 мкм.

У (Гл) покрытия прочность сцепления с поверхностью металла зависит от типа электролита, режима оцинкования, качества подготовки поверхности. (Тф) оцинкование – это диффузия цинка в поверхностные слои металла – на поверхности образуется сплав Fe-Zn, т. е. покрытие и металл становятся единым целым.

Андрей Белов, менеджер отдела сбыта ЭЦКЗЭМК ОАО “Златоустовский завод металлоконструкций”

– При гальваническом цинковании используем сочетание растворимых (цинковых) и нерастворимых (сталь 12Х18Н9Т) анодов в соотношении 1 к 2 – так поддерживается постоянство состава ванны по цинку без корректировки. При работе с нерастворимыми анодами происходит некоторое накопление в электролите катионов железа, никеля. Их влияние нейтрализуется вводом добавок, понижающих поляризацию на катоде. Предпочтение – пластинчатые растворимые аноды – они дешевле и проще в использовании. Полное погружение анода в электролит и экранирование его центральной части обеспечивает практически полное растворение цинковой пластины.

Константин Литвиненко

В статье использованы материалы www.galvanicrus.ru