Гальваническое цинкование

А.Г. Мохов

ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ ЦИНКОВАНИЕ

Екатеринбург 2007

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Инженерная защита окружающей среды»

А.Г. Мохов

ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ ЦИНКОВАНИЕ

Методические указания

к лабораторной работе № 24Д

для студентов дневной и заочной форм обучения всех специальностей

Екатеринбург 2007

УДК 54:621.357.7 М 86

Мохов А.Г. Гальваническое цинкование: методические указания к лабо-раторной работе № 24д. – Екатеринбург: УрГУПС, 2007. – 9 с.

Методические указания составлены в соответствии с учебной програм-мой общетеоретической части по дисциплине ²Коррозия и защита металлов² для студентов дневной и заочной формы обучения всех специальностей.

В методических указаниях рассмотрены вопросы гальванического цинко-вания, используемого для защиты металлов от коррозии, приведен порядок вы-полнения опытов, даны рекомендации по составлению отчета.

Методические указания разработаны коллективом преподавателей под редакцией доц. А.Г. Мохова.

Рекомендуется к изданию по решению кафедры «Инженерная защита окружающей среды» (протокол № 2, от 30.10.06).

Автор: А.Г. Мохов, доцент кафедры «Инженерная защита окружающей среды», канд. техн. наук (УрГУПС).

Рецензент: В. Н. Соколов, доцент кафедры «Инженерная защита окружающей среды», канд. техн. наук (УрГУПС).

©Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), 2007

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 24 Д

ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ ЦИНКОВАНИЕ

Тема: защита металлов от коррозии методом нанесения металлических покрытий.

Цель работы: изучение метода гальванического цинкования.

Рабочее задание: получить цинковое покрытие с помощью электролиза с растворимым анодом, определить выход цинка по току, удельный расход элек-троэнергии и рассчитать толщину покрытия.

СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

Процесс цинкования в промышленности осуществляется несколькими способами:

1) методом термического цинкования (шерардизация или термодиффу-зия);

2) путем горячего цинкования;

3) металлизацией распыленным цинком в струе горячего газа (шоопиро-вание);

4) гальванического цинкования.

Последний является одним из наиболее распространенных методов защи-ты стальных изделий от коррозии. В настоящее время объем цинкованной про-дукции (главным образом крепеж, инструмент, многие наружные детали и агре-гаты) в машиностроении и на транспорте с каждым годом возрастает. Исполь-зование цинка в качестве антикоррозионного покрытия объясняется высокими защитными свойствами этого материала. Его стандартный электродный потен-циал Е Zn /Zn = –0,76B. Цинк обеспечивает защиту железа даже в тех случаях, когда сплошность покрытия нарушается за счет царапин, трещин, истирания и т.п. В данных условиях электрохимическая защита железа цинковым слоем за-ключается в том, что при наличии коррозионной среды эти два металла обра-зуют коррозионный элемент, его электрохимическую схему можно представить так:

	02+

в кислой среде

в нейтральной среде

А(-) ZnïH2SO4ïFe (+)К,

А(-) ZnïH2O, O2ïFe (+)К.

Цинк имеет более отрицательный потенциал, чем железо, поэтому явля-ется более активным металлом, легче отдает электроны, легче окисляется, чем железо и является анодом. На поверхности цинка происходит реакция

A(-) Zn – 2e ® Zn2+. (1)

При этом от каждого атома на поверхности цинка остаются два электро-на, которые тут же переходят к оголенной поверхности железа, имеющей в рас-творе более положительный потенциал: E Fe /Fe = – 0,44 В. За счет притока из-быточных электронов поверхность железа поляризуется, т.е. потенциал ее ста-новится более отрицательным, на ней начинают протекать восстановительные (катодные) процессы: либо восстановление ионов водорода (если среда кислая)

K(+) 2H++2e ® H2­, (2)

либо восстановление кислорода, растворенного в нейтральной коррозионной

среде

K(+) O2 + 4e + 2H2O ® 4OH-. (3)

Поверхность цинка, в особенности в нейтральной среде, способна легко

пассивироваться за счет образования слоя нерастворимого основного карбоната Zn2+ + 2OH– = Zn(OH)2, (4) 2Zn(OH)2 + CO2 = (ZnOH)2CO3 + H2O. (5)

Это резко уменьшает растворимость самого цинка и тем самым намного удлиняет срок службы цинкового покрытия.

В практике цинкованные детали иногда подвергают хроматному пассиви-рованию, что увеличивает срок службы покрытия и придает его поверхности красивый внешний вид.

Дата добавления: 2015-11-16