Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9413| Title: | «Вдосконалення технологічного процесу нанесення родієвих покриттів на прецизійні деталі» |
| Authors: | Мацепа, Сергій Михайлович Чорний, Олександр Ігорович |
| Keywords: | Нанесення родієвих покриттів |
| Issue Date: | 2023 |
| Abstract: | Тема кваліфікаційної роботи магістра: «Вдосконалення технологічного процесу нанесення родієвих покриттів на прецизійні деталі». Виконавець: студент групи мНТ-81 Чорний Олександр Ігорович Керівник: старший викладач Мацепа Сергій Михайлович. Кваліфікаційна робота містить 89 сторінок формату А4, 10 рисунків, 5 таблиць, 31 літературних джерел В оглядовій частині розглядались загальні відомості про корозію металів, поняття та причини її виникнення. Методи електрохімічної обробки, напрямки її розвитку та електрохімічний захист від корозії. В методичній частині дипломного проекту описали прилад та функціональні особливості прецизійної деталі. Розглянули обладнання для підготовки деталі до родування, обрали матеріал та способи обробки. Дослідили процес електроосадження родію, підготували поверхню деталі до родування, та до нанесення покриття на прецизійні деталі. Дослідили процес виготовлення електроліту з трьох-хлористого родію та його очищення від домішок. З’ясували, яким чином відбувається зняття родію з поверхні прецизійної деталі. В розділі охорона праці розглянули заходи техніки безпеки і виробничої санітарії в гальванічних цехах та при нанесенні металевих покриттів. Заходи техніки безпеки при експлуатації електроустаткування та причини виникнення пожеж в гальванічних цехах. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9413 |
| Appears in Collections: | 131 Прикладна механіка (Обробка металів за спецтехнологіями) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Чорний.pdf Restricted Access | 1.12 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
Міністерство освіти і науки України
Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв
До захисту допущено:
Завідувач кафедри ТОМВ
____________Георгій КАНАШЕВИЧ
«_____»_____________2023р.
Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи магістра
на тему: «Вдосконалення технологічного процесу нанесення родієвих покриттів
на прецизійні деталі»
Виконав: здобувач 2 курсу, групи мНТ-81
Спеціальності 131 – «Прикладна механіка»
Освітня програма – «Обробка металів за
спецтехнологіями»
Чорний Олександр Ігорович
Керівник: старший викладач Мацепа Сергій
Михайлович
Рецензент: головний конструктор ТОВ МНВК
«Станко-Груп» м.Черкаси
Лахно Ігор Олексійович
Черкаси 2023 р.
Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв
Освітній рівень магістерський.
Спеціальність 131 «Прикладна механіка».
Освітня програма «Обробка металів за спецтехнологіями»
ЗАТВЕРДЖУЮ:
Завідувач кафедри ТОМВ
Георгій КАНАШЕВИЧ
« » ____________2023р.
ЗАВДАННЯ
на кваліфікаційну роботу магістра
_ЧОРНОМУ Олександру Ігоровичу _
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема роботи «Вдосконалення технологічного процесу нанесення родієвих
покриттів на прецизійні деталі».
Керівник роботи Мацепа Сергій Михайлович, ст. викладач
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
Затверджена наказом Черкаського державного технологічного університету від
«10» жовтня 2023р. №271/04
2. Термін подання здобувачем роботи 05. 12. 2023 р.
4. Зміст пояснювальної записки: Загальні відомості про корозію металів.
Поняття та причини її виникнення; Опис приладу та функціональні особливості
прецизійної деталі; Обладнання для підготовки деталі до родування; Нанесення
покриття на прецизійні деталі; Техніка безпеки і виробнича санітарія в
гальванічних цехах.
5. Перелік графічного матеріал(з точним зазначенням обов’язкових
креслеників, плакатів, презентацій тощо) Тема, мета, задачі; Огляд методів
антикорозійного захисту; Загальний вигляд та конструкції елементів;
Характеристики матеріалу покриття; Обладнання для електрохімічного
родування; Розрахунок параметрів процесу родування; Схема виробничого цеху
родування; Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях; Висновки.
6. Керівники з роботи із зазначенням розділів роботи, що їх стосується
Прізвище, ініціали та посада Підпис, дата
Розділ
консультанта завдання видав завдання прийняв
Розділ 1 Мацепа Сергій Михайлович
Розділ 2 Мацепа Сергій Михайлович
Розділ 3 Мацепа Сергій Михайлович
Розділ 4 Цікановський Володимир Леонідович
7. Дата видачі завдання 04.09.2023 р.
Календарний план
№ Назва етапів дипломного Строк
Примітка
з/п роботи виконання етапів роботи
1 Збір інформації для написання КРМ 04.09-01.10.2023
2 Написання І розділу КРМ 02.10.-15.10.2023
3 Написання ІІ розділу КРМ 16.10 – 24.10.2023
4 Написання ІІІ розділу КРМ 25.10 – 2.11.2023
5 Написання розділу з охорони праці 3.11 – 9.11.2023
6 Оформлення пояснювальної записки 10.11 – 30.11.2023
7 Оформлення графічної документації 30.11 – 04.12.2023
8 Захист роботи ___.12.2023р.
Здобувач ___________ __Олександр ЧОРНИЙ__
Підпис Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ
Керівник ___________ ___Сергій МАЦЕПА__
Підпис Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ
4
АНОТАЦІЯ
Тема кваліфікаційної роботи магістра: «Вдосконалення технологічного
процесу нанесення родієвих покриттів на прецизійні деталі».
Виконавець: студент групи мНТ-81 Чорний Олександр Ігорович
Керівник: старший викладач Мацепа Сергій Михайлович.
Кваліфікаційна робота містить 89 сторінок формату А4, 10 рисунків, 5
таблиць, 31 літературних джерел
В оглядовій частині розглядались загальні відомості про корозію
металів, поняття та причини її виникнення. Методи електрохімічної обробки,
напрямки її розвитку та електрохімічний захист від корозії.
В методичній частині дипломного проекту описали прилад та
функціональні особливості прецизійної деталі. Розглянули обладнання для
підготовки деталі до родування, обрали матеріал та способи обробки.
Дослідили процес електроосадження родію, підготували поверхню
деталі до родування, та до нанесення покриття на прецизійні деталі.
Дослідили процес виготовлення електроліту з трьох-хлористого родію та
його очищення від домішок. З’ясували, яким чином відбувається зняття
родію з поверхні прецизійної деталі.
В розділі охорона праці розглянули заходи техніки безпеки і виробничої
санітарії в гальванічних цехах та при нанесенні металевих покриттів. Заходи
техніки безпеки при експлуатації електроустаткування та причини
виникнення пожеж в гальванічних цехах.
5
ABSTRACT
The topic of the master's qualification work: "Improving the technological
process of applying rhodium coatings on precision parts."
Performer: student of the MNT-81 group Black Oleksandr Ihorovych
Leader: senior teacher Matsep Serhiy Mykhailovych.
The qualification work contains 89 pages of A4 format, 10 figures, 5 tables,
31 literary sources
In the review part, general information about metal corrosion, concepts and
causes of its occurrence were considered. Methods of electrochemical processing,
directions of its development and electrochemical protection against corrosion.
In the methodological part of the diploma project, the device and functional
features of the precision part were described. We looked at the equipment for
preparing the part for delivery, chose the material and methods of processing.
The process of electrodeposition of rhodium was studied, the surface of the
part was prepared for rhodium plating, and for coating precision parts. The process
of making an electrolyte from rhodium trichloride and its purification from
impurities was studied. It was found out how rhodium is removed from the surface
of a precision part.
In the occupational health and safety section, safety measures and industrial
sanitation in electroplating shops and when applying metal coatings were
considered. Safety measures during the operation of electrical equipment and
causes of fires in electroplating shops.
6
ЗМІСТ
Вступ………………………………………………………………………….7
Розділ 1. Оглядова частина………………………………………………...10
1.1 Загальні відомості про корозію металів. Поняття та причини її
виникнення……………………………………………………………………….10
1.1.1 Методи електрохімічної обробки, напрямки розвитку…………….15
1.1.2 Електрохімічний захист від корозії. Анодний та катодний захист.16
Розділ 2. Методична частина………………………………………………23
2.1 Опис приладу та функціональні особливості прецизійної деталі…..23
2.2 Вибір матеріалу та способи обробки………………………………….25
2.2.1 Механічні фізичні та хімічні властивості латуні Л59……………...26
2.3 Обладнання для підготовки деталі до родування……………………29
Розділ 3. Дослідницька частина…………………………………………...43
3.1 Електроосадження родію. Процес родування ………………………43
3.2 Підготовка поверхні деталі до родування…………………………….51
3.3 Нанесення покриття на прецизійні деталі…………………………….59
3.3.1 Виготовлення електроліту з трьох-хлористого родію, очищення
електроліту від домішок………………………………………………………...59
3.4 Джерело електричного живлення, енергетичне живлення ванн…….62
3.5 Контроль якості………………………………………………………...67
3.5.1 Зняття родію з поверхні прецизійної деталі………………………..69
Розділ 4. Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях…………71
4.1 Техніка безпеки і виробнича санітарія в гальванічних цехах……….71
4.2 Заходи безпеки при нанесенні металевих покриттів………………...82
4.3 Техніка безпеки при експлуатації електроустаткування…………….84
4.4 Причини виникнення пожеж в гальванічних цехах………………… 85
Висновки …………………………………………………………………...87
Список використаної літератури………………………………………….88
7
ВСТУП
З розвитком науково-технічного прогресу в нашій країні,
спостерігається й прискорення розвитку машинобудівної промисловості в
усіх галузях народного господарства. Важливу роль у вирішенні задач щодо
підвищення технічного рівня виробництва і якості виготовленої продукції,
грає гальванотехніка, і останнім часом перетворилася в досить розгалужений
спосіб виробництва.
В наш час розробляються і використовуються все нові методи
декоративної обробки металів, захисту їх від корозії, створюються покриття
із заздалегідь заданими спеціальними характеристиками. Методи родування
застосовують не тільки для нанесення покриттів, але й для одержання
напівфабрикатів, складних деталей і елементів. Електрохімічні методи все
частіше застосовують для вирішення багатьох складних, а іноді й унікальних
задач, тоді, коли інші технологічні процеси виявляються малоефективними.
Мета роботи: підвищення стабільності, продуктивності роботи
прецизійних деталей та захист їх від корозії, шляхом нанесення родієвих
покриттів.
Завдання дипломного проекту:
1. Проаналізувати технологічний процес вдосконалення процесу
нанесення родієвих покриттів методом електрохімічного осадження родію.
2. Підібрати оптимальні режими нанесення родієвого покриття, які б
забезпечили максимальну антикорозійну стійкість та високі експлуатаційні
показники.
Застосування металевих (гальванічних) покриттів є одним з найбільш
розповсюджених на сьогодні методів захисту виробів від корозії в
машинобудуванні і приладобудуванні. Якість металевих покриттів багато в
чому визначає якість виробів, їхню зносостійкість та довговічність.
Гальванічне покриття деталей служать не тільки засобом захисту від
корозії, але також і способом підвищення зносостійкості деталей,
електропровідності й інших важливих властивостей поверхні.
8
Осадження дорогоцінних і рідких металів від усіх гальванічних захисно-
декоративних покриттів відрізняється багатьма специфічними
особливостями. Насамперед, технологічні процеси осадження дорогоцінних і
рідких металів характеризуються особливою старанністю кожної операції й
ощадливим відношенням до витрат солей цих металів і анодів. У всіх
областях електротехнічної промисловості, застосовуються покриття сріблом,
паладієм і родієм. Ці покриття, мають підвищувати електропровідність та
стійкість контактів у різних середовищах і твердому кліматі.
Найбільш широке застосування має сріблення. Використовується в
електропромисловості для створення поверхневого шару з високою
електропровідністю в ювелірній промисловості, в оптиці для підвищення
відбивної здатності. До особливостей технології сріблення варто віднести
насамперед необхідність створення свіжеосадженого підшару міді, для
міцності зчеплення срібла. Деталі після міднення завішують під струмом в
один з електролітів попереднього сріблення або ж амальгують поверхню
слабким розчином ртутних солей, а потім під струмом завішують у робочий
електроліт сріблення. Але дуже часто виникають недоліки при експлуатації
срібла; гальванічно-обкладений шар срібла облущується або відшаровується
при нагріванні, або ж під час полірування, покриття темніють і покриваються
плямами, срібне покриття пухке і вразливе й ін. Через ці численні дефекти
деталі швидко списуються в брак, а оскільки матеріал має високу вартість, то
цей процес не є економічним у нашому випадку.
Електролітичне покриття родієм одержало порівняно широке технічне
застосування, незважаючи на високу вартість цього металу, у зв'язку з
високою корозійною стійкістю, він зберігається завдяки високому
коефіцієнту відображення світла, низькому контактному опору, високій
електропровідності, значній твердості, зносостійкості і гарному зовнішньому
вигляду.
На відміну від срібла, родієві покриття не тьмяніють і не окисляються
при тривалій експлуатації в жорстких умовах: на повітрі, навіть у морському
9
кліматі, це дозволяє зберігати перехідний опір контактів незмінним. Родієві
покриття тривалий час зберігають незмінно високу провідність у контактах.
У сполученні з великою твердістю і зносостійкістю, це визначає доцільність
та оптимальність застосування родію для покриттів прецизійних деталей, що
вимагає безвідмовної роботи в складних експлуатаційних умовах.
10
Розділ 1. Огляд літературних джерел
1.1 Загальні відомості про корозію металів. Поняття та причини її
виникнення
Корозія — руйнування металів у наслідок хімічної або електрохімічної
взаємодії їх з корозійним середовищем.
Корозія призводить до значних збитків у всіх промислово розвинених
країнах. Так, збитки від корозії складають приблизно 5—10% від
національного доходу (у США ці збитки перевищують 70 млрд. доларів на
рік). Вони складаються з дуже багатьох окремих витрат, питома вага кожної з
яких щорічно зростає в зв'язку з постійно зростаючим введенням
металовиробів в експлуатацію. У числі цих витрат вартість безповоротно
зруйнованого металу, складає лише незначну частину збитків.
Основні втрати від корозії обумовлені передчасним виходом з ладу
металоконструкцій, вартість яких значно перевищує вартість металу,
використаного на їхнє виготовлення. Сюди ж відносяться витрати на
профілактичне обслуговування, ремонт і заміну окремих деталей. Інша
найбільша стаття збитків обумовлена необхідністю постійного здійснення
комплексу заходів щодо боротьби з корозією. Це — нанесення різних
покриттів (металевих, оксидних, лакофарбових і т.д.), застосування
мастильних матеріалів і інгібіторів корозії, використання засобів і методів
хімічного захисту. Не менш важливе значення має необхідність
використання в ряді випадків дорогих високолегованих матеріалів,
необхідність виготовлення деталей із врахуваннями на корозію і т.д.
Слід також зазначити, що корозія найчастіше викликає непродуктивний
простій устаткування, псування харчових і хімічних продуктів, втрату цих
продуктів при порушенні герметичності реактивів, резервуарів або
трубопроводів. Таким чином, витрати на боротьбу, з корозією різноманітні й
у кожному конкретному випадку вирішальною статтею збитків може стати
кожна з приведених вище причин.
11
З розвитком промислового потенціалу у всіх країнах темп росту
корозійних витрат став перевищувати темп росту металевого фонду. Це
обумовлено, принаймні, двома основними причинами.
1. Зміною структури використання металу. Якщо в довоєнний період
основна частина металу споживалася залізничним транспортом,
комунальним господарством і верстатобудуванням, то за останні десятиліття
зросла питома вага металів у галузях, що використовують металовироби в
агресивних середовищах (хімічна, нафтохімічна і паперово-целюлозна галузі
промисловості, енергетика, автомобілебудування, авіація, морський флот).
2. Значним підвищенням агресивності атмосфери і природних вод
унаслідок забруднення промисловими відходами та шкідливими викидами.
Проблема корозії — це проблема підвищення експлуатаційно-технічної
надійності і довговічності металоконструкцій, економічно вигідного
використання земних ресурсів і матеріальних засобів.
Рішенням цього питання, у всіх промислово розвинених країнах,
займаються спеціальні науково-дослідні центри і виробничі підприємства. У
нашій країні найбільшими науковими центрами в області корозії є: Інститут
фізичної хімії АН, Інститут авіаційних матеріалів, Науково-дослідний
фізико-хімічний інститут ім. Карпова. Фундаментальні дослідження і
практичні розробки в області корозії і захисту металів здійснені такими
вченими Я.М.КолотиркІним, Г. В. Акимовим, А. Н. Фрумкиним, Н. Д.
Томашовим, В.П.Батраковим, И. Л. Розенфельдом, А. В. Рябченковм і ін.
При Державному комітеті СНД по науці і техніці створена Міжвідомча
науково-технічна рада із захисту металів від корозії, рішення якої обов'язкові
для всіх міністерств і відомств.
В області боротьби з корозією здійснюється широка програма
міжнародного співробітництва, у тому числі в рамках співробітництва країн
— членів ЄС.
Причина корозії — термодинамічна нестійкість металів, внаслідок чого в
природі вони завжди знаходяться в окисленому стані.
12
1. Гальванічні покриття
Основні закономірності:
Гальванічний метод осадження захисних металевих покриттів одержав
дуже широке поширення в промисловості. У порівнянні з іншими способами
нанесення металопокриттів він має ряд вагомих переваг: високу
економічність (захист металу від корозії досягається досить тонкими
покриттями), можливість одержання покриття з одного і того ж металу, з
різними механічними властивостями, легку керованість процесу
(регулювання товщини і властивостей шару металевих осаджень шляхом
зміни складу електроліту і режиму електролізу), можливість одержання
сплавів різноманітного складу та застосування високих температур, гарне
зчеплення з основним металом і ін.
Недолік гальванічного методу — нерівномірність товщини покриття на
виробах складного профілю.
Електрохімічне осадження металів проводять в гальванічній ванні
постійного струму (на рис. 1.1). Виріб, що покривається металом, завішують
на катод. В якості анодів використовують пластини з осадкових металів
(розчинні аноди) або з матеріалу, нерозчинного в електроліті (нерозчинні
аноди). Обов'язковий компонент електроліту — іон металу, що осаджується
на катоді. До складу електроліту можуть також входити речовини, що
підвищують його електропровідність, що регулюють протікання анодного
процесу, що забезпечують сталість рн, поверхнево-активних речовини, що
підвищують поляризацію катоднопридатного процесу, блискоутворюючі
добавки, що вирівнюють, і ін.
Гальванічне осадження металу відбувається в результаті електрохімічної
реакції розряду іонів металу на катоді.
13
Рис.1.1 Гальванічна ванна для електроосадження металів:
1-корпус; 2-вентиляційний кожух; 3-змійовик для обігріву;
4-ізолятори; 5-анодні штанги; 5- катодні штанги; 7-барботер для
перемішування стисненим повітрям.
Переміщення (дифузія) часток, що розрядилися, по поверхні електрода
до місць кристалізації (місцям росту), входження атомів у кристалічні ґрати,
утворення і ріст кристалічних зародків. Відповідно до сучасних представлень
електрокристалізація відбувається одночасно не по всій поверхні електрода, а
спочатку лише на активних місцях, що одержали назву місць росту. До них
відносяться вершини кутів і ребер кристала, дефекти поверхні катода
(дислокації).
Спочатку виникають кристалічні зародки які потім зростають внаслідок
приєднання атомів металу, що розрядилися. Структура гальванічного осаду
визначається співвідношенням швидкостей утворення кристалічних зародків
і їхнього росту. Чим вище відносна швидкість утворення зародків тим більше
дрібнозерниста структура покриття. Виникнення кристалічних зародків
сполучено з більшою витратою енергії в порівнянні з їхнім ростом. Тому
підвищення катодної поляризації сприяє утворенню дрібнозернистих
покриттів, що мають кращі захисні властивості.
Процес кристалізації, можливий і без утворення кристалічних зародків.
Він відбувається при низькій поляризації на ділянках поверхні електрода
гвинтових дислокацій, що мають, що і служать місцем росту кристала.
14
Швидкість електроосадження металу і величина поляризації
(перенапруги) лімітуються найбільш повільною стадією процесу. Нею може
бути кожна з розглянутих вище стадій.
Структура гальванічного покриття, його фізико-механічні і захисні
властивості визначаються природою металу, що осаджується, складом
розчину і режимами електролізу.
В залежності від того, у якому виді іон металу, що розряджається,
знаходяться в розчині, й всі електроліти Поділяються на комплексні і прості.
Розряд комплексних іонів на катоді відбувається при більш високій
перенапрузі, ніж розряд простих іонів. Тому осади, отримані з комплексних
електролітів, більш дрібнозернисті і рівномірні за товщиною. Однак у цих
електролітів нижче вихід металу по струму і більш низькі робочі щільності
токи, тобто по продуктивності атомів, що роззявлялися, до складу
кристалічних ґрат покриття. Загальну схему процесу можна виразити
рівнянням:
Ме(Н 2О) 2+
+ ze → Me + xH
х 2O.
Одночасно з розрядом іонів металу може протікати реакція виділення
водню:
2H + + 2e → H 2 .
На аноді відбуваються процеси електрохімічного розчинення металу
електрода:
2+
Me + xH2O → Me(H2O) + ze.
x
і виділення кисню: 4OH − → O2 + 2H 2O + 4e.
Електроосадження металів протікає по стадіях, найважливішими з яких
є:
1) доставка іонів металу, що розряджаються, з обсягу електроліту до
поверхні катода в основному завдяки дифузії і конвекції;
15
2) розряд гідротированих іонів металу, що включає часткову або повну
дегідратацію іонів і адсорбцію часток, що розрядилися, на електроді але, і
товщині покриття на окремих ділянках катода;
Особливо сильний розкид по товщині спостерігається на виробах
складного профілю, що негативно позначається на захисних властивостях
покриття. Рівномірність товщини покриття, що осаджується, поліпшується зі
збільшенням електропровідності електроліту, ростом поляризації з ростом
щільності струму, зменшенням виходу металу по струму, при підвищенні
щільності струму, збільшенням відстані між катодом і анодом.
Здатність гальванічної ванни давати рівномірні по товщині покриття на
рельєфній поверхні називається здатністю, що розсіює. Найбільшою
здатністю, що розсіює, мають комплексні електроліти.
1.1.1 Методи електрохімічної обробки, напрямки розвитку
Пріоритет у створенні і розробці електрохімічної обробки належить
відомим винахідникам В.Н. Гусєву і Л.А. Рожкову, що у 1928р.
запропонували використовувати анодне розчинення для спрямованого
видалення матеріалу при формоутворенні деталей. Подальший розвиток і
впровадження методів електрохімічної обробки стало можливим завдяки
фундаментальним роботам вітчизняних дослідників — Ф.В. Седикіна,
Ю.Н.Петрова, І.І. Мороза, В.П. Смоленцева, В.Д. Кащеєва, Л.Б. Дмитрієва й
ін.
В залежності від механізму руйнування і способу видалення з робочої
зони продуктів реакції умовно виділяють два напрямки розвитку
електрохімічної обробки.
Перший напрямок — електрохіміко-гідравлічна обробка (іноді її
називають анодно-гідравлічною, просто електрохімічною або анодним
різанням).
Другий напрямок — електрохіміко-механічна обробка.
16
Електрохімічна обробка — високопродуктивний технологічний процес,
який успішно застосовується у різних галузях промисловості. Останнім
часом методи електрохімічної обробки стають одними з основних при
виготовленні деталей зі струмопровідних важкооброблюваних металів і
сплавів, іншими методами на багатьох підприємствах одержують складні
порожнини в штампах, прес-формах, літійних формах, лопатки і колеса,
турбіни, шліфують і розрізають деталі, видаляють зламані інструменти і
кріпильні деталі, таврують і виконують багато інших технологічних
операцій.
1.1.2 Електрохімічний захист від корозії. Анодний та катодний
захист
Швидкість електрохімічної корозії можна значно зменшити, якщо
металеву конструкцію піддати поляризації. Цей метод одержав назву
електрохімічного захисту. В залежності від виду поляризації розрізняють
катодний і анодний захист.
Катодний захист
Катодний захист — найбільш розповсюджений вид електрохімічного
захисту. Його використовують для боротьби з корозією таких металів, як
сталь, мідь, латунь, алюміній, в умовах не сильно агресивних середовищ.
Вона ефективна для запобігання корозійного розтріскування,
міжкристалічної корозії, знецинковування латуней, пітинга сталей у ґрунтах і
морській воді. Найширшого застосування катодний захист одержав для
боротьби з корозією підземних споруд (трубопроводів, газопроводів,
кабельних та інших установок), металевих конструкцій у морській і річковій
воді.
Катодну поляризацію можна здійснювати шляхом приєднання
конструкції, що захищається, до негативного полюса зовнішнього джерела
струму або до металу, що має більш електронегативний електродний
17
потенціал. В останньому випадку немає потреби в зовнішнім джерелі струму,
тому що утвориться гальванічний елемент із тим же напрямком струму,
тобто деталь, що захищається, стає катодом, а більш електронегативний
метал, називається протектором, — анодом.
Катодний захист зовнішнім струмом:
Схема катодного захисту представлена на Рис. 1.2, Рис. 1.3. Негативний
полюс зовнішнього джерела струму «4» приєднаний до металевої
конструкції, «1», а позитивний полюс - до допоміжного електрода «2», що
працює як анод.
Рис. 1.2 Схема катодного захисту зовнішнім струмом
Рис. 1.3 Схема катодного захисту плавильного котла:
1-котел; 2-джерело струму; 3-анод.
У процесі захисту анод активно руйнується і підлягає періодичному
відновленню.
Як матеріал аноду, застосовують чагун, сталь, вугілля, графіт, металевий
брухт (старі труби, рейки й ін.). Тому що ефективний опір проходженню
18
електричного струму здійснює лише той шар ґрунту, котрий знаходиться в
безпосередній близькості від анода, то його звичайно поміщають у так зване
засипання «3»— товстий шар коксу, у який додають 3—4 ч. (по масі) гіпсу і
1ч. повареної солі. Засипання має високу електропровідність, завдяки чому
знижується перехідний опір ґрунт-анод.
Для захисту споруджень у воді аноди встановлюють на дні рік, озер,
морів. У цьому випадку засипання не потрібне.
Катодний захист заводської апаратури (холодильників, теплообмінників,
конденсаторів і ін.), що піддається впливові агресивного середовища,
здійснюють шляхом приєднання до негативного полюса зовнішнього
джерела струму і занурення анода в це середовище, що показано на Рис. 1.2
та Рис. 1.3.
Напругу, що накладається для захисту, вибирають з необхідності
забезпечення захисної щільності струму визначеної величини. Природно, що
в ґрунті або в рідкому середовищі з високим електричним опором, напруга,
що накладається, повинна бути більшою, ніж у середовищі з малим опором.
Величину оптимальної захисної щільності струму розраховують в
залежності від природи металу, що захищається, типу корозійного
середовища, величини перехідного опору між металом і середовищем. У всіх
випадках оптимальна захисна щільність струму повинна перевищувати
щільність струму, еквівалентну швидкості корозії металу в тому ж
середовищі. Чим вища швидкість корозії, тим більш захисна щільність
струму. Важливо також, щоб вона була рівномірною відносно усієї поверхні
конструкції, що захищається.
Перевищення оптимальної величини захисної щільності струму
небажане, оскільки це може призвести до деякого зниження катодного
захисту (ефект «перезахисту»). Ефективність катодного захисту
k − k
характеризується величиною захисного ефекту: Z = 1 2 100.
k1
19
де k1 − -показник швидкості корозії металу без катодного захисту;
2−
теж, при катодному захисті.
Катодний захист зовнішнім струмом широко застосовують як
додатковий засіб захисту до ізоляційного покриття. При цьому ізоляційне
покриття не обов'язково має бути безпористим, тому що захисний струм в
основному протікає по оголених ділянках металу, що і мають потребу в
захисті.
Застосовують катодний захист і до конструкцій, що мають значні
корозійні ушкодження, що дозволяє призупинити подальше поширення
корозії.
Катодний захист зовнішнім струмом недоцільний в умовах атмосферної
корозії, у пароподібному середовищі, в органічних розчинниках, тому що в
цьому випадку корозійне середовище не має достатньої електропровідності.
Протекторний захист:
Схема протекторного захисту трубопроводу показана на Рис. 1.4. До
конструкції, що захищається, «2» приєднують більш електронегативний
метал — протектор «3», що розчиняючи в навколишньому середовищі,
посилає електрони конструкції «2» і катодозаполяризовує її. Після повного
розчинення протектора або втрати контакту його з конструкцією, що
захищається, протектор необхідно відновлювати.
Рис. 1.4 Схема протекторного захисту трубопроводу
1-зовнішнє середовище; 2- конструкція що захищається;
3-протектор; 4-наповнювач.
20
Як протектор найчастіше використовують магній, цинк і їхні сплави.
Алюміній застосовують рідше, тому що він швидко покривається дуже
щільною оксидною плівкою, що пасивує його й обмежує струмовіддачу.
Протектор працює ефективно, якщо перехідний опір між ним і
навколишнім середовищем невеликий. У процесі роботи протектор,
наприклад цинковий, може покриватись шаром нерозчинних продуктів
корозії, що ізолюють його від навколишнього середовища і різко збільшують
перехідний опір. Для боротьби з цим, протектор поміщають у наповнювач
«4» — суміш солей, що створює довкола нього визначене середовище, що
полегшує розчинення продуктів корозії і підвищує ефективність і
стабільність роботи протектора в ґрунті.
Дія протектора обмежується визначеною відстанню. Максимально
можливе віддалення протектора від конструкції, що захищається, називається
радіусом дії протектора. Він залежить від ряду факторів, найважливішими з
яких є електропровідність середовища, різниця потенціалів між протектором
і конструкцією, що захищається, поляризаційні характеристики. Зі
збільшенням електропровідності середовища захисна дія протектора
поширюється на більшу відстань. Так, радіус дії цинкового протектора при
захисті сталі в дистильованій воді й дорівнює 0,1см, в морській воді - 4 м, у
3%-вому розчині NaCl - 6 м.
Протекторний захист у порівнянні з катодним захистом зовнішнім
струмом, доцільно використовувати в тих випадках, коли одержання енергії
ззовні пов'язане з труднощами або якщо спорудження спеціальних
електроліній економічно невигідно.
В даний час протекторний захист застосовують для боротьби з корозією
металевих конструкцій у морській і річковій воді, ґрунті й інших
нейтральних середовищах. Використання протекторного захисту в кислих
середовищах обмежується високою швидкістю саморозчинення протектора.
Як і у випадку катодного захисту зовнішнім струмом, ефективність
протекторного захисту зростає при їх спільному використанні із захисними
21
покриттями. Так, нанесення бітумного покриття на трубопроводи, значно
поліпшує розподіл захисного струму, зменшує число анодів і збільшує
довжину ділянки трубопроводу, що захищається за допомогою одного
протектора. Якщо одним магнієвим анодом можна забезпечити захист
непокритого трубопроводу довжиною всього 30 м, то захист покритого
бітумом трубопроводу діє на довжину до 8 км.
Анодний захист
Швидкість електрохімічної корозії металу, може бути зменшено і при
його анодній поляризації, якщо вона зміщує потенціал металу, що
захищається, у пасивну область. На цьому принципі заснований анодний
захист зовнішнім струмом, при якому конструкцію, що захищається,
приєднують до позитивного полюса зовнішнього джерела струму, а
допоміжний електрод (катод) — до негативного.
Метод анодного захисту має відносно обмежене застосування, тому що
пасивація ефективна в основному в окисних середовищах при відсутності
активних депасивуючих іонів, наприклад іонів хлору для заліза і
нержавіючих сталей. Крім того, анодний захист потенційно небезпечний: у
випадку перерви подачі струму можливий активування металу його
інтенсивне анодне розчинення. Тому анодний захист вимагає наявності
ретельної системи контролю.
На відміну від катодного захисту швидкість корозії при анодному
захисті ніколи не зменшується до нуля, хоча може бути і дуже невеликим.
Зате захисна щільність струму тут значно нижча, а споживання
електроенергії невелике.
Іншою перевагою анодного захисту є — висока здатність, що розсіює,
тобто можливість захисту на більш віддаленій від катода відстані й у
електрично-екранованих ділянках.
Метод анодного захисту використовують для металів і сплавів, легко
пасивуючихся при анодній поляризації. У хімічній промисловості його
успішно застосовують для зниження швидкості корозії низько-вуглеродної
22
сталі, в сірчаній кислоті й у розчинах, що містять аміак і нітрат амонію, а
також для захисту конструкційних матеріалів, наприклад вуглеродної і
нержавіючої сталей, здатних пасивуватися в багатьох середовищах.
23
Розділ 2. Обладнання та матеріали
2.1 Опис приладу та функціональні особливості прецизійної деталі
Розвиток ринкових відносин в Україні призвів до зростання вимог щодо
охорони приватної власності й охорони суспільного порядку.
Ці вимоги у свою чергу поставили задачі перед промисловістю по
створенню приладів, що дозволяють забезпечити цілодобове ведення
спостережень за охоронними територіями й ін. об'єктами, що знаходяться під
контролем міліції й охоронних агентств.
Одним із приладів, що дозволяють вести цілодобове спостереження на
охоронюваних об'єктах або територіях може служити оптико-електронний
прилад – тепловізійна камера або електронно-оптичний перетворювач (ЕОП).
Прилади такого класу дозволяють вести спостереження в будь-який час доби,
навіть при несприятливих метеорологічних умовах. Вихідний сигнал приладу
може відображатися на моніторах, окулярах і передаватися дистанційно, що
важливо для організації і здійснення охорони в цілому. Крім цього, при
необхідності даний сигнал може бути записаний і на відеоапаратуру.
Однією з переваг даного приладу є його можливість обертати лінію
візування (спостереження) на будь-який кут (360°). Цю важливу функцію
даного приладу здійснює вузол, названий розроблювачем - панорамним
модулем. Модуль панорамний містить у собі привод (двигун з редуктором),
що обертає платформу навколо вертикальної осі, на будь-який кут, у будь-
яку сторону, по керуючих сигналах, що задає оператор, а електронна система
приладу формує і видає на них результат спостереження. Найбільш складним
і відповідальним вузлом у панорамному модулі є обертовий контактний
пристрій (ВКУ), що забезпечує передачу живлення сигналів керування, що
формують сигнали Твп-камер в умовах обертання панорамним модулем.
Складність цього вузла полягає й у тім, що сигнали передані є й аналоговими
і цифровими, а також різні по струму (від декількох мікроамперів до 10А).
Такі чіткі вимоги ввели через особливі підходи при конструюванні.
24
Особливість такої конструкції в тому, що необхідно забезпечити
мінімальні перехідні опори в контактних порах. Таке позитивне рішення
знайдене за рахунок застосування контактних прецизійних елементів і
струмознімачів. З метою зниження перехідного опору, що виникає в момент
ковзання контактів, котрі знімають сигнал, по обертових прецизійних
деталях, прийняте конструктивне рішення, воно полягає в тому, що контактні
кільця (прецизійні деталі), покриті родієвим покриттям, а знімні покриті
золотом. Таке рішення дозволило на кілька порядків понизити перехідні
опори й у свою чергу забезпечити передачу як аналогових так і цифрових
сигналів по обертових контактах.
Обертовий контактний пристрій, який є головним і відповідальним
вузлом у модулі панорамному, забезпечує передачу електричних сигналів і
живлення між нерухомою і рухливою частинами приладу. За допомогою
провідника електричний сигнал подається (знімається) на нерухомий контакт
у вигляді пружинних дротиків (покриття золото), що сковзає по контактному
кільцю і знаходиться на рухливій частині приладу. Для забезпечення
надійного електричного контакту нерухомий контакт має можливість
рухатися, що дозволяє вибрати оптимальний тиск пружини. Кількість
дротиків у нерухомому контакті визначається величиною струму. Контактне
кільце, до якого приварюється провідник, забезпечує контакт із нерухомою
частиною, з мінімальним спаданням напруги за рахунок пари зі шляхетних
металів. Поверхня прецизійної деталі повинна бути високого ступеня
частоти, а биття діаметра контактуючої поверхні мінімальним. Щоб
запобігти впливові вологи на робочу поверхню і контактуючу пару, прилад
ущільнюється за допомогою сальників і герметика, застосовується
вологопоглинач із силікагелем.
25
2.2. Вибір матеріалу та способи обробки
Виготовлення прецизійних деталей здійснюється з прутків марки Л63,
ЛС59-1 з магнітними властивостями відповідно до вимог ГОСТ 15527-2004,
IDT (хімічний склад). Використовували пруток з латуні марки ЛС59-1,
круглий, нормальної точності виготовлення, напівтвердий діаметром 120мм,
призначений для обробки на токарських верстатах.
Пруток Г.КР.Н.Х120НД
Г – спосіб виготовлення – гарячекатаний;
КР – форма перетину – кругла;
Н – нормальна точність виготовлення;
НД – немірної довжини;
Х – місце відсутніх даних у марці матеріалу.
ЛС59-1 (латунь+свинець) Cu=59%, Pb=1%, Zn=40%
Тому що латунь є мідним сплавом і має високу електропровідність, вона
є гарним провідником електричного струму. Але цей сплав має недоліки - він
досить м'який і нестійкий до стирання. Тому ці кільця (прецизійні деталі) ми
покриваємо родієм, він володіє високими захисними властивостями. Для
поліпшення оброблюваності в латунь додають невелику кількість свинцю.
Сплави міді з цинком, що містять свинець, називаються свинцюватими або
автоматними латунями. До них відноситься латунь ЛС59-1. Латуні з
підвищеним вмістом цинку (Zn>30%), більш стійкі, ніж мідь і латуні з
низьким вмістом цинку. Латуні в контакті з залізом, алюмінієм і цинком
застосовувати не слід, тому що вони (Zn, Al, Fe) швидко руйнуються. Однак
зазначені метали або сплави на їхній основі з успіхом застосовуються як
протектори для захисту.
Латуням присвоєні всі позитивні властивості міді й інших мідних
сплавів, тобто високі електропровідність і теплопровідність. Характерними
видами корозії латуні є знецинковування і корозійне розтріскування при
наявності вологи, кисню, аміаку й інших газів. Основними факторами
26
можуть бути жорстке корозійне розтріскування латуней, наявність напруг,
що розтягують, у металі і відповідній корозійній сфері, а саме наявність
вологи і кисню, присутність в атмосфері слідів аміаку і сірчистого газу.
Схильність латуней до корозійного розтріскування сильно зростає з
підвищенням змісту цинку і зі збільшенням до відомої межі напруги, що
розтягують. Для попередження корозійного розтріскування, вироби з латуні
піддають віджигу при температурі 250-650 С.
За хімічним складом латунь підрозділяються на подвійні (прості), що
складаються з міді і цинку, і спеціальні, утримуючі легуючі компоненти: Fe,
Mn, Ni, Si, Sn і Pb. Залізо сильно подрібнює структуру, гальмує ріст зерен, а
отже, поліпшує механічні властивості латуні. Кремній (Si) рівномірно
підвищує міцність латуні при збереженні пластичності і поліпшує ливарні
властивості. Марганець (Mn) знижує рідиннотекучість, підвищує міцність.
Свинець (Sn) поліпшує антифрикційні властивості латуней і їхню
оброблюваність різанням.
2.2.1 Механічні фізичні та хімічні властивості латуні Л59
Латунь — сплав міді та цинку. До складу також можуть входити інші
метали, чи неметали. Частка цинку у латуні може бути відносно високою
(понад 36%). Мідь і цинк розчиняються один в одному у будь-яких
пропорціях, але незважаючи на процентне співвідношення міді і цинку
латуні вважаються сплавами на основі міді. Латуні із вмістом цинку до 36%
називаються однофазними сплавами, або альфа-сплавами. Вони чудово
піддаються холодним методам обробки. Латуні із вмістом цинку понад 37%
називаються двофазними сплавами, або бета-сплавами. Вони добре
піддаються гарячим методам обробки. Латуні із низьким вмістом цинку
(менше ніж 20%) найчастіше використовуються для виробництва прикрас та
виготовлення трубок. Латунь досить добре зварюється і прокатується. Хоча
27
не покрита лаком поверхня латуні чорніє на повітрі, але в масі вона краще
чинить опір впливу довкілля, ніж мідь.
Має жовтий колір і відмінно полірується. Вісмут і свинець шкідливо
впливають на латунь, оскільки зменшують здатність до деформування у
гарячому стані.
Таблиця 2.1
Характеристика матеріалу Л59
Марка Л59
Класифікація Латунь, оброблюється тиском
Застосування для виготовлення листів, прутків, труб
Зарубіжні
-
аналоги:
Таблиця 2.2
Хімічний склад у % матеріалу Л59
Fe P Cu As Pb Zn Sb Bi Sn Приміси
до 39.1 - до
до 0.3 до 0.01 57 - 60 до 0.5 до 0.01 до 0.2 всього 0.9
0.01 43 0.003
Примітка: Zn - основа; процентний вміст Zn вказано приблизно
Таблиця 2.3
Ливарно-технологічні властивості матеріалу Л59
Температура гарячої обробки : 730 - 820 °C
Температура лиття : 1030 - 1080 °C
Лінійна усадка : 1.97 %
28
Таблиця 2.3
Механічні властивості при Т=20°С матеріалу Л59
Сортамент Розмір Напр. sв sT d5 y KCU Термообр.
кДж /
- мм - МПа МПа % % -
м2
Сплав 390 44 62
м’який
Сплав 500 10 40
твердий
Твердість Л59, Сплав твердий HB 10 -1 = 163 МПа
Твердість Л59, Сплав литий HB 10 -1 = 77 МПа
Таблиця 2.4
Фізичні властивості матеріалу Л59
T E 10- 5 a 10 6 l C R 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
20 21 126 8400
Таблиця 2.5
Коефіцієнт тертя матеріалу Л59
Коефіцієнт тертя зі змазкою: 0.012
Коефіцієнт тертя без змазки: 0.45
Позначення:
в – межа короткочасної міцності, [МПа];
T – межа пропорційності (межа текучості для остаточної деформації),
[МПа];
5 – відносне подовження при розриві, [ % ];
- відносне звуження, [ % ];
KCU - ударна в’язкість , [ кДж / м2];
29
HB - твердість по Бринелю, [МПа];
T - температура, при якій отримані дані властивості, [Град];
E - модуль пружності першого роду, [МПа];
- Коефіцієнт температурного (лінійного) розширення
(діапазон 20o -T), [1/Град];
- коефіцієнт теплопровідності (теплоємкість матеріалу), [Вт/(м•град)];
- щільність матеріалу , [кг/м3];
C - питома теплоємність матеріалу (діапазон 20o - T ), [Дж/(кг•град)];
R - питомий електроопір, [Ом•м].
2.3 Обладнання для підготовки деталі до родування
Стаціонарі ванни
Ванни, тобто ємкості, що містять робочі розчини, у яких виконуються
підготовчі, основні (процеси покриття) і заключні операції хімічної або
гальванічної (електрохімічної) обробки поверхні деталей, є основним видом
устаткування гальванічних цехів і ділянок. Незважаючи на надзвичайну
розмаїтість застосовуваних ванн, до них пред'являється ряд загальних вимог:
створення і підтримка заданого теплового режиму; відсутність хімічної
взаємодії матеріалу ванни з розчином, що утримується в ній; зручність і
безпека її обслуговування. Для ванн з електролітичним робочим процесом
крім перерахованих вимог необхідне також підведення електричного струму
необхідної полярності і сили до електродів при необхідному у даному
випадку ступеня рівномірності розподілу струму по поверхні електродів і
особливо деталей з можливо меншими втратами електричної напруги поверх
тієї напруги, яка необхідна для підтримки на електроді необхідного, при
даному процесі і даній силі струму потенціалу. Застосовувані в гальванічних
цехах ванни за способом завантаження (ручні або механізовані) прийнято
розділяти на дві групи: стаціонарні (або ванни ручного обслуговування) і
30
ванни з механізованим завантаженням. Останні, у свою чергу, поділяються за
типами механізму на досить значну кількість підгруп.
Потенціалом електрода називається стрибок напруги електричного
струму між поверхнею електрода і безпосередньо прилягаючого до нього
шару електроліту.
1. Габаритні розміри ванн
Відстань між центрами сусідніх анодної і катодної штанг беруть
звичайно в межах 150—200 мм і більш. При малих відстанях між анодом і
катодом різко позначається відносна різниця відстаней до більш і менш
близьких до анода ділянках деталі. У скільки разів більша ця різниця у
відстанях, у стільки ж разів буде більшою різниця густини струму на цих
ділянках. Звідси і розходження в якості і товщині покриття (іноді
збільшується, a іноді поліпшується вторинним розподілом струму).
Робітникові, що обслуговує ванну, доводиться часто завантажувати і
вивантажувати досить важкі предмети. При цьому необхідна абсолютна
обережність, щоб краплі їдкого розчину не потрапили на одяг або на відкриті
ділянки тіла робітника, тому варто створити відповідні умови для зручності
обслуговування ванн.
Робітник може простягнути руку для роботи приблизно на 800 мм.
Отже, при наявності однобічного доступу до ванни, ширина від його
зовнішнього краю (включаючи бортовий відсос, водяну рубашку і т.д.) до
найбільш віддаленої анодної штанги не повинна перевищувати 750—800 мм.
При наявності робочих проходів по обидва боки ванни, що допускають її
двостороннє обслуговування, ширина ванни може бути вдвічі більшою. При
наявності ж пристрою для механізованого підйому будь-якої катодної або
анодної штанги, разом з її завантаженням, ширина ванни в конкретному
випадку не лімітується.
Висота верхнього краю ванни, включаючи арматуру (штанги), бортовий
відсос і т.д., не повинна бути більшою 800—900 мм над рівнем напільних
ґрат. При необхідності встановлення більш глибокої ванни, краще не ставити
31
її уздовж спеціальних приступок, а підняти рівень напільних ґрат у всьому
приміщенні або, принаймні, на якомога більшій площі. На сходинках людина
легко може спіткнутися, особливо якщо вона несе важкий або незручний
вантаж.
Довжина кожної ванни в одній технологічній лінії, по якій деталі
транспортуються без переваження на тому самому підвісному пристосуванні,
повинна бути кратною розмірові останньої, заміряної уздовж штанги ванни з
невеликим припуском на інтервали між підвісками і на допущені коливання
їхніх розмірів. У цей кратний розмір не входять припуски по довжині ванни,
на труби до змійовиків і барботерів і підвищені зазори між крайніми
підвісками та металевими торцевими стінками ванни, або металевих труб для
зниження ефекту біполярного електрода. Довжина усіх ванн тривалої
обробки даної лінії повинна бути однаковою, довжина ванн короткочасної
обробки (активації, освітлення, промивки і т.д.) може бути коротшою (але
обов'язково кратною довжині підвіски). У цьому випадку потрібно
продумати питання про збереження оброблених у коротких ваннах підвісок,
поки не буде підготовлено повне завантаження для довгої ванни. Зберігати
підвісні пристосування з деталями зручно в промивній ванні, зайві 2—3
хвилини їх перебування в промивній воді не вплинуть на якість покриття, але
не слід зберігати деталі на повітрі щоб уникнути їхнього окислювання.
2. Матеріали і конструкція ванн
Ванни з вуглекислої сталі.
Найбільш розповсюдженим матеріалом для ванн є — звичайна
маловуглекисла сталь. Товщину листа для невеликих ванн, варто брати не
менш 5 мм, для ванн на 600 л і більше — не менш 7 мм. Це викликано не
розуміннями механічної або корозійної міцності (від дії розчину сталь
захищена футеровкою, від зовнішньої вологи — фарбуванням), а зручністю і
надійністю зварювання і можливістю короблення ванни. Лист товщиною
5—7 мм легко може бути зварений з попереднім обробленням стику
зсередини і зовні, що забезпечить герметичність шва. У великих ваннах з
32
відносно тонкого листа, щоб уникнути короблення бічних стінок, іноді
наварюють по їхній діагоналі куточок твердості, однак це часто заважає
установці бортових вентиляційних відсосів і т.д. По верхньому краю ванни
по всьому периметрі обов'язково приварюється куточок твердості
(«обв'язка») розміром від 50х50 до 100х100 мм, що необхідно не тільки для
збільшення твердості ванни, але і для кріплення бортових відсосів, опор для
арматурних штанг і т.д.
Ванни з корозійностійкої сталі.
У деяких випадках, наприклад для електролітичного і хімічного
полірування в міцних кислотах необхідно робити ванни з корозійностійкої
хромонікелевої сталі марок Х18Н8 — Х18Н10. Така сталь стійка в суміші
міцних кислот, що містять хоча б кілька відсотків азотної кислоти або іншого
сильного окислювача, і при відсутності соляної або плавильної кислот. Однак
застосовувати ці сталі для лужних або нейтральних розчинів має сенс тільки
в надвідповідальних випадках; у більшості лужних розчинів, досить стійка,
більш дешева і більш легко оброблювана маловуглекисла нелегована сталь.
Варто мати на увазі, що хромисті сталі (без нікелю) важко зварюються й
іноді дають тріщини.
Дерев'яні ванни зараз виходять із вжитку, тому що дорожчі в
обслуговуванні ніж стальні і займають трохи більшу площу цеху. Їхні
невеликі переваги зараз з надлишком перекриваються достоїнствами
сучасних сталевих конструкцій. Але оскільки дерев'яні ванни подекуди ще
працюють, то варто згадати про істотні особливості їхніх конструкції, що
забезпечує герметичність. Ця особливість полягає в тому, що абсолютно всі
стики дошок між собою і торцевими стінками з дном стягнуті вертикальними
болтами, пропущеними через свердління в стінках, і горизонтальними
болтами, що стягають бічні стінки і пропущеними ззовні торцевих стінок і
під дном.
3. Футеровка ванн
33
Футеровка має подвійне призначення: захистити стінки ванни від впливу
розчину і захистити розчин від забруднення продуктами розчинення стінок.
Вибір матеріалу футеровки залежить від складу і температури робочого
розчину. Універсальних матеріалів для футеровки не існує.
Свинцева футеровка. Свинець стійкий до концентрованої сірки, а також
у сірчистих, фосфорних, хромових і холодних плавких кислот, у
концентрованій оцтовій, щавлевій і винній кислотах (у двох останніх —
тільки при відсутності кисню), а також у водопровідній, не занадто м'якій
воді; не стійкий у соляній, розведеній азотній (менш 70 %), оцтовій (у
присутності кисню) кислотах; мало стійкий у їдких лугах і сильно
розчиняється у вапняній воді, що містить близько 0,1 % Са(ОН)2 при доступі
кисню. Помітно розчиняється в дистильованій воді в присутності кисню.
Свинець витримує температуру до 327°С (температура плавлення
чистого металу). Його теплопровідність у два рази нижча, ніж у заліза.
Зварювання (або пайкові) футеровки робляться на дерев'яному каркасі
(Рис. 2.1), що представляє собою шухляду, менша по ширині і довжині
внутрішніх розмірів ванни на 40—50 мм (на величину в 6—8 разів більша
товщини свинцевого листа), а по висоті — більша висоти ванни на
75—150 мм. Каркас може мати не суцільні стінки, а тільки кутові ребра (з
дощок шириною 100—200 мм, товщиною 20— 25 мм, оброблюваних ззовні) і
підтримуючі поперечини в тих місцях, де потрібно буде зробити шви листів.
Шви робити з напуском по 50—70 мм, приварити на каркасі ззовні, опустити
футеровку у ванну, вийняти каркас, приварити шви зсередини (внутрішній і
зовнішній шви не повинні збігатися, зазор між ними — не менш 30 мм),
надрізати кути, що стирчать з ванни, і відігнути їх навколо обв'язки ванни.
Перед зварюванням (або пайкою) місця майбутніх швів потрібно зачистити
шабером до блиску. Для перевірки герметичності швів, треба залити небагато
води в проміжок між футеровкою і стінкою ванни (по можливості — на усю
висоту ванни), якщо при цьому футеровку буде дуже сильно обдимати, то
34
можна обмежитися меншою кількістю води, нахиляючи ванну убік кожного
вертикального шва послідовно для їхньої перевірки.
Рис.2.1 Зварювання футеровки
Для того аби вилити воду, потрібно покласти ванну набік, не виймаючи
футеровку. Після перевірки наварити латки на зоставшихся, після різання й
відгину, незакритих кутах обв'язки.
Свинець варять найменшим зварювальним пальником воднево-
повітряним (не кисневим) полум'ям. Водень беруть з балона через
редукційний клапан, у водному патрубку пальника, повинна бути вкладена
прокладка з мілкої мідної сітки для захисту від проскакування полум'я.
Повітря беруть із заводської мережі стиснутого повітря, через
масловіддільник або від центробіжного компресора. Присадочний пруток
виготовляють зі свинця.
Пайка свинцевої футеровки
У розчині хромувальної ванни шов на свинці, зроблений олов'яним
припоєм ПОС-334 отримує відносно свинцю катодний потенціал і свинцева
футеровка біля паяного шва, в результаті корозії швидко руйнується. Однак
авторові вдалось одержувати практично досить міцну пайку в такий спосіб:
шов з напуском припаювався тільки ззовні, а внутрішній край напуску
підкарбовувався чеканом, так, як показано на Рис. 2.2. Підкарбування
затримувало просочування хромового розчину до шару олов'яного припою.
Футеровка пластмасовими матеріалами.
35
З наявних у нас твердих листових пластмас майже всі досить хімічно
стійкі в гальванічних розчинах, але не усі зручні для футеровки. Деякі з них
погано зварюються і склеюються, недостатньо.
Рис.2.2 Спосіб пайки свинцевої футерівки :1 — місце пайки; 2 — місце
підкарбування
Найбільш розповсюджений у нас футеровочний матеріал це листовий
вініпласт (ГОСТ 9639—2001). Температурний інтервал, застосування його
від 0 до 60°С, при температурах нижче нуля його крихкість зростає. Лист
вініпласту нестійкий до дії ароматичних і хлорованих вуглеводів, кетонів,
складних ефірів і концентрованої азотної кислоти. Менш розповсюджений і
на 10 °С більш термостійкий поліхлорвініловий пластикат 57—40
(ГОСТ 30-14264—2004). Він стійкий у всіх звичайних гальванічних
електролітах, включаючи хромових і травильний (сірчанокислий) при
температурах до 70 °С і вище, хоча при тривалій роботі вище 70°С помітно
жолобиться. Пластикат по ГОСТ 30-12467—2002 відрізняється від
вищевказаного пластикату, в основному, своїм фарбуванням.
Вініпласт і поліхлорвініловий пластикат термостійкі, обидва легко
зварюються струменем гарячого повітря, для обох присадковим прутків при
зварюванні служить вініпластовий пруток по ТУ МХП 90—48 або ГОСТ 30-
12307—2002. Крім цього, трохи більша термічна і хімічна стійкість
пластикату, його істотною перевагою в порівнянні з вініпластом є гнучкість,
36
завдяки якій пластикова футеровка притискається розчином до стінки ванни,
що усуває нетеплопровідний повітряний прошарок, що завжди мається між
вініпластовою і навіть свинцевою футеровкою і ванною. Цей прошарок
робить непридатною вініпластову футеровку у ваннах з обігрівом
пароводяним рукавом. Крім того, гнучкість, не крихкість і гарна стійкість до
стирання, дозволяють застосовувати пластикат товщиною 2 мм
(проти 5—7 мм вініпласту), що при однаковій вартості одиниці маси дає
істотну економію.
Вініпласт і пластикат при температурі, що ледве перевищує температуру
їхнього плавлення, починають розкладатися, про що свідчить поява при
цьому коричневого окрасу. Тому зварювання цих матеріалів не можна
проводити в розплавленому шарі (як варять метал), її необхідно робити при
температурі 220—230 °С. Нагрітий до цієї температури присадочний пруток
з вініпласту злегка вдавлюють у нагрітий листовий матеріал і по остиганні
утвориться гомогенний зварювальний шов.
Рис.2.3 Положення присадочного прутка при зварюванні
термопластичних матеріалів: а — правильне положення;
б — неправильне положення, але допустиме при невеликому
відхиленні від перпендикуляра (не більш 5°); в — неприпустиме
положення при усякому відхиленні вперед по ходу зварювання.
37
Нахиляти пруток уперед по ходу зварювання не можна, пруток буде
заважати прогрівові листа, а сам розм'якшиться так, що його неможливо буде
вдавити в шов. По цій же причині не можна його нахиляти і назад по ходу
зварювання більше, ніж на 5—10°С. Гріти треба тільки місце стику прутка з
листом, направляючи струмінь гарячого повітря набагато більше на лист, ніж
на пруток (пруток розм'якшується трохи швидше за лист). На відміну від
твердого вініпласту, при приварці першого прутка до пластикатового шва
доводиться дотримувати край пластикованого листа дерев'яною рейкою,
ближче до місця зварювання, щоб край листа не відстовбурчувався.
Після укладання першого прутка поверх нього наварюють другий ряд
уже з двох прутків так, щоб прутки другого ряду перекрили край першого
прутка. Якщо теплопровідність міді прийняти за 100 %, то теплопровідність
маловуглекислої сталі дорівнює 14%, свинцю — 9%, вініпласту — 0,4% і
сухого повітря — 0,008%. Відсутність повітряного прошарку й
у 2,5—3,5 рази менша товщини пластикату, це дозволяє з успіхом
застосувати пластикат для футеровки хромувальної ванни з пароводяною
рубашкою без помітного погіршення швидкості нагрівання в порівнянні зі
свинцевою футеровкою.
Потім кладуть третій ряд із трьох прутків, теж перекриваючи подовжні
стики прутків другого ряду, і якщо потрібно, ще кілька рядів зі зростаючою
кількістю прутків у кожнім ряді. Товщина шва повинна бути на 2—3 шари
більше товщини листа. Ці додаткові шари утворять валик на поверхні листа;
багатослойність шва потрібна для забезпечення його герметичності і для
компенсації зниженої в порівнянні з листом механічної міцності шва. Менше
3—4 шарів ні на вініпласт, ні на пластикат класти не рекомендується.
Дефектні місця шва (перегріті або неперевірені) варто вирізати гострим
ножем і заварювати знову, накладаючи шов так, щоб він перекривав границю
дефектної ділянки.
Зварювання вініпласту і пластикату дуже проста технологія і може бути
легко освоєна неспеціалістом після однієї-двох годин тренувань.
38
На відміну від листів вініпласту, зварювати легко в стик при попереднім
обробленні місця шва під кутом близько 70°С, у ванні або поза її футеровкою
з гнучкого пластикату доводиться варити на каркасі. Каркас виготовляється
так само, як для зварювання свинцю, тільки дошки можна взяти тонші
15—20 мм. Розкрій і шви пластикатової футеровки теж відрізняються від
вініпластової. Гнучкий і звичайно тонкий пластикат (навіть для великих ванн
цілком достатня товщина пластикату 2—3 мм) потрібно варити з напуском,
що викликає деяке ускладнення в закладенні тригранних кутів. Спочатку,
поки футеровка знаходиться на каркасі, проварюють усі зовнішні шви, потім,
знявши її з каркаса, — внутрішні шви. Виявилося, зручніше проварювати
внутрішні шви до установки у ванні знятої з каркаса футеровки, поклавши її
на бік тією стінкою (або дном), шви якої треба варити.
Усі шви роблять валиком не менш ніж у 3—4 шарових присадочних
прутка. Зовнішні розміри каркаса, на відміну від свинцевої футеровки, можна
взяти по довжині і ширині усього на 20—30 мм менше внутрішньої довжини
і ширини ванни. Це забезпечить достатній зазор (при акуратній натяжці
пластикату на каркас) між футеровкою і ванною, що дозволить установити
футеровку у ванні, легко і без істотних складок, які не зміг би розправити
залитий у ванну розчин.
Порядок накладання швів на футеровку не грає істотної ролі, аби усі
шви були проварені так, щоб ні в якій складці не утворилося негерметичної
кишені. У таку кишеню може просочитися розчин і згодом продифундувати
назад у ванну, у якій з тих пір склад розчину міг змінитися так, що ця дифузія
може розглядатися як забруднення.
Зручний такий хід роботи: відрізають від рулону або зварюють з
аркушів (двостороннім зварюванням з напуском) полотнище, з якого будуть
утворені бічні стінки. Необхідно, щоб ширина полотнища перевищувала
висоту ванни на 220—300 мм, щоб потім обігнути цей надлишок на
100—150мм навколо обв'язки ванни і на 120—150 мм загнути знизу ванни
для зварювання стінок із дном. Довжина полотнища повинна бути більша від
39
периметра ванни на ширину напуску (100— 150 мм). Потрібно, щоб напуски
при зварюванні розташовувалися над опорною дошкою каркаса.
Полотнище закріплюють двома-трьома невеликими і неглибоко
забитими в опорну дошку цвяхами, обертають навколо бічних стінок каркаса,
захопивши край полотнища плоскогубцями, туго обтягають його навколо
каркаса і закріплюють також цвяхами. Місця забивання усіх цвяхів треба
відразу ж відзначити на пластикаті олівцем, щоб потім, коли цвяхи будуть
вийняті, не втратити і закрити заплаткою або декількома рядами
присадочних прутків отвори від них. Внаслідок еластичності матеріалу, ці
отвори важко знайти без позначок. Шов полотнища і, відповідно, опорна
дошка повинні бути не ближче 300 мм від вертикального кута, щоб не
утруднити доступ до донних тригранних кутів при їхній заварці. Потім
каркас з футеровкою треба поставити уверх дном і зробити у виступаючій
над каркасом частині бічного полотнища, вирізи по кутах, закінчуючи розріз
заокругленням, а не різким кутом, щоб уникнути утворення на його вершині
тріщини, шви від зварки якої утруднили б установку футеровки у ванні.
Після цього, можна загнути краї розрізу напусків, вирівняти молотком, що
утворилися в заокругленні вирізу, вже в межах дна складки, і заварити
зовнішній шов з напуском.
Далі, після цього, можна приварити схоплену сторону дна суцільним
швом; загнути на бічні стінки і приварити до них обидва краї донного листа,
що залишилися; скласти трикутником стикуючись на кожнім з чотирьох
кутів футеровки кути, донного листа, для загину кутів бляшаного листа;
відігнути їх до якої-небудь з бічних стінок і приварити, простеживши, щоб у
цьому відігнутому трикутнику, не утворилася незагерметизована кишеня.
Закладення тригранних кутів — це єдина складність у виготовленні
футеровки. Після цього можна зняти футеровку з каркаса, покласти її на бік і
проварити усі внутрішні шви. Еластичність пластикату дозволяє трохи
розсунути бічні стінки футеровки, наскільки це потрібно для зручності
роботи, акуратно, але і без особливого страху її ушкодження. Після цього,
40
можна установити футеровку у ванну і зробити дрібні доробки, що
залишилися, уже на місці.
Для того, щоб який-небудь впавший у ванну гострий предмет або анод
не пробив дно, рекомендується робити у футеровці друге дно. Його
вирізають у вигляді прямокутної заготовки звичайно на 40—80 мм коротше
ширини і довжини ванни, і приварюють усередині ванни поверх основного
дна (шви приходяться на відбортовані ділянки бічних стінок). Приварка
повинна бути герметичною, щоб уникнути утворення кишені між першим і
другим дном.
Зменшення розмірів дна потрібно для зручності зварювання, що краще
працювати після установки футеровки у ванну, оскільки варити впритул до
вертикальної стінки дуже незручно.
Тепер залишається тільки надрізати кути виступаючої над краєм ванни
частини футеровки, закріпити розріз навареними поперек двома-трьома
короткими швами, відігнути виступаючі краї навколо обв'язки ванни і
закріпити їх внизу обв'язки металевими планками. На голівки гвинтів, що
кріплять планки, у разі потреби варто наварити пластикатові заплатки для
захисту гвинтів від обливання розчином і приварити поверх кутів обноски
латки з пластикату, як зазначено на рис. 2.4 (кут латки умовно показаний
заздалегідь загнутим, фактично його потрібно відігнути при приварці).
Хоча опис виготовлення пластикатової футеровки здається складним, у
дійсності зварник є підсобником і може зробити футеровку ванни середнього
розміру за одну-півтори зміни.
41
Рис.2.4 Процес футеровки ванни
У технологічному процесі одержання антикорозійних покриттів
методом електрохімічного осадження родію ми використовуємо для
електрознежирення прецизійних кілець ванну із нелегуючої сталі. Із цієї сталі
також виготовляють промивочні ванни, які використовують для електролітів.
Однак ці ванни підлягають футеровці (захищають внутрішню частину ванни
від корозії), всередині якимось хімічно стійким матеріалом.
Таким чином захищається електроліт від забруднення матеріалу корпуса
ванни.
Ванна, яка використовується для нікелювання прецизійних кілець перед
родуванням, футерована пластикатом. Пластикат володіє хімічною стійкістю,
в гальванічних ваннах використовують листи пластикату товщиною 3-5 мм.
Тому що, пластикат краще прилягає до металевої поверхні ванни ніж
вініпласт, то його краще використовувати для футеровки ванни.
Нікелювання використовують для підвищення зносостійкості поверхонь,
для захисту від корозії, як підслой для нанесення інших покриттів на латунь з
метою забезпечення щільного зчеплення покриття з основою.
При нікелюванні прецизійних кілець у ванні трапляється завоздушення
внутрішньої поверхні пазів та отворів латунних кілець. Бульбашки повітря не
дають провести якісне нікелювання. Для цього використовуємо пристрій
42
який качає струмопровідну штангу, на яку кріпляться навішенні на мідну
проволоку латунні кільця. Пристосування, яке качає струмопровідну штангу,
виконує функцію перемішування електроліту, що зменшує вірогідність
утворення дендритів та пригорання осаду.
Для нав′язки латунних кілець використовуємо мідну проволоку
діаметром 0.5 (мідь забезпечує високу електропровідність), яка закріпляється
до струмопровідної штанги із мідних сплавів.
43
Розділ 3. Дослідницька частина
3.1 Електроосадження родію. Процес родування
Майже на кожному машинобудівному і приладобудівному заводі
присутній гальванічний цех або ділянка. Невпинно росте випуск виробів, що
потребують нанесення захисних і захисно-декоративних покриттів.
Розширюється і застосування покриттів спеціального призначення: для
підвищення твердості, зносостійкості, жароміцності, корозійної стійкості.
У зв'язку з високою корозійною стійкістю високою електропровідністю,
значною твердістю, зносостійкістю широке технічне застосування отримали
покриття родієм.
Оскільки вище описаний прилад, у порівнянні з іншими приладами
такого класу, дозволяє вести спостереження в будь-який час доби і при
несприятливих кліматичних умовах під будь-яким кутом, оскільки
унікальним є обертовий контактний пристрій, що забезпечує передачу
сигналів і при цьому забезпечує мінімальні перехідні опори, що виникають у
момент ковзання контактів, по прецизійних обертових кільцях, які
покривають родієм.
Родієві покриття тривалий час зберігають незмінно високу провідність у
контактах. У сполученні з великою твердістю і зносостійкістю це визначило
застосування родію для покриття струмопровідних, що сковзають і труться,
контактів радіотехнічної й електронної апаратури, котрі вимагають
безвідмовної роботи в складних умовах.
Електролітичні покриття родієм одержали порівняно широке технічне
застосування, незважаючи на високу вартість цього металу, у зв'язку з
високою корозійною стійкістю, високою довго строковістю використання
зберігається коефіцієнт відображення світла, низький контактний опір,
висока електропровідність, значна твердість, зносостійкість і гарний
зовнішній вигляд. Атомна маса родію 102.9, валентність 1 і 3. Щільність
родію 12.4, температура плавлення 1960 °С.
44
Твердість металургійного родію складає 1,0 Гпа, твердість
електролітичного родію 7.5—9.5 Гпа, що пов'язано з поглинанням водню в
процесі електроосадження і деформацією кристалічних ґрат.
Значна твердість родієвих покриттів сполучається з високими
внутрішніми напруженнями, що складають 0.8—2.0 Гпа. Коефіцієнт
відображення родію трохи менший, ніж срібла (76—81 % в інтервалі довжин
світлових хвиль 500—800 км). Однак на відміну від срібла, родій
довгостроково зберігає незмінний коефіцієнт відображення, що визначило
застосування родієвих покриттів для захисту поверхні срібних дзеркал і
захист від тускніння. Питомий електричний опір родію 0,043 Ом/мм.
Родій має високу стійкість відносно сірководню і сірчистих з'єднань, він
стійкий відносно всіх лугів, мінеральним і органічним кислотам, до царської
горілки. Тільки у високороздробленому стані (у виді родієвої чорнини) він
порівняно легко розчиняється в царській горілці, у розчинах сірчистої і
соляної кислот.
Родієві покриття тривалий час зберігають незмінно високу провідність у
контактах, і в сполученні з великою твердістю і зносостійкістю це визначило
застосування родію для покриття прецизійних струмопровідних, ковзних і
тертьових контактів радіотехнічної й електронної апаратури, що вимагає
безвідмовної роботи в складних умовах.
Родієві покриття використовують як бар'єрний шар між золотом і міддю,
сріблом і сплавом нікель-залізо для запобігання взаємної дифузії; їх
застосовують також й у ювелірній промисловості.
Товщина шару родію, мкм:
Захисні і декоративні покриття 0,125;
Покриття для захисту срібла від тускніння 0,13—0,25;
Покриття поверхні рефлекторів 0,25—0,40.
Різке збільшення внутрішніх напруг родієвих покриттів, що
супроводжується їх розтріскуванням і відшаровуванням, викликає
забруднення органічними сполуками і солями важких металів.
45
Родій може бути безпосередньо накладений на срібло, золото, мідь і
мідні сплави, нікель і нікелеві сплави При осадженні родію на бронзу
попередньо наносять шар міді, при осадженні на олово, цинкові сплави,
алюміній — шар нікелю або срібла.
Для електроосадження родію, застосовують в основному сульфатні, і
фосфатні електроліти.
Сульфатні електроліти. До складу сульфатного електроліту входить
сульфат родію й сірчана кислота. Незважаючи на удавану простоту,
комплекси родію, що утворяться в сульфатному електроліті, відрізняються по
своєму складі в залежності від невловимих нюансів приготування
електроліту, При цьому відрізняються потенціали розряду, кількість
поглиненого водню, величина внутрішніх напружень.
Для нанесення тонких (до 1 мкм.) покриттів застосовують електроліти зі
змістом 2 г/л родію і 40—80 г/л сірчаної кислоти. Для нанесення більш
товстих покриттів вміст родію підвищують до 4 г/л.
При 18°С щільність струму складає 0,5—1,5 А/дм2, при 40— 50°С її
можна підвищити до 2 А/дм2, а при 80°С — до 4—5 А/дм2. Однак
застосування підвищених температур небажане, через саморозчинення
основного металу.
В електролітах з більшою концентрацією родію тенденція до
розтріскування виявляється в меншій мірі, швидкість осадження родію -
внаслідок більш високих виходів по струму, що допускаються високою
щільністю струму. При перемішуванні електроліту щільність току може бути
підвищена, зростає вихід по струму.
Вміст сірчаної кислоти можна змінювати в межах 20— 150 г/л. Однак з
підвищенням концентрації сірчаної кислоти знижується вихід по струму і
трохи погіршується якість покриття. При надмірно низьких щільностях
струму — до 0,2 А/дм2 виходять не суцільні, дуже пористі осади. Надмірно
високі щільності струму викликають зшелушення покриття та пригар. З
ростом щільності струму вихід родію по струму збільшується, проходить
46
через максимум і далі зменшується через збільшення швидкості виділення
водню. Чим вища концентрація родію, тим при більш високих щільностях
струм досягає потенціалу розряду водню і відповідно максимальну величину
виходу по струму.
Великий вплив на якість родієвих покриттів має спосіб приготування
електроліту. У закордонній практиці (США, Англія) для виготовлення
електроліту використовують концентрований препарат, розчин сульфату
родію, який розчиненяють в гарячій концентрованій сірчаній кислоті.
В процесі утворення гідроксиду родію частково виходять
полімеризовані комплекси, присутність яких в електроліті призводить до
підвищення внутрішніх напруг і розтріскування покриття.
У нашій країні електрохімічним способом одержують хлорид родію.
Для приготування сульфатного (або сульфаматного) електроліту хлорид
родію розчиняють у дистильованій воді, підкисленій сірчаною кислотою
(70—80°С). До отриманого розчину невеликими дозами додають 40%-ий
розчин гідроксиду калію (еквівалентна кількість). Осадові, що випав,
гідроксиду родію дають відстоятися, після чого його багаторазово
(10-12разів) промивають гарячою (70-80°С) водою, до повного видалення.
Свіжеосаджений гідроксид родію розчиняють при 70—80°С й перемішуванні
в сірчаній кислоті, розведеній 1:1. В отриманий розчин додають 10 мол/л
33%-вого розчину пероксиду водню і кип'ятять до повного його видалення.
Щоб уникнути утворення полімерної форми, запропонований спосіб
приготування електроліту, що включає хімічне відновлення хлориду родію
форміатом натрію до родієвої чорни, спікання останньої з пероксидом барію і
розчиненням здрібненого спека в сірчаній кислоті в присутності
відновлювача з наступним відділенням сульфату барію й обробкою розчину
активованим вугіллям. З електроліту, приготовленого в такий спосіб,
виходять якісні покриття. Однак невеликі відхилення від заданого режиму
приготування призводять до незадовільного результату.
47
Найбільш простий і надійний спосіб приготування електроліту —
розчинення родію під впливом перемінного струму (50 Гц) у присутності
пероксиду водню. Перед розчиненням родієві пластини активують у розчині
соляної кислоти (1:2) перемінним струмом при 50 А/дм2 протягом 5—10хв.,
потім промивають, занурюють у розчин сірчаної кислоти (50 г/л) і
включають у мережу перемінного струму через понижуючий трансформатор
(U < 20 В).
Після розчинення необхідної кількості родію розчин кип'ятять до
повного видалення пероксиду водню. З приготованого в такий спосіб
електроліту одержують щільні, компактні покриття, товщиною від 2 до
20 мкм, без тріщин і пор.
Електрохімічний спосіб розчинення родію успішно можна
використовувати для коректування електроліту родієм, тому що при цьому
способі на відміну від інших, не змінюється концентрація сірчаної кислоти.
Зниження внутрішніх напружень і меншої чутливості до забруднень
органічними сполуками, досягається при веденні електролізу на
асиметричному перемінному струмі при відношенні 10:3. Щоб запобігти
розчинення підкладки, у початковий період осаджують родій протягом 1 хв
на постійному струмі при 2 А/дм2.
Гранично припустимі концентрації домішок залежать від складу
електроліту. В електроліті, що містить 6 г/л родію і 50 г/л сірчаної кислоти,
гранично припустимі концентрації міді, цинку, заліза складають 0,001—
0,002г/л. При більш високому вмісті міді виникають тріщини; більш високий
вміст заліза викликає - пітинг; більш високі концентрації цинку зменшують
адгезію. У присутності свинцю, срібла, ртуті вже при вмісті 0,001 г/л родієві
покриття стають темно-сірими, плямистими. Введення нікелю в електроліт
(до б г/л) помітного погіршення якості родієвого покриття не викликає.
Органічні сполуки навіть в аналітично не обумовлених кількостях
можуть істотно погіршити якість родієвих покриттів, викликати появу
48
тріщин. Вони можуть бути внесені в електроліт потоком повітря із сусідніх
приміщень, потрапити у вигляді мікрозалишків полірувальних паст.
Контакт з емаллю ЕП-274 викликає утворення тріщин; залишки алмазної
пасти, пасти 50 і пасти ГОІ на поверхні, не обумовлені аналітично,
викликають виникнення пітинга. Шкідливий вплив робить контакт з
ізоляційною синьою стрічкою, емаллю ДО-516, фоторезистами ФПП та
СПФ-2, контакт із гетинаксом, текстолітом, каніфоллю.
Для видалення домішок органічних речовин електроліт пропускають
через активоване вугілля, кип'ятять з пероксидом водню. Для видалення міді,
свинцю, заліза застосовують обробку дитнокарбонатом натрію. Однак
застосовувати цей спосіб багаторазово не можна, через нагромадження в
родієвому електроліті іонів натрію, що викликають розтріскування покриття.
Електроосадження у фосфатних електролітах. Фосфатні електроліти
складаються з фосфату родію (2 г/л) і фосфорної кислоти (50—75 г/л), У цих
електролітах виходять більш блискучі осади родію, ніж у сульфатних, але
вони більш крихкі і чутливі до забруднень. Підвищена концентрація
фосфорної кислоти необхідна для запобігання гідролізу родію і випадання в
осад у виді основного фосфату або гідроксиду родію. При температурі
18—20°С щільність струму зазвичай складає 0,3—0,8А/дм2. При підвищенні
температури до 40— 60°С щільність струму можна збільшити до 3—5 А/дм2.
Корегують електроліт, уводячи гідроксид родію, що розчиняється у
фосфорній кислоті, або відбираючи окремі частини відпрацьованого
електроліту і розчиняючи в ньому родій, використовуючи перемінний струм.
Вихід по струму у фосфатних електролітах нижчий, ніж у сульфатних.
При щільності струму 0,2 А/дм2 він складає 16 %, при 1 А/дм2 падає до 10 %,
а при 2,5 А/дм2 —і до 8 %.
Фосфатний електроліт готують, як і сульфатний, розчиненням
отриманого з хлориду родію гідроксиду родію фосфорною кислотою.
Фосфатний електроліт може бути отриманий також шляхом розчинення
металевого родію у фосфорній кислоті під впливом перемінного струму в
49
присутності пероксиду водню з подальшим кип'ятінням для видалення
останнього.
Мікротвердість осадів, отриманих у фосфатних електролітах,
коливається в межах 7,5—9,5 Гпа, в окремих випадках досягаючи
11—11,5Гпа.
Для осадження родію з низькими внутрішніми напругами були
запропоновані сульфаматні електроліти. Кращі сульфатно-сульфаматні
електроліти, у яких виходять кращі по якості покриття при проходженні по
струму до 40-60 %. Склад таких електролітів, успішно використовуваних у
нашій промисловості: 3—4 г/л родії, 50—100 г/л сірчаної кислоти, 10—20 г/л
сульфамінової кислоти. Щільність струму 0,3—1,0 А/дм8. На відміну від
сульфаматних електролітів комплекси родію в них не піддаються гідролізові.
У хлоридному електроліті (50 г/л хлориду родію; 300 мол/л соляної
кислоти) при температурі 70—75°С та катодній щільності струму
2,0—2,5А/дм8 одержують товсті — до 125—175 мкм осади. Внаслідок
великої агресивності з цього електроліту можна осаджувати родій тільки на
дорогоцінні метали.
Процес родування
Як правило, усі вироби, на які наносять захисно-декоративні і корозійні
покриття, проходять механічну підготовку.
При виборі способу механічної підготовки поверхні і відповідного
устаткування враховують наступні фактори:
1) вихідну поверхню і необхідну якість обробки;
2) розміри і конфігурацію оброблюваних деталей;
3) обсяг і терміни виконання роботи;
4) необхідність максимального обмеження ручної праці.
Відсутність хімікатів (солей) на очищеній поверхні і необхідності
їхнього видалення промиванням, є перевагою механічної підготовки
поверхні.
50
Виготовлення прецизійних деталей з прутків латуні марки ЛС59-1. У
першу чергу виконуємо пило-відрізну, відрізну операцію, спеціальною
фрезою відрізним діаметром 610 ГОСТ4047-2004, режим заготовки по
потрібних розмірах (120х150). Після розмітки отвору по центру осі симетрії,
установлюємо заготовку на вертикально-свердлильний верстат марки
ИС-12А та свердлимо отвір Ø10, при цьому використовуємо свердел Ø 10
ГОСТ10902-2002. Потім зачищаємо заусениці і притупляємо гострі краї за
допомогою напилка ГОСТ1465-2008 і плити рихтовочної ГОСТ10905-2005.
У процесі механічної підготовки виробу використовуємо токарно-
гвинторізний верстат 1ДО02, що призначений для виконання різноманітних
токарських робіт. Завдяки високій швидкохідності (до 2000 об/хв),
потужності (10 кВт) і наявності великих подач, верстат дозволяє виконувати
токарські роботи з повним використанням можливостей твердосплавних
інструментів. Встановлюємо заготовку в трьохкулачний патрон ГОСТ2675-
2000, підрізаємо торець заготовки в розріз 148-0,2, притупляємо гострі краї
(чорнова обробка). На цьому ж верстаті встановлюємо оправлення 01.01.154 і
притиск із базою по Ø 10 і торці, установлюємо деталь на оправлення,
точимо Ø116,5-0,2 (креслярський Ø 116Н8-0,054), потім виставляємо різець у
розмір 3Н11-0,11, підрізаємо торець у цей розмір до Ø 100, точимо дві фаски
0,35х45° (креслярський 0,15х45°) з урахуванням припуску на шліфування
0,25мм. Робимо контрольний вимір фасок мікроскопом МПБ-2 із призмою.
За допомогою різця 42.03.010 точимо деталь у розмір 109х12 (креслярський
110Н8-0,054), проточивши кільцеву канавку. Робимо консервацію деталі
шляхом опускання її в масло індустріальне І-20А ГОСТ 20799-2005. У
токарно-гвинторізному верстаті 1ДО02 застосовуємо пристосування
токарське 01.04.058 для закріплення деталі при розточенні внутрішніх
діаметрів (110Н8) і (113Н11), застосовуючи різець 42.01.477. При установці
деталі в пристрій, деталь базується по торцю і зовнішньому діаметрі,
закріплюється деталь за допомогою гайки. Притупляємо гострі краї не
порушуючи розмірів за допомогою надфіля 80N2 ГОСТ 1513-2007.
51
Проводимо консервацію деталі шляхом опускання її в масло індустріальне
І-20А.
Установлюємо деталь на координатно-розточувальний верстат 2А 430,
закріплюємо її і свердлимо два отвори Ø0,7+0,06, витримуючи розміри
Ø112,2±0,1 і 3±0,2, далі свердлимо три отвори Ø0,7+0,1 (див. вид А),
витримуючи розміри Ø114±0,2 при цьому використовується свердел ГОСТ
14952-2005 і свердел (0,7) ГОСТ 10902-2007. До деталі ставитись обережно,
не порушуючи розмірів і шорсткості раніше оброблених поверхонь.
Використовуючи надфіль 80N2 ГОСТ 1513-2007, притупляємо гострі краї
після координатно-розточувальної операції, підрихтовуємо деталь на
площинність і прилягання по окружності. Після консервуємо деталь в маслі
індустріальному І-20А.
Установлюємо деталі в кількості 10 штук на корпус оправлення
шліфувальної 03.01.585, підібравши їх попередньо по посадковому діаметру,
закріплюють шайбою і гайкою. Закріплюємо оправлення з деталями на
круглошліфувальний верстат 3Е12. Шліфуємо Ø116-0,054 за допомогою
шліфувального кола ПП 350х127х25 ГОСТ 2424-2005, витримавши
неспіввісність відносно Ø110Н8 не більш 0,01, попередньо з урахуванням
припуску під чистову обробку. Деталі з оправлення не знімаючи, шліфуємо
начисто в розмір Ø116-0,054 шліфувальним колом ПП 350х127х40,
витримуючи неспіввісність відносно Ø110Н8 не більш 0,01, шорсткість
поверхні Ra 0,1. На поверхні Б не допускається забоїн і подряпин. За
допомогою знімача 10.04.142 знімаємо деталі з оправлення шліфування і
промиваємо їхні ніжки шліфування. Проводимо консервацію деталей шляхом
опускання їх в масло індустріальне І-20А, деталі складаються в тару і
відправляють на гальванічну ділянку протягом 8 годин. Деталі після кожної
операції складають у спеціальну тару в закритій тарі.
3.2 Підготовка поверхні деталі до родування
52
Одержання покриттів, міцно з’єднаних з основним металом і гарним
зовнішнім виглядом, неможливе без ретельної підготовки поверхні. Перед
нанесенням покриття на деталі, вони повинні бути очищені від окалин, іржі,
окислів, жирових забруднень. Навіть зовсім чисті на зовнішній вигляд деталі
необхідно знежирити і піддати очистці.
Розрізняють механічну, хімічну й електрохімічну обробку поверхні.
Механічна обробка — це видалення нерівностей, подряпин, задирок з
метою одержання блискучої поверхні. Для цього використовують
піскоструминну обробку, галтовку, крацювання, шліфування і полірування.
Хімічна й електрохімічна обробка включає знежирення, очищення,
декапірування, електрохімічне полірування.
Хімічне знежирення проводять у лужних розчинах і в органічних
розчинниках.
У лужних розчинах жири рослинного і тваринного походження
змилюються, розкладаючись у розчинні з води, солі, жирних кислот і
гліцерину. Мінеральні олії в лугах не змилюються. Тому для їхнього
видалення в лужні розчини для знежирення, що містять, крім їдкого натрію,
тринатрійфосфат і кальциновану соду, вводять емульгатори і змочувальні
добавки: синтанол, рідке скло. Наприклад, для знежирення сталевих деталей,
забруднених робітниками і консерваційними маслами, використовують
розчин соди - вони поступаються простим електролітам, у яких іон металу
знаходиться у вигляді простих гідротированих іонів.
Часто в розчини для електроосадження металів вводять поверхнево-
активні речовини визначеного класу. Вони сприяють підвищенню катодної
поляризації, що дозволяє одержувати більш щільні, дрібнозернисті покриття.
У ряді випадків осадження металу (наприклад, олова, свинцю з простих
електролітів) при відсутності добавок поверхнево-активних речовин, узагалі
не відбувається осадів або вони виникають у вигляді окремих ізольованих
кристалів. Поверхнево-активні речовини застосовують також у якості
блиско-утворюючих добавок, що вирівнюють та забезпечують одержання
53
гладких і блискучих покриттів безпосередньо в процесі електролізу без
наступного механічного полірування.
Підвищення щільності струму збільшує катодну поляризацію і
швидкість осадження металу. Однак верхня їх межа обмежена ефектом
дендрито-виникнення, що настає при досягненні граничного струму, тобто
щільності струму, при якій швидкість розряду іонів і доставки їх до поверхні
електрода рівні.
Важливу роль відіграє температура електроліту. З її підвищенням
зростає граничний струм, а отже, і верхня межа робочої щільності струму,
збільшується розчинність солей, електропровідність розчинів, а для
більшості металів — і вихід по струму.
Кількість металу, що осаджується, пропорційний кількості пройденої
через електрод електрики. Тому товщину покриття визначають на підставі
закону Фарадея:
K i
l = ,
1000
де l - товщина покриття, мм;
Знежирення в органічних розчинниках (газ, бензин, трихлоретилен,
чотирьоххлористий вуглець) зводиться до розчинення змилюючих і
незмилюючих жирів.
Електрохімічне знежирення чинить на катод або анод в лужних
розчинах приблизно ту ж дію, того ж складу, що і при хімічному знежиренні,
але менш концентровану. При цьому значно прискорюється процес, і більш
повно відділяються жирові забруднення.
Механізм знежирення зводиться до зниження поверхневого натягу і
збільшення змочуваності металу розчином внаслідок поляризації електрода.
Пухирці газу, що виділяються, прилипають до крапельок олії, сприяють
їхньому відривові і спливають на поверхню розчину.
Недолік катодного знежирення — поява крихкості. Тому нерідко після
катодного знежирення проводять коротке анодне знежирення.
54
Переварення — видалення поверхневих окислів хімічним або
електрохімічним способом.
Склади розчинів для хімічного переварення вибирають в залежності від
природи металу. Переварення чорних металів найчастіше проводять у
сірчаній і соляній кислотах. Для боротьби з переваренням і
наводорожуванням (хімічне переварення в кислотах супроводжується
виділенням водню) у переварені розчини додають спеціальні речовини —
інгібітори. Їхнє введення сповільнює або припиняє розчинення металу, не
знижуючи швидкості розчинення окислів.
Переварення алюмінію і його сплавів проводять у 5—10% розчині НС1
або 10—15% розчині NaOH з додаванням 30 г/л.
Електрохімічне переварення засноване на електрохімічному розчиненні
металу і механічному відриванні окислів пухирцями газу, що виділяється.
Декапірування — додаткове переварення виробів протягом декількох
секунд безпосередньо перед процесом електроосадження металу з метою
видалення тонких плівок, що пасивують, для активування поверхні деталей.
Нанесення гальванічних покриттів. У машинобудуванні для захисту
виробів від корозії використовують гальванічне осадження багатьох металів:
цинку, кадмію, нікелю, хрому, олова, свинцю, золота, срібла й ін.
Застосовують також електролітичні сплави, наприклад Сn-Zn, Сn-Sn, Sn-Bi і
багатошарові покриття.
Найбільш ефективно захищають чорні метали від корозії анодні
покриття цинком і кадмієм.
Порівняно висока стійкість цинку в атмосфері, його присутність і
дешевизна забезпечили йому дуже широке застосування для захисту
сталевих аркушів, дроту, кріплення деталей машин, водопровідних труб,
резервуарів і ін. У морських умовах цинкові покриття руйнуються відносно
швидко.
Кадмій дорожчий від цинку, але більш стійкий у кислих і нейтральних
середовищах, розчинах хлоридів. В атмосфері промислових міст кадмієві
55
покриття менш стійкі, ніж цинкові. Тому кадмієві частіше використовують
для захисту чорних і кольорових металів в умовах морського клімату або при
впливі рідкого середовища, що містить хлориди.
Осадження цинку і кадмію проводять із простих і комплексних
електролітів. Перші, більш продуктивні, втім мають гіршу здатність, до
розсіювання, застосовують для нанесення металу на вироби простої форми
(сталеві листи, дріт і ін.). Інші — при осадженні на вироби складного
профілю, де важлива рівномірність покриття.
Нікелеві покриття досить стійкі до атмосферних змін, розчинів лугів і
деяких органічних кислот, що обумовлено сильно вираженою здатністю
нікелю до пасивації в цих середовищах. Нікель більш шляхетний у
порівнянні з залізом метал, тому захист від корозії нікелевими покриттями
можливий тільки при відсутності в них пор. Тому використовують або товсті
покриття (25— 35 мкм), або в сполученні їх з іншими металами, наприклад,
наносять підшар міді 25—30 мкм, а потім 10—15 мкм нікелю.
Найчастіше нікелювання здійснюють з електроліту складу, г/л: NiSO4-
7H2O260—300; NiCl2-6H2O40—60 із блискоутворюючими добавками, що
вирівнюють, (1,4-бутиндіола 0,12—0,16 г/л, сахарину 0,7—1,3 г/л,
фталиміду 0,08—0,1 г/л).
Дуже ефективне тришарове нікелювання, при якому осаджують три
шари нікелю з різних по складу електролітів. Нижній шар нікелю матовий
або напівблискучий з електроліту з органічними добавками, що не містять
сірки. Його товщина складає приблизно 2/3 від сумарної товщини покриття
(≈20 мкм). Потім наносять шар нікелю товщиною 1—2 мкм, що містить
0,14—0,2%S. У третьому, верхньому дзеркально-блискучому шарі
знаходиться близько 0,05%S. Через підвищений вміст сірки в середньому
шарі його потенціал більш електровід’ємний порівняно з верхнім і нижнім
шарами. Будучи активним анодом, він сильно сповільнює руйнування
верхнього й особливо нижнього шарів: корозія поширюється горизонтально
уздовж границі блискучого і напівблискучого шарів на Рис. 3.1.
56
Нікелювання може бути здійснене хімічним шляхом без підведення до
деталі електричного струму, що покривається. Основними компонентами
електроліту є солі нікелю, відновлювач (гіпофосфіт, борогідрид і ін.) і
добавки, що стабілізують розчин і перешкоджають протіканню відбудовного
процесу в електроліт. Процес відбувається на поверхні сталевої деталі, що є
каталізатором реакції відновлення.
Крім заліза, каталітично активні нікель, кобальт, алюміній, паладій. Для
хімічного осадження нікелю на мідь і мідні сплави, поверхня цих металів
повинна контактувати з нікелевим або алюмінієвим дротом.
Хімічні нікелеві покриття відрізняються більш високою твердістю, тому
що містять у залежності від типу відновлювача фосфор (3—15%) або бор,
мають підвищену корозійну стійкість. Головна перевага процесу хімічного
нікелювання — рівномірність товщини покриття на будь-якому рельєфному
профілі виробу.
Хімічним шляхом нікель може бути обкладений на неметалеві матеріали
(скло, кераміку, пластмаси).
Хромове покриття наносять з розчину, що містить СгО3 250 г/л, H2SO4
2,5 г/л; щільність струму 30— 80 А/дм2, температура процесу 40—70°С.
В залежності від величини щільності струму і температури, отримують
блискучі і матові осади з різними механічними властивостями.
Через сильно виражену здатність до пасивації хром одержує підвищену
хімічну стійкість.
Рис. 3.1 Корозія багатошарових покриттів:а-трьохслойне нікелювання;
б-покриття нікель-хром
57
Видалення кисню з води відбувається також при пропущенні її через
шар свіжих залізних стружок при температурі ≈85°С. При цьому залізо
корродирує із кисневою деполяризацією, у результаті чого кисень
перетворюється в оксид заліза Fe3O4:
3Fe + 2O2 = Fe3O4 .
Зв'язування розчиненого кисню досягається також при пропущенні води
через шар сульфіду заліза:
4FeS + O2 +10H 2O = 4Fe(OH )3 + 4H 2S.
При введенні в корозійне середовище ряду інгібіторів швидкість корозії
металів і сплавів зменшується. Для захисту від корозії сталевих виробів у
замкнутих охолоджувальних і опалювальних системах використовують
інгібітор Антикор-П, що представляє собою комплексне з'єднання борної
кислоти з глюконатом кальцію або натрію. У нейтральних водних і водно-
нафтових сильно мінералізованих середовищах і в системах утилізації
стічних вод на нафтопромислах для захисту від корозії сталевих деталей
застосовують інгібітори ІК.Б-4 і ІКБ-8, що представляють собою продукти на
основі синтетичних жирних кислот. Ці інгібітори вводять в агресивні
середовища у вигляді водних розчинів і розчинів нафтопродуктів.
Підготовка поверхні деталей перед нанесенням покриттів виробляється в
органічних розчинниках, а також у розчинах лугів і кислот.
Після того, як вироби пройшли механічну підготовку, вони
транспортуються обов'язково в закритій тарі на гальванічну ділянку, де йде
підготовка деталей до нанесення покриття родієм.
Тому що деталі надійшли на гальванічну ділянку в консервуючому маслі
індустріальному, то за допомогою бензину авіаційного, марки Б-70 ДСТ1012-
82 за допомогою серветки бязевої ГОСТ 29298-2002 проводимо знежирення
до повного видалення змащення. Перевіряємо деталі по зовнішньому вигляду
на відсутність механічних ушкоджень робочої поверхні. потім виконуємо
зачищення вапном полірувальним ТУ 21-01-95-2008 (кашкою), промиваємо
58
деталі теплою і холодною водою і монтуємо деталі на підвіску (мідний дріт
(0,5-1). Далі беремо мідний дріт з нав’язаними на нього деталями й
опускаємо у ванну знежирення тому що цей спосіб є більш ефективним
методом очищення поверхні. Щоб уникнути потемніння поверхні не можна
допускати тривалого перетримування процесу, час витримки складає
5-10 хвилин, далі - по 1 хвилині промиваємо деталі в теплій і холодній воді.
Не доторкаючись до деталей протягом 1 хвилини перевіряємо візуально
якість знежирення поверхні деталі змочуваністю водою. Проводимо
активацію: опускаємо 5-6 разів зв'язки з деталями у ванну із соляною
кислотою ГОСТ 3118-2007, потім промиваємо в холодній воді. Тому що
розкривши, слід витримати паузу між операціями активації і нікелювання,
втім вони не повинні складати більш 30 секунд, нав’язку з деталями
переносимо у ванну нікелювання з пристроєм хитання штанги БМА-1155, до
якої ми прикріплюємо нав’язку з деталями. Нікель є головним чином
захисно-декоративним покриттям, надійно захищає метал від корозії і
поверхню устаткування від впливу різних агресивних середовищ, тому що
стійкий до багатьох органічних кислотах, цілком стійкий у лугах при всіх
температурах і концентраціях. У даному процесі використовуємо
сірчанокислий електроліт нікелювання, що готується на дистильованій воді:
сірчанокислий нікель 140-200 г/л, хлористий нікель 30-40 г/л, борна кислота
25-40 г/л, сірчанокислий натрій 60-80 г/л. Ці електроліти стійкі в роботі, і при
правильній експлуатації та систематичному очищенні від шкідливих домішок
можуть використовуватися декілька років без заміни. Час витримки нав’язки
з деталями у ванні нікелювання складає 35-40 хвилин, далі деталі
промивають у ванні з холодною водою ГОСТ 2874-2002, потім у скляній
ванні із сірчаною кислотою й у дистильованій воді впродовж 1хвилини. За
допомогою лупи з 4-х кратним збільшенням, не доторкаючись до деталей,
перевіряємо якість нікелювання. Усі ці операції призначені для підготовки
виробу до нанесення покриття родієм.
59
Вище зазначена операція активації здійснюється безпосередньо перед
зануренням деталей у гальванічну ванну з метою видалення найтонших
окисних плівок, що утворяться на поверхні металу в результаті навіть
короткочасного збереження. Також у процесі підготовки поверхні виробу
беруть участь велика кількість промивних операцій, що мають велике
значення для якості покриттів, видалення з поверхні деталей розчинів і
продуктів реакції, що утворилися від попередніх операцій, для того, щоб у
наступну ванну не вносити домішки інших речовин. Погана промивка
призводить до утворення різних дефектів.
3.3 Нанесення покриття на прецизійні деталі
Після того, як прецизійні деталі пройшли механічну підготовку і
підготовку поверхні перед нанесенням покриття, можна приступати до
процесу нанесення покриття родієм. Родій блакитнувато-білий метал з
питомою вагою 12,44 г/см3, температурою плавлення 1966°С. Гальванічно
обкладений родій не тьмяніє і не окисляється на повітрі і під дією агресивних
середовищ. На нього не впливають при нормальній температурі галогени:
сірководень і інші сірчисті з'єднання.
Родієві покриття відрізняються високою твердістю, стійкі до
механічного зношування і стабільно зберігають електричні параметри. Для
родування застосовують головним чином сірчанокислі електроліти, що
стабільні в роботі, легко регенеруються, забезпечуючи покриття до 50 мкм.
Заготовлюється електроліт згідно робітничим інструкціям.
3.3.1 Виготовлення електроліту з трьох-хлористого родію,
очищення електроліту від домішок
Розрахункову кількість хлористого родію розчиняють у гарячій
(70-80°С) знесоленій воді, підкисленій сірчаною кислотою. До розчину
хлористого родію додають невеликими порціями гарячий (70-80°С) 40%
розчин їдкого калію. На 1м хлористого родію беруть 5,7гр. їдкого калію.
60
При введенні розчину їдкого калію контролюють величину рн і не
допускають її вище 7,0-5,5 тому що при надлишкові лугу гідрат окису родію
розчиняється.
Повноту осадження перевіряють шляхом додавання до розчину 2-3
крапель фенолфталеїну. Поява рожевого кольору свідчить про повне
осадження гідрату окису родію.
Осадам гідрату окису родію дають відстоятися, багаторазово
(10-12разів) промивають гарячою (70-80°С) водою методом декантації до
повної відсутності іонів хлору (якісна реакція з азотнокислим сріблом).
Щойно осаджений гідрат окису родію розчиняють у розрахунковій
кількості сірчаній кислоти, розведеної 1:2, при температурі 70°-80°С й
перемішуванні. У випадку неповного розчинення гідрату окису родію
додають 8-10 мол/л 33%-вий перекис водню.
Очищення електроліту від домішок
Внаслідок великої агресивності електроліту в процесі його експлуатації,
часто спостерігається підтравлювання основного металу (особливо при
підвищеній температурі), у результаті якого в електроліті накопичуються
сторонні іони металів, що негативно впливають на якість покриттів.
Шкідливу дію наносять і сліди органічних домішок, внесені поверхнями
деталей, (розчинники, полірувальні пасти і т.д.), підвісних пристосувань,
захищених пластмасами, лаками.
Органічні сполуки навіть в аналітично не обумовлених кількостях
можуть істотно погіршити якість родієвих покриттів, викликати появу
тріщин. Вони можуть бути внесені в електроліт потоком повітря, з сусідніх
приміщень, потрапити у вигляді залишків полірувальних паст.
Для видалення органічних домішок в електроліт вводять активоване
вугілля марки БАУ чи КАД, ретельно перемішують, відстоюють не менш
12 год. і фільтрують.
У фільтрований електроліт вводять 1-2 г/л 30% води і кип'ятять до
повного його розкладання.
61
Якщо електроліт забруднений іонами хлору, то для їх видалення,
осаджують родій у вигляді гідрату окису 40%-вим розчином КОН. Осад який
випав, ретельно промивають і використовують для приготування свіжого
електроліту.
Примітка: варто враховувати вплив іонів хлору на швидкий перехід
сульфату родію в червону модифікацію, що веде до одержання темних
покриттів, які обсипаються. Сірчанокислі електроліти можуть містити різні
комплекси сульфатів родію, що відразу позначається на якості покриттів.
При наявності в розчині домішок різних металів електроліти
регенерують, відновлюючи, родій металевим цинком. Закінчення
відновлення родію визначають по знебарвленню розчину. Осад, що випав,
спочатку обробляють при нагріванні соляною кислотою (1:1), а потім
азотною (1:1), після чого осад ретельно промивають від іонів хлору,
висушують і цей порошок використовують для приготування електроліту.
Очищення від домішок неблагородних металів електроліту з
концентрацією родію 3-5г/л здійснюють за допомогою натрію. Для цього
доводять сухим КОН електроліт до РН = 2, доливають 2% розчин щойно
приготованого натрію ( з розрахунку 25 мл. розчину на 250 мл. родієвого
електроліту), перемішують для повноти. До отриманої суміші додають
чотирьох-хлористий вуглець (10-15 мл) і збовтують протягом 3-5хвилин.
Потім переносять цю суміш у ділильну лійку. Після відстоювання розчин
неблагородних металів відокремлюють від родієвого електроліту. Операцію
повторюють кілька разів до повного очищення. Після очищення, родієвий
електроліт, коректують по кислоті. При необхідності його обробляють
гранульованим цинком (ГОСТ 989 - 2002) до знесвітлення розчину, при
цьому випадає осад родію, що фільтрують, промивають дистильованою
водою, потім 20% розчином сірчаної кислоти і сушать.
Екстракт неблагородних металів збовтують з 2-3% розчином сірчаної
кислоти, при чому осади родію переходять у водний розчин. Повторюючи
62
4-5 разів цю операцію, практично цілком витягають залишки родію ( 2- 5%
від загальної кількості).
3.4 Джерело електричного живлення, енергетичне живлення ванн
У силових електричних мережах застосовується перемінний струм,
тобто струм, що змінює свою силу, напругу і напрямок руху 50 разів за
секунду (50 Гц). Цей струм застосовується в гальванічних цехах для надання
руху електромоторів, для нагрівання розчинів у ваннах і для перетворення
його в постійний струм, потрібний для електрохімічних (у тому числі
гальванічних) процесів. Постійний струм йде увесь час в одному напрямку з
постійною напругою. Через електроліти проходження струму здійснюється за
рахунок руху іонів: позитивні іони (катіони) переносяться до електрода,
з'єднаного з негативним полюсом джерела струму (катодові), а негативні іони
(аніони) — до електрода, з'єднаному з плюсом джерела струму (анодові).
Різниця напруг (Q) між початком і кінцем електричного ланцюга (або
якої-небудь ділянки ланцюга) V, що змушує йти по ланцюзі електричний
струм, дорівнює силі струму / у ланцюзі або його ділянці (А), помноженої на
електричний опір ланцюга (ділянки) R (Ом)
U = IR.
Це дуже важливий закон Ома, із практичними наслідками якого
гальваніку постійно доводиться зіштовхувати. З цього закону випливає, що
при збільшенні опору якої-небудь ділянки, наприклад у контакті, що
забруднився, при незмінній напрузі сила струму впаде і, щоб зберегти її
колишню величину доведеться збільшити подачу напруги.
Генераторні агрегати типу АНД нині зняті з виробництва, але тому що
вони ще працюють на деяких заводах, коротко зупинимося на них. Агрегат
складається із шунтової динамомашини постійного струму і трифазного
електромотора, установлених на загальній фундаментній плиті. Шунтові
динамомашини із самозбудженням при коротких замиканнях автоматично
знижують струм, порушення до нуля і тому коротке замикання в
гальванічних ваннах для них не шкідливе. Машини на 5000/2500, а й на 10
63
000/5000, мають зовнішнє порушення (від окремого генератора) і такою
автоматичною захисною властивістю не володіють. Наявні у всіх машинах
НД додаткові полюси служать для підтримки стійкого положення
електричного діаметра при змінах навантаження без необхідності пересувати
щітки. Напруга і сила струму досить плавно регулюються реостатом
порушення.
Відхід за генераторами в основному зводиться до своєчасної заміни
зношених щіток і попереднього притирання нових, перед їхньою установкою
в щіткотримачі. Притирання здійснюється рухом вручну кожної щітки
окремо, по покладеному на нерухомий колектор шматкові скляної шкурки.
Застосовувати шкурку з іншим абразивним матеріалом не рекомендується.
При установці щітки в щіткотримач треба простежити за збігом її притертого
по циліндричній поверхні кінця з напрямком кривизни колектора. Колектор
вимагає періодичного протирання сухою чистою ганчіркою від пилу,
періодичного зрізання краю міжламельної ізоляції, що виступили в
результаті зносу мідної ламелі, вище рівня колектора, а зрідка і проточки
колектора.
Енергетичне живлення ванн
Живлення ванн цехів електрохімічних покриттів постійним струмом
виробляється низьковольтними двигунами-генераторами, випрямлячами
різних систем, іноді хімічними джерелами струму. Для більшості
гальванічних процесів застосовують джерела струму різної потужності з
напругою 6—12 В. Тільки для деяких процесів, наприклад, оксидування
алюмінієвих сплавів, іноді потрібні джерела постійного струму з напругою
до 120 В.
Низьковольтні двигуни-генератори.
Такі двигуни-генератори поряд з випрямлячами є джерелами живлення
гальванічних ванн.
У цехах електрохімічних покриттів широко застосовують шунтові і
компаундні генератори. Мається на увазі те, що в шунтових генераторах
64
зміна навантаження не викликає різкої зміни напруги, тому що завдяки
рівнобіжному включенню обмоток, діаметр провідників має менший
перетин, ніж в аналогічних серійних генераторах.
У компаундних генераторах послідовна обмотка товста, а рівнобіжна —
тонка. Це дає можливість підтримувати постійну напругу, тому що
зменшення навантаження викликає зниження напруги в послідовній обмотці
і підвищення — у рівнобіжній. Унаслідок цього напруга в таких генераторах
підтримується на одному рівні і не вимагає регулювання.
Низьковольтні генератори виготовляють з одним або двома
колекторами.
Часто генератори поміщають в підвалах або на шафах, що знаходяться
неподалік від ванн, від яких йде живлення. Приміщення для генераторів
мають глухі водонепоглинаючі перегородки.
Пристрій спеціального агрегатного приміщення дозволяє здійснити
достатню вентиляцію й охороняє двигуни-генератори від руйнівної дії пару і
кислот.
Щити, на яких змонтована пускова, регулююча і вимірювальна
апаратура для окремих ванн, звичайно розміщають безпосередньо в робочих
місцях. У цехах, де маються напівавтомати, автомати, що вимагають підвода
струму великої сили, керування часто зосереджене на розподільному щиті,
встановлюваному безпосередньо в агрегатів.
При установці двигунів-генераторів необхідно перевірити належність
усіх контактів, підтягти і закріпити болти, перевірити всі контакти щіткового
механізму і контакти в шинах, з′єднуючих обмотки додаткових полюсів.
Фундаменти для двигунів-генераторів повинні бути міцними і не
допускати вібрації. Положення фундаментної плити до закріплення
необхідно ретельно вивірити.
При монтажі двигунів-генераторів необхідно:
а) ретельно просушити генератор, щоб волога, що потрапила в нього,
цілком випарувалася;
65
б) промити газом ковзні підшипники, після чого повністю спустити газ
через спускові коробки;
в) залити підшипники змащувальними речовинами і перевірити легкість
обертання кілець, що змазуються.
Порядок пуску двигунів-генераторів наступний. При вимкненому
зовнішньому навантаженні пускачем або рубильником включають трифазний
електродвигун. Після пуску генератора, переводять ручку шунтового
реостата із холостого ходу на перший робочий контакт і поступово
зменшують опір. По досягненні нормальної напруги рубильником, що
знаходиться в ланцюзі постійного струму, включають зовнішнє
навантаження.
Для зупинки генератора спочатку виключають зовнішній ланцюг, а
потім поступово знижують напруга реостатом, що знаходиться в шунтовому
ланцюзі генератора. Після цього зупиняють двигун, що приводить у рух
генератор.
Джерела постійного струму — генератори й електродвигуни — при
правильній експлуатації працюють цілком надійно протягом тривалого
періоду.
Для коректної роботи двигунів-генераторів необхідно виконувати
наступні дії:
1. Систематично очищувати машину від пилу, бруду й масел.
2. Ретельно перевіряти кріплення сполучних проводів у затисках.
3. Періодично здійснювати змащення підшипників.
4. Уважно спостерігати за станом колектора і щіток. Пил, осідаючи на
колекторах і щітках, збільшує перехідні опори, що призводить до сильного
нагрівання тертьових частин і значного іскроутворення.
66
Рис.3.2 Схема включення генератора НД: 1 — опір; 2 — реостат;
3 — колектори генератора
Заїдання щітки в щіткотримачі викликає забруднення її поверхні і
призводить до перевантаження інших щіток, що працюють паралельно з нею.
Забруднену поверхню необхідно ретельно протерти чистою ганчіркою,
змоченою в бензині. Зачищення поверхні щітки напилком не допускається.
При неповному зіткненні щітки з поверхнею колектора або при
установці нової щітки потрібно ретельно притерти її до колектора.
Притирання роблять смужкою наждакової полотнини, ширина якої не
набагато більша ширини щітки; при цьому накладають полотнину на
колектор гладкою стороною так, щоб вона охопила поверхню колектора на
180°. Потім опускають щітку на шорсткувату поверхню полотнини,
притискають її пружиною щіткотримача і, рухаючи смужку полотнини в зад і
вперед, притирають щітку відповідно дузі колектора.
Періодично слід перевіряти тиск щіток на колектор. При підвищеному
тискові щітки, робоча поверхня колектора, сильно зношується. При слабкому
тискові щіток, утвориться іскра, що може призвести до обгорання колектора.
Ретельно слід стежити за станом колектора. При наявності незначних
забруднень потрібно протерти колектор чистою ганчіркою, змоченою в
67
бензині. При значному забрудненні або утворенні чорних смуг, варто
прочистити колектор наждаковою шкуркою.
3.5 Контроль якості
Після нанесення родію на прецизійні кільця, можуть виникнути дефекти
на покритті.
1. Утворення крапкової плямистості (пітинг) при низькій
концентрації родію, при високій концентрації сірчаної кислоти. У цьому
випадку потрібно відкоригувати склад електроліту відповідно до вимог
дійсного стандарту. Ще однією причиною появи пітинга є недостатнє
струшування катодної штанги з кілець. У цьому випадку потрібно
відрегулювати систему струшування.
2. Ще одним дуже важливим дефектом є розтріскування,
відшелушення і відшаровування покриття, причиною якого є погана
підготовка поверхні деталей перед покриттям, потрібно проводити
технологічний процес у суворому виконанні операції знежирення. Ще однією
причиною є наявність органічних домішок або домішок заліза в електроліті,
при цьому потрібно провести очищення електроліту від домішок.
3. Шорсткувате покриття. Причина його утворення – забруднення
електроліту механічними домішками, підвищена щільність струму. Потрібно
відфільтрувати електроліт, прокип'ятити, знизити щільність струму.
4. Темний матовий осад. Причина його утворення – наявність в
електроліті домішок іонів хлору. Спосіб усунення – зробити очищення
електроліту від домішок відповідно до дійсного стандарту. Ще однією
причиною є підвищена щільність струму. У цьому випадку потрібно
понизити щільність струму до заданої.
5. Знижена швидкість покриття. Причини його утворення –
наявність в електроліті домішок міді або органічних сполук різко
понижуючих швидкість осадження родію, виснаження електроліту родієм.
Способи усунення – здійснити очищення від домішок відповідно до дійсного
стандарту, відкоригувати електроліт по змісту родію.
68
6. Сколювання окремих ділянок родієвого покриття. Причиною
утворення є перетравлювання поверхні в процесі підготовки. Спосіб
усунення – перевірити дію травильного розчину, розчину хімічного
знежирення, при необхідності замінити.
Захисне покриття може надійно виконувати свої функції тільки при
достатній міцності зчеплення його з основним матеріалом. При недостатній
міцності зчеплення, може відбуватися часткове або повне відшаровування
покриття, шелушіння. Корозійне середовище при недостатній міцності
зчеплення може проникати між основним металом і покриттям, викликаючи
швидке руйнування основного металу і прискорюючи відшаровування
покриття. Відшаровування сприяє також виникненню в покритті внутрішніх
напруг. Пористість покриття грає особливо важливу роль при механічному
захисті, коли покриття ізолює основний метал від впливу корозійного
середовища. Чим товщий шар покриття, менша його пористість. Товщину
покриття можна визначити за ГОСТ 9.301-2006 шляхом зважування на
аналітичних вагах нікельованих деталей до і після покриття родієм.
Визначення товщини покриття
Товщина покриття родієм визначається за ГОСТ 9.301-2006
гравіметричним методом шляхом зважування на аналітичних вагах
нікельованих деталей до і після покриття родієм.
Товщина покриття визначається по формулі:
(m
H 2 − m1 )1000
cp = мкм,
S
де:
Нср – середня товщина покриття, мкм;
m1 – маса деталі до одержання покриття, м;
m2 – маса покриття після одержання покриття, м;
S – площа поверхні покриття, див2;
γ - щільність родію, (12,44г/см3).
69
Для визначення товщини покриття необхідно:
- після нікелювання зняти одне кільце (прецизійна деталь) з підвіски,
протерти серветкою насухо;
- зважити деталь на аналітичних вагах з точністю до четвертого знака
після коми;
- нав'язати деталь на місце і знежирити всі деталі кашкою віденською;
промити холодною проточною водою;
- родувати деталь відповідно до операції 090 і операції 100 дійсного
технологічного процесу;
- розрахувати товщину покриття по приведеній вище формулі.
Товщина покриття родієм повинна бути в межах 0,6-0,8 мкм.
У нашому випадку істотним недоліком є низькі перехідні опори або
занадто високі. Перехідний опір «контакт-кільце-контакт» виміряється на
пристосуванні для контролю рівномірності покриття, за допомогою моста
опору МО-62. Після монтажу кільця, на обертаючусь частину пристосування
– диск, до нього за допомогою притискної колодки -1 приєднуються контакти
(зусилля піджаття повинне бути в межах 8(1Гц). Зусилля піджаття
перевіряють моментомером. Контакти за допомогою провідників з'єднані з
мостом опору МО-62. Подається електричний струм і замірюється
перехідний опір, що не повинен перевищувати 0,2 Ом, без обліку опору
з'єднаних проводів. Швидкість обертання кільця на пристосуванні не
повинна перевищувати 1про/хв. Якщо перехідний опір перевищує 0,2Ом,
кільце знімається і якщо виявляються дефекти то кільце списується в брак.
3.5.1 Зняття родію з поверхні прецизійної деталі
Родій, що знаходиться на поверхні прецизійної деталі (остаточний брак)
підвісних пристосувань, нав’язаних дротів і ін. підлягає утилізації. Для цього
з поверхні родій відділяється механічно, за допомогою напилків, шаберів і
ін., дріт нарізується гострозубцями або ножицями на дрібні шматочки
довжиною по 1-2мм. Стружка або шматочки дроту збираються в скляну або
70
порцелянову склянку, потім додається невеликими порціями азотна кислота
у.д.в. 1, 1,2, при цьому мідь і латунь розчиняється, а металевий родій
залишається в осаді. Для прискорення реакції розчин можна підігріти до
температури 40°-50°С. Коли латунь, мідь цілком розчиняється, розчинові
дати відстоятися, злити розчин, осад кілька разів промити водою до
нейтральної реакції. Осад, що містить металевий родій, збирати і при
нагромадженні достатньої кількості направляти на переробку.
71
Розділ 4. Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях
4.1 Техніка безпеки і виробнича санітарія в гальванічних цехах
В сучасних гальванічних цехах використовуються сотні різних хімічних
сполук і металів. Найбільш шкідливу дію на організм людини мають
свинець, ртуть, хром, миш'як, мідь і солі, до складу яких входять метали.
Дуже отруйні ціанідисті і фосфорні солі. Деякі з'єднання (особливо
утримуючі хром і нікель) викликають подразнення дихальних шляхів і
місцеві ураження шкіри (виразки, екземи і т.д.).
При механічному очищенні металів, шліфуванні, поліруванні ванни,
може відбуватися запилення і захворювання дихальних шляхів.
При роботі в гальванічних цехах спостерігається швидке руйнування
одягу від дії кислот і лугів, тому доцільно застосовувати під час роботи
спецодяг і взуття, спеціальні захисні матеріали. Робота в гальванічних цехах,
як правило, протікає при підвищеній вологості і температурі, при постійному
шумі від вентиляторів, електродвигунів.
З огляду на шкідливість і небезпеку багатьох технологічних операцій,
необхідно при простої цехів гальванічних покриттів передбачати відповідні
заходи для охорони праці, техніки безпеки і виробничої санітарії, що
дозволяли б усувати причини травматизму і професійних захворювань,
відповідно до номенклатури заходів щодо охорони праці.
На кожному підприємстві, необхідно проводити обов'язкове навчання та
спец. ознайомлення працюючих у гальванічних цехах безпечним методам
роботи і періодично перевіряти отримані ними знання. Це навчання
проводиться по єдиній програмі, погодженій з технологами,
електротехніками, фахівцями з техніки загальної і протипожежної безпеки.
Після проходження програми робітникиі піддаються перевірочним
іспитам.
Загальні санітарно-технічні вимоги до умов праці.
72
1. Для оздоровлення і поліпшення умов праці в місцях, де виділяються
шкідливі гази, пари і пил, варто мати надійну місцеву вентиляцію.
Опалювальна, вентиляційна й освітлювальна системи повинні створювати
максимально зручні умови праці.
2. Витяжна вентиляція у всіх робочих приміщеннях, повинна
забезпечувати нормальну чистоту, вологість і температуру повітря, що у
зимовий час має бути в межах 18—20° С.
Найбільш сприятливою для здоров'я людини і її працездатності,
вважається вологість у межах 50—75%, що досягається правильними
налаштуваннями вентиляції. Тривале перебування людини в середовищі зі
100% вологістю при температурі 36,5° С є неприпустимим. Температура
повітря від вентиляції повинна бути значно нижчою температури людського
тіла. Систему загальної і місцевої вентиляції варто вмикати за 15 хв. до
початку роботи і вимикати через 15 хв. після її закінчення.
3. У виробничих приміщеннях і гальванічних відділеннях, а також у
коморах для збереження і розливу кислот й інших агресивних рідин, повинні
бути встановлені на видних місцях, й через кожні 25 м крани-гідранти для
промивання очей, тіла, рук, при потраплянні на них кислот і лугів. Крани-
гідранти повинні підключатися до водопроводу з питною водою.
4. Освітлення виробничих і побутових приміщень повинне відповідати
нормам природного і штучного освітлення, передбаченим «Будівельними
нормами і правилами», з максимальним використанням природного
освітлення, причому світлові прорізи не повинні захаращуватися виробничим
устаткуванням і готовими виробами .
5. Стіни, кути і стелі в гальванічних цехах повинні вчасно
ремонтуватися. Канавки і жолоби для стоків промивних вод необхідно
систематично очищати. На постійні робочі місця повинні бути покладені
дерев'яні ґратки або настили для захисту ніг від промокання й
переохолодження.
73
6. Особлива увага має приділятися пожежній безпеці, повинні бути
встановлені вогнегасники там, де застосовують вогненебезпечні рідини.
Не можна складати в щільну купу просочене масло, одяг, фартухи,
ганчірки і ін., забруднені маслом речі, для того аби уникнути самозаймання.
7. Для забезпечення безпечної роботи всю електротехнічну апаратуру і
прилади заземлюють і обгороджують захисними кожухами (особливо
струмоведучі шини), тому що вологе повітря гальванічного цеху, збільшує
небезпеку враження електричним струмом.
8. Кожна зміна після роботи зобов'язана прибирати робочі місця і
виробничі приміщення, а також чистити устаткування, струмопровідні шини
на ваннах і аноди, не допускаючи запилення розчинів і електролітів.
Наприкінці робочої зміни, а також у випадку проливання кислот або
лугів варто промивати зі шланга місця проливу.
Прибирати приміщення, де використовують отруйні речовини, повинні
особи, що вміють управлятися з отрутами і знають способи захисту від них і
способи знешкодження.
9. Повітря в приміщеннях, де проводять роботу з отрутами, і в коморах,
де їх зберігають, систематично піддають аналізам.
10. Сміттєві урни в цеху повинні знаходитися під спостереженням, тому
що в них разом зі звичайним сміттям, можуть потрапляти забруднені
отруйними з'єднаннями обривки ганчірок, якими витиралося устаткування.
11. Ремонт і очищення устаткування, у якому були отрутні розчини,
повинні робити працівники, знайомі з технікою безпеки, властивостями
речовин, що входять у той або інший розчин-електроліт.
Роботи всередині ємкостей варто робити в протигазах, з попереднім
видаленням шкідливого газу і пилу, а також на базі оснащення, що
забезпечує швидкий вивід робітника у випадку непритомного стану.
Робота при ремонті конструкцій будинку (колон і ін.) і устаткування
цеху для закріплення підйомно-транспортних пристроїв допускається тільки
з письмового дозволу головного інженера підприємства.
74
Робітники, що проводять очищення, повинні мати справний одяг і
індивідуальні засоби захисту для безпечної роботи.
Щоб уникнути отруєння сухим отрутним пилом очищення ванн і
повітроводів, здійснюють тільки вологим способом. Користуватися
хімікатами для очищення можна тільки з дозволу технолога цеху і при його
особистому контролі.
12. Не допускається застосування гумових шлангів. Гумовий шланг
може лопнути або зірватися зі штуцера, а робітник при цьому отримати опік
гарячою парою.
13. Усі працюючі в цеху повинні мати виробничий і спеціальний одяг,
запобіжні і захисні засоби.
Робітники, чия робота пов'язана з особливо шкідливими умовами праці,
забезпечуються безкоштовним лікувально-профілактичним пакетом і
періодично мають проходити обов'язкове медичне обстеження.
14. Спецодяг періодично перуть і ремонтують. Спецодяг працюючих з
отруйними речовинами і їхніми розчинами необхідно попередньо
оброблювати.
Категорично забороняється в спецодязі йти після роботи додому.
15. Працюючі з отруйними речовинами, завжди повинні бути
забезпечені господарським милом, чистим рушником, захисними мазями й
пастами для шкіри рук і тіла.
16. Спускатися в колодязі промислової каналізації для огляду і ремонту
дозволяється тільки після того, як установлено, що в повітряному середовищі
колодязів не має шкідливих для дихання газів.
17. Технологічне використання отруйних речовин і всі роботи, пов'язані
з отрутами і їхніми розчинами, повинні здійснюватися тільки по інструкції,
складеній технологом, погодженою з ОТБ і затвердженою головним
інженером.
18. Очищення устаткування здійснюється задля уникнення зараження
отруйними речовинами і їхніми розчинами, для попередження можливого
75
ураження обслуговуючого персоналу (отруєння, травматизм шкірних
покривів і зору), його варто робити в протигазах, або при добре налаштованій
місцевій вентиляції і використанні інших захисних засобів (гумові
рукавички, захисні окуляри і т.д.).
19. Ознаки зараження повітря шкідливими й отрутними газами повинні
служити сигналом до припинення роботи і залишенню працюючого
виробничого приміщення. У таких випадках необхідно негайно викликати
заводського лікаря і вжити заходів до видалення забрудненого повітря через
витяжну вентиляцію. При виході вентиляції з ладу роботи припиняються або
ведуться в протигазах.
20. При випадковому пораненні шкіри рук під час роботи варто негайно
забинтувати руки водонепроникним бинтом, а після роботи звернутися до
лікаря.
21. Усі працюючі з отруйним речовинам: і їхніми розчинами, повинні
після роботи приймати душ, а перед їжею — мити руки теплою водою з
милом.
22. Гардероб для особистого одягу робітників і душ ізолюються від
виробничих приміщень.
23. Питну воду зберігають у добре закриваючихся бачках, що
знаходяться поза виробничим приміщенням; для пиття рекомендується
створювати фонтанчики. Температура води повинна підтримуватися в межах
15—20°С
24. Паління безпосередньо на робочому місці категорично
забороняється.
25. У цеху повинна бути аптечка з усіма необхідними медикаментами і
перев'язочними матеріалами.
26. Досить важливо, щоб усі працюючі не тільки знали, але і вміли
надати першу допомогу постраждалому (непритомний стан), при зупинці
серцевої діяльності і дихання, отруєнні отруйними речовинами,
електричному і тепловому ударах, а також при серйозних опіках кислотами
76
або лугами. Крім занять по вивченню правил техніки безпеки, навчання по
наданню першої допомоги повинне проводитися заводським лікарем, в
обов'язки якого входить навчання робочих правилам проведення штучного
дихання і застосування ліків, що знаходяться в аптечці. Бажано, щоб у цеху в
кожній зміні було не менше двох чоловік, що змогли б до приходу лікаря
надати невідкладну допомогу. Цих осіб повинні знати всі робочі цеху.
Останні також повинні знати, що в аптечці в цеху є санітарні носилки,
кисневі апарати, кисневі подушки і т.д.
У приміщеннях цеху повинні бути організовані місця для промивання
очей і рук у випадку опіків кислотами, лугами і т.д. Потрібно пам'ятати, що
промивати обпалені місця можна тільки проточною водопровідною водою.
При нездужаннях, загальній слабості або розладі шлунково-кишкового
тракту, нудоті, запамороченні необхідно заявити про це майстрові або
начальникові цеху і з їхнього дозволу залишити робоче місце.
Якщо немає впевненості в тому, що робітник зможе самостійно дійти до
кімнати відпочинку, варто відвести його до лікаря або викликати лікаря. На
видних місцях цеху, у кімнаті відпочинку повинні бути написані основні
правила по наданню першої допомоги потерпілому.
27. Працюючим в гальванічних цехах забороняється:
а) пробувати хімікати в сухому і рідкому вигляді на смак;
б) торкатися руками без рукавиць отруйних речовин;
в) наливати воду для пиття в лабораторний посуд;
г) залишати посуд (порожній) непромитим;
д) залишати хімічні речовини в посуді й у папері без відповідного
напису;
е) приймати їжу в тому приміщенні, де здійснюється розчинення
з'єднань, що виділяють шкідливі гази. Категорично забороняється також у
цьому приміщенні зберігати або розливати ціаністі розчини;
ж) дробити отруйні речовини вручну, тільки під тягою в рукавичках і в
протигазі.
77
28. Найбільш шкідливим для організму людини є одночасна дія шуму,
струсів і вібрацій. При тривалому їх впливові, уражаються органи слуху і
нервова система; у результаті вібрацій у працюючих можуть з'явитися
запаморочення, головні болі, оніміння пальців і захворювання суглобів.
Джерела шуму (галтовочні барабани, шліфувальні верстати, вентилятори),
якщо це можливо, в технологічні цикли, варто розміщати в окремих
звукоізольованих приміщеннях.
Фізіологічна дія звукових хвиль на органи слуху спостерігаються, коли
кількість звукових коливань знаходиться в межах від 16 до 20 000 Гц, а тиск
звукової хвилі досягає граничних величин.
Для оцінки суб'єктивного відчуття сили звуку користуються умовними
одиницями — децибелами. Діапазон людського слуху 13—130 дб. Рівень
звукового тиску, у 130 дб сприймається вухом як болюче відчуття. Для
виміру шуму і вібрацій застосовують фонометри (фон-умовна одиниця
голосності звуку з частотою, рівною 1000 Гц), шумометри, вібрографи.
Нормальна розмовна мова створює шум близько 70 дб; коли двоє, що
розмовляють у цеху погано чують один одного, то шум коливається в межах
90—95 дб; такий шум у цеху вимагає застосування звукоізоляції об'єктів, що
створюють шум, або індивідуального захисту шоломів, що знижують шум на
30 дб. Звукоізоляція стін повинна знижувати шум не менш ніж на 60 дб — це
досягається покриттям стін плитами-адсорберами звуку. Краще з таких плит
робити щити і встановлювати їх на деякій відстані від стін.
Адсорбент повинен мати теплостійкість до 250 С.
Шум вентиляційних установок, що поширюється повітреводами,
знижується, завдяки звукопоглинаючим матеріалам.
Централізоване приготування і роздача електролітів.
Підсобні і санітарно-побутові приміщення. Для створення безпечних і
полегшених умов праці в гальванічних цехах рекомендується мати
відділення централізованого приготування електролітів, розчинів і кислот.
78
Улаштування складної системи трубопроводів у гальванічних цехах для
роздачі багатокомпонентних електролітів і розчинів за допомогою
стаціонарних насосів і баків недоцільний, тому що пересувні роздавальні
установки, змонтовані на універсальних електрокарах, керовані однією
людиною, можуть цілком забезпечити потреби гальванічного цеху.
У цеху варто мати окремі установки для кислих, ціаністих і лужних
розчинів. Готувати і коректувати електроліти і розчини варто, дотримуючись
запобіжних заходів, максимально обмежити потрапляння в навколишнє
середовище шкідливих парів, газу і бризг.
Отрутні солі розчиняють тільки під вагою у ваннах, що мають місцеву
вентиляцію (бортовий відсос). Переливання або фільтрування ціаністих
розчинів здійснюють за допомогою насосів. При ручному перекачуванні або
переливанні необхідно надягати респіратори й інші особисті захисні засоби.
При готуванні травильних розчинів також повинні здійснюватися
запобіжні заходи, що викликають можливість отруєння, опіків шкіри рук і
тіла. Робота без запобіжних окулярів забороняється.
Кислоту варто наливати невеликим струменем у ванну, наповнену
водою, а не навпаки.
Категорично забороняється працюючому з ваннами додавати що-небудь
в електроліти без дозволу технолога цеху, щоб уникнути отруєння
працюючих, псування електролітів і розчинів.
При травленні кольорових металів у суміші кислот спочатку у ванну з
водою заливають сірчану кислоту, а потім невеликими порціями додають
азотну кислоту.
Комори для збереження хімікатів повинні бути розташовані й обладнані
так, щоб була виключена можливість впливу однієї речовини на іншу. Рідини
повинні зберігатися окремо від сухих хімікатів.
Збереження і видача отрутних хімікатів повинні вироблятися у
відповідності зі спеціальними інструкціями. Комора хімікатів передбачається
у вигляді окремого приміщення, розміщеного біля зовнішньої стіни і
79
відгородженою від виробничих відділень цегельними стінами. Тут повинні
бути окремі сховища для кислот і різних солей і зовсім ізольоване відділення
для ціаністих солей.
Заходи безпеки при шліфувально-полірувальних операціях.
У шліфувально-полірувальних відділеннях наждаковий, металевий і
матер'яний пил, що утворилися при шліфуванні і поліруванні деталей, дуже
шкідливі для людини.
Тому в цих відділеннях запиленість повітря в робочій зоні по діючих
нормах не повинна перевищувати 5 мг/м3.
До основних причин, що можуть привести до травм при роботі на
шліфувальних верстатах, відносяться наступні:
1) відлітання часток абразивів і металевих щіток, а також металу
оброблюваних деталей, внаслідок чого може відбутися ураження або
засмічення очей;
2) поранення при зіткненні рук або іншими частинами тіла з обертовим
колом;
3) опіки пальців на руках від нагрітих деталей при шліфуванні без
держаків і без рукавиць;
4) можливе злітання кола зі шпинделя під час роботи при
неправильному і поганому закріпленні кола;
5) можливі розриви керамічних кіл, що іноді застосовуються в
гальванічних цехах для грубого шліфування або обдирання. Це може
відбутися по наступних причинах:
а) тріщини в колі, що порушують його міцність;
6) збільшення частоти обертання кола наддопустимі по паспорту;
в) неправильна установка і закріплення кола на верстаті;
г) сильний розігрів кола, удар останнього по деталі або надмірне
натискання деталлю на коло і т.д.
80
Всі отримані шліфувальні кола, незважаючи на наявність паспортів,
необхідно на місці ретельно оглядати, злегка постукуючи їх дерев'яним
молотком. Справне коло видає ясний (дзвінкий) характерний звук.
Випробовування усіх кіл діаметром більш 150 мм, призначених для
роботи з окружними швидкостями більш 15 м/с, перед пуском їх у роботу
перевіряють на швидкість, що перевищує робочу на 50%, протягом 5—10 хв,
тому що розриви кіл у більшості випадків відбуваються в перші 5—10 хв
випробування. Якщо для кола не зазначена гранична швидкість, то його
випробовують при швидкості, що перевищує робочу на 100%.
Дослідження повинне здійснюватися в спеціальному подвійному
(міцному) захисному кожусі. Внутрішнє коло кожуха робиться звичайно з
(гофрованого) сталевого листа (для підвищення міцності при ударі).
Захисний кожух повинен бути міцно прикріплений болтами до станини
верстата.
Робота на обдиранні, шліфуванні, поліруванні і глянцюванні без
вентиляції не дозволяється, що необхідне також за умовами протипожежної
безпеки.
Заходи безпеки при роботі на шліфувально-полірувальних верстатах:
1. Перед початком роботи необхідно ретельно оглянути верстат,
особливо в місцях міцного закріплення кіл, і для попередження можливих
зворотних обертань кола, та відгвинчування закріпляючих гайок.
2. Для захисту очей необхідно роботу виконувати в запобіжних
окулярах.
3. Для попередження від небезпечних поранень пальців і рук, необхідно
забезпечити робітників спеціальними держаками для дрібних і важко-
утримуваних руками деталей.
4. Для попередження опіків рук робітники повинні бути забезпечені
бавовняними рукавицями.
5. При тимчасовій перерві в роботі або по її закінченню верстат повинен
бути зупинений.
81
6. Не можна допускати збільшення швидкостей обертання кіл
приведених у технічному паспорті.
7. При роботі на керамічних колах, забороняється притискати
оброблювані деталі з великим зусиллям до кола.
8. При шліфуванні і поліруванні варто підводити деталі до кола
поступово й обережно, щоб їх не вирвало назовні.
9. При шліфуванні і поліруванні, необхідно стежити, щоб коло
спрацьовувалося рівномірно по всій робочій поверхні.
10. При зміні або переналагодженні кіл, варто ретельно закріплювати
гайки, що притискають шайби кола.
11. Не можна допускати зворотних обертань кола, при пасовій передачі
від трансмісії і через ремінь від електродвигуна.
12. Варто періодично перевіряти швидкості обертання кіл тахометрами
для визначення частоти обертання або окружної швидкості.
13. Дерев'яні кола повинні бути виготовлені з міцної деревини (осика не
допускається) і склеєні не менш ніж із трьох шарів. Шкіра натягається на
кола мокрою і прикріплюється дерев'яними шпильками.
14. При шліфуванні і поліруванні мідних і латунних деталей або при
крацюванні свинцевих анодів і деталей варто застосовувати респіратори.
15. Чищення пилоприймачів повинне здійснюватися тільки після повної
зупинки верстата.
16. При шліфуванні і поліруванні працювати без місцевої вентиляції
забороняється.
17. Робітники, зайняті на шліфувальних і полірувальних верстатах,
повинні щодня приймати гарячий душ після роботи.
18. При поліруванні магнієвих сплавів цю роботу виконують на
ізольованих верстатах, прийнявши відповідні міри протипожежної безпеки .
Заходи безпеки при роботі.
82
Ванни й установки, що знежирюють, повинні бути обладнані місцевою
вентиляцією, а робітники забезпечені спецодягом і відповідними захисними
засобами (гумові рукавички, фартухи, окуляри й ін.).
Працюючі з ванною щодня перед роботою повинні змазувати слизову
оболонку носа, руки й тіло вазеліном або якою-небудь зм'якшуючою або
живильною маззю за вказівкою лікаря.
4.2 Заходи безпеки при нанесенні металевих покриттів
Нанесення металевих покриттів гальванічним методом пов'язано з
застосуванням шкідливих і небезпечних для організму людини лужних і
кислих електролітів і різних солей металів.
Ціаніди надзвичайно отрутні і здатні у випадку потрапляння в них
кислоти виділяти синильну кислоту, що є особливо сильною отрутою.
Утворення синильної кислоти можливе також і при потраплянні погано
промитих деталей після ціаністої ванни у ванну освітлення з азотною або
хромовою кислотою, або з ванни ціаністого міднения у ванну нікелювання
(кислу).
Лужні і кислі електроліти можуть заподіяти опіки, а при потраплянні в
очі — привести до серйозної травми.
При роботі з отрутними і небезпечними електролітами треба знати і
суворо дотримувати наступних правил:
1. У гальванічних цехах необхідно виконувати в суворій послідовності
всі операції технологічного процесу встановленого режиму.
2. За 10—15 хв. до завантаження деталей у ванни з отрутними
електролітами необхідно включити бортову вентиляцію.
3. Працювати потрібно в справному спецодязі, гумових чоботах,
прогумованому фартуху нижче колін, у нарукавниках вище ліктя, гумових
рукавичках. Кожен робітник повинен мати респіратор і запобіжні окуляри.
Рукавички, фартухи, і нарукавники, котрі щодня після роботи слід
промивати, провітрювати і сухими поміщати в шафку.
83
4. Для запобігання враження дихальних шляхів, варто змазувати перед
роботою слизисті оболонки носа чистим (аптечним) вазеліном. Корисно
також застосовувати інгаляцію з парів ефірних олій.
5. При роботі з ціаністими розчинами варто уникати будь-якого
контакту водних розчинів ціанідів з кислотами, особливо мінеральними.
6. При коректуванні складу електролітів повинне бути цілком
виключене помилкове додавання в ціаністі розчини, кислот, тому цю роботу
дозволяється робити тільки відповідальним особам — фахівцям.
7. У неробочий час усі ванни з ціаністими розчинами повинні бути
закриті щільними кришками.
8. Забруднення повітря синильною кислотою виявляється по запаху
гіркого мигдалю, що є суворим застереженням.
9. Після закінчення процесу електролізу, аноди з ванн варто витягти і
занурити у ванну з проточною водою.
10. Чищення анодних і катодних штанг на ціаністих ваннах дозволяється
робити тільки після того, як вони вийняті з ванни і промиті.
11. Бортові відсоси ванн (щілини) звичайно забруднюються
вуглекислими солями, що відклалися, які засмічують щілинний отвір.
Чистити їх потрібно не рідше одного разу на місяць.
12. Випадкові поранення шкіри рук під час роботи необхідно негайно
захистити водонепроникним бинтом, а після роботи звернутися до лікаря.
13. Паління і їжа на робочому місці або в загальному приміщенні
гальванічного цеху категорично забороняється.
14. У випадку оббризкування ціаністим розчином робітника, очей або
інших ділянок тіла, потрібно негайно ретельно промити їх водою і протерти
рушником.
Контроль повітряного середовища необхідно здійснювати не тільки в
робочих і складських приміщеннях, але також в апаратах, резервуарах,
ваннах, колодязях, при кожній підготовці їх до ремонту (огляді) і особливо
перед зварювальними роботами.
84
4.3 Техніка безпеки при експлуатації електроустаткування
1. Для живлення гальванічних ванн використовують постійний струм
напругою 3—12 В, рідше використовують струм напругою до 120 В (при
спеціальному оксидуванні алюмінію).
Більшість технологічних операцій у відділенні покриттів пов'язані з
застосуванням безпечних, в нормальних умовах напруги 3—12 В, тому в
гальванічних цехах з небезпечним електроустаткуванням повинні бути
вивішені попереджувальні написи, плакати і знаки.
2. При роботі з електроустаткуванням, найбільш небезпечним є дотик до
струмоведучих частин. Небезпечно також зіткнення з провідником, що
знаходиться під високою напругою. При цьому якщо людина стоїть на
вологій або металевій підлозі, то вплив на неї високої напруги зростає.
Враження електричним струмом характеризується утратою свідомості,
миттєвою появою судорог, ослабленням або повною зупинкою серцевої
діяльності і дихання.
3. Найбільш небезпечним для людини вважається перемінний струм
частотою 50—60 Гц, силою 0,1 А і напругою понад 250 В. При струмі
0,04—0,1 А може наступити втрата свідомості, а в ряді випадків і смерть.
Неприємні відчуття заподіюють струми силою 0,005—0,040 А, і тільки
струми, що не перевищують 0,005 А, можна вважати відносно безпечними.
За діючими правилами всі електротехнічні установки розділяються на
установки низької і високої напруги: низька — коли напруга струму між
лінійним проводом і землею не вище 220 В для перемінного і не вище 250 В
для постійного струму; висока — коли напруга між лінійним проводом і
землею вища 220 В.
4. Небезпечним є не тільки струм високої напруги, але і низької, тому
варто виявляти обережність при роботі з електроустаткуванням, що працює
при напрузі понад 36 В, особливо в гальванічних цехах. У таких
приміщеннях прилади електричного освітлення повинні бути на висоті не
85
нижче 2,5 м. Практично, струм напругою більш 12 В є небезпечним для
працюючих у сирих приміщеннях.
5. Небезпечним також є і статична електрика, що утворюється в
результаті тертя.
Іскровий розряд при наявності органічного пилу в приміщенні може
викликати вибух або пожежу. Для усунення іскрових розрядів застосовують
наступні заходи: знімають з ременів електричний заряд гребінками або
щітками, розташовуваними поблизу ременів або накладаються безпосередньо
на ремені; зменшують до мінімуму ковзання ременя. Позитивні результати
одержують при намазуванні ременя з боку шківа речовиною з каніфолі,
машинного масла, сажі або графіту, добрий провідник струму, з подальшим
протиранням змазаного ременя чистою сажею. Роблять це 1—2 рази на
місяць.
6. Істотним заходом, що забезпечує особисту безпеку працюючих, є
заземлення електротехнічного устаткування (генераторів, моторів,
перетворювачів струму й ін.), а також предметів, на яких з'являються при
аваріях або при русі і терті статичні електричні заряди.
7. Деталі, що рухаються й обертаються (шківи, вали, муфти, штоки),
електроустаткування, повинні бути обгороджені.
8. У конструкції і схемі застосовуваних генераторів, ультразвукових
установок передбачені заходи захисту обслуговуючого персоналу від високої
напруги.
4.4 Причини виникнення пожеж в гальванічних цехах
Виникнення пожеж у гальванічних цехах можливе на наступних
виробничих ділянках.
1. У шліфувально-полірувальних майстернях, де в процесі роботи у
витяжній вентиляції накопичується багато матер'яного пилу з наявністю
полірувальної жирової пасти, а на шліфувальних колах виникає велике
іскріння. З метою попередження виникнення зазначеної пожежі, необхідні
86
витяжні повітреходи від шліфувальних і полірувальних верстатів, робити їх
слід окремо з окремими вентиляторами.
2. У коморах хімікатів, де часто зберігаються спільно сильні окислювачі
і органічні розчинники (бензин, ацетон, газ). При самонагріванні (при
окислюванні з киснем повітря) виникає самозапалювання, що може
викликати пожежу при наявності парів бензину й ацетону. Тому збереження
органічних розчинників повинне бути в окремих приміщеннях з наявністю
витяжної вентиляції.
3. На ділянках знежирення деталей від мінеральних масел, шафи варто
протирати вручну щітками, а також протирати вручну алюмінієві і магнієві
листи від жирових змащень, оскільки після консервації відбуваються велике
насичення повітря парами бензину, а при протиранні листів щітками або
серветками, змоченими бензином, виникає статична електрика, що дає іскри,
які можуть викликати пожежу при наявності в повітрі парів бензину і на
робочому місці з рідким бензином.
4. З метою пожежної безпеки, ванни з органічними розчинниками,
повинні бути в окремих приміщеннях і мати сильну витяжну вентиляцію.
Протиральні металеві столи повинні бути покриті зверху гумовими листами,
а корпуси столів заземлені.
5. Крім того, у гальванічних цехах при наявності високої вологості парів
кислот і лугів, відбувається прискорене старіння ізоляції електропроводів, що
може викликати короткі замикання і загоряння проводів. Для попередження
зазначених випадків необхідно у встановлений термін робити
профілактичний ремонт електроустаткування цеху.
87
ВИСНОВКИ
Під час виконання кваліфікаційної роботи магістра, мною було
відтворено технологічний процес одержання антикорозійних покриттів
методом електрохімічного осадження родію.
Було також підібрано оптимальні режими нанесення родієвого покриття,
що забезпечує максимальну антикорозійну стійкість та експлуатаційні
показники.
Мною була описана техніка безпеки, та виробнича санітарія для дільниці
родування.
Завдяки покращенню якості та точності обробки, внаслідок проведеної
модернізації технологічного процесу та обладнання, можна значно
підвищити економічну ефективність виробництва антикорозійних покриттів,
методом електрохімічного осадження родієм, що особливо важливим є з
огляду на перехід економіки держави до ринкових відносин.
88
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Каданер Л. І. Електроосадження благородних металів. Київ: Вища школа,
1998. 126 с.
2. Якименко Г. Я., Артеменко В. М. Технічна електрохімія. Ч. 3. Гальванічні
виробництва / за ред. Б. І. Байрачного. Харків: НТУ «ХПІ», 2006. 272 с.
3. Бик М. В., Букет О. І., Васильєв Г. С. Методи захисту обладнання від
корозії та захист навколишнього середовища від відходів корозії. Київ: КПІ ім.
Ігоря Сікорського, 2018. 318 с.
4. Мотронюк Т. І., Ущаповський Д. Ю., Лінючева О. В., Фроленкова С. В.,
Бик М. В. Основи процесів осадження і розчинення металів: лабораторний
практикум. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. 116 с.
5. Schlesinger M., Paunovic M., eds. Modern Electroplating. 5th ed. Hoboken, NJ:
John Wiley & Sons, 2010. 736 p.
6. Dini J. W. Electrodeposition: The Materials Science of Coatings and Substrates.
Park Ridge, NJ: Noyes Publications, 1993. 417 p.
7. Safranek W. H. The Properties of Electrodeposited Metals and Alloys: A
Handbook. New York: American Elsevier, 1974. 517 p.
8. Brenner A. Electrodeposition of Alloys: Principles and Practice. Vol. 1–2. New
York: Academic Press, 1963.
9. Fischer J., Weimer D. E. Precious Metal Plating. Teddington: Robert Draper,
1964. 271 p.
10. Morrissey R. Electroplating of the Lesser-Known Precious Metals: Ruthenium,
Rhodium, Osmium and Iridium. Stevenage: Finishing Publications, 2003. 165 p.
11. Raub C. J. Platinum-Group Metals Plating. In: ASM Handbook. Vol. 5:
Surface Engineering. Materials Park, OH: ASM International, 1994.
12. Baraka A. M., Hamed H. A., Shaarawy H. H. Electrodeposition of rhodium
metal on titanium substrates. Anti-Corrosion Methods and Materials. 2002. Vol. 49,
no. 4. P. 277–282.
13. Schulz E. N., Salinas D. R., Garcia S. G. Electrodeposition of rhodium onto a
pre-treated glassy carbon surface. Electrochemistry Communications. 2010. Vol. 12,
no. 4. P. 537–540. DOI: 10.1016/j.elecom.2010.02.005.
14. Hatton M. D., Gabe D. R., Wilcox G. D. Sonication and electrodeposition of
rhodium: effects on plating efficiency and surface morphology. Transactions of the
IMF. 2005. Vol. 83, no. 1. P. 44–48.
15. Devendra B. K., Nagarajappa G. B., Manjunatha K. B., et al. Development of
rhodium coatings by electrodeposition for photocatalytic dye degradation. Vacuum.
2022. Vol. 205. Art. 111460. DOI: 10.1016/j.vacuum.2022.111460.
16. Langerock S., Vervaeck A., Delhalle J., Mekhalif Z. Electrocrystallization of
rhodium clusters on thiolate-covered polycrystalline gold. Langmuir. 2005. Vol. 21,
no. 11. P. 5124–5133. DOI: 10.1021/la050078z.
89
17. Visser P., Barendrecht E. The influence of current density and bath temperature
on electrodeposition of rhodium film from sulfate–phosphate aqueous solutions.
Journal of Applied Electrochemistry. 1997. Vol. 27, no. 3. P. 331–336.
18. Slade P. G. Electrical Contacts: Principles and Applications. 2nd ed. Boca
Raton: CRC Press, 2014. 1312 p.
19. ASTM B634-14a(2021). Standard Specification for Electrodeposited Coatings
of Rhodium for Engineering Use. West Conshohocken, PA: ASTM International,
2021.
20. ASTM B571-18(2023). Standard Practice for Qualitative Adhesion Testing of
Metallic Coatings. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2023.
21. ASTM B487-20. Standard Test Method for Measurement of Metal and Oxide
Coating Thickness by Microscopical Examination of Cross Section. West
Conshohocken, PA: ASTM International, 2020.
22. ASTM B568-98(2021). Standard Test Method for Measurement of Coating
Thickness by X-Ray Spectrometry. West Conshohocken, PA: ASTM International,
2021.
23. ISO 2177:2003. Metallic Coatings — Measurement of Coating Thickness —
Coulometric Method by Anodic Dissolution. Geneva: ISO, 2003.
24. ISO 4524-3:2021. Metallic Coatings — Test Methods for Electrodeposited
Gold and Gold Alloy Coatings — Part 3: Electrographic Tests for Porosity. Geneva:
ISO, 2021.
25. ISO 2080:2022. Metallic and Other Inorganic Coatings — Surface Treatment,
Metallic and Other Inorganic Coatings — Vocabulary. Geneva: ISO, 2022.
26. Байрачний Б. І., ред. Технічна електрохімія. Ч. 1. Теоретичні основи
технічної електрохімії. Харків: НТУ «ХПІ», 2002. 272 с.
27. Гальванопластика: лабораторний практикум / Лінючева О. В., Яцюк Л. А.,
Мотронюк Т. І. та ін. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2017. 147 с.
28. Горбачов А. К. Технічна електрохімія. 4.1. Електрохімічні виробництва
хімічних продуктів. Харків: Прапор, 2002. 254 с.
29. ДСТУ 8302:2015. Бібліографічне посилання. Загальні положення та
правила складання. Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2016.
30. ДСТУ 3008:2015. Інформація та документація. Звіти у сфері науки і
техніки. Структура та правила оформлення. Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2016.
31. Методичні рекомендації до підготовки, написання та захисту
кваліфікаційної роботи для здобувачів освітнього рівня «магістр» за
спеціальністю 131 «Прикладна механіка», освітні програми «Технології
машинобудування» та «Обробка металів за спецтехнологіями» усіх форм
навчання [Електронне видання] / уклад. Г. В. Канашевич, О. О. Коваленко, Є.
В. Хижняк; М-во освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т. Черкаси:
ЧДТУ, 2023.