Свинцовые аноды: качества, свинцевание, хромирование
Свинцовые аноды используются как нерастворимые аноды при хромировании (используются аноды с примесями олова или серебра) и растворимые – при свинцевании. Свинцевание является известным методом нанесения на поверхность металлического изделия защитного антикоррозийного слоя. Он надежно предотвращает негативное воздействие серной кислоты и ее солей на металл, а также делает металлический материал устойчивым к воздействию воздуха с примесью сернистых газов, к радиоактивным излучениям.
Свинцевание с применением растворимых анодов необходимо для обеспечения защитным покрытием химической аппаратуры, постоянно контактирующей с серной кислотой. Кроме того, аноды свинцовые находят применение при создании рентгеновского оборудования и других аналогичных устройств, излучающих радиацию. Толщина защитного слоя при этом составляет не меньше 25 мм.
Нерастворимые свинцовые аноды обеспечивают процесс хромирования металла. Такие аноды производятся из сплава сурьмы и свинца и помогают во время электролиза проводить ток, благодаря чему хром полностью оседает из раствора на поверхность металлического изделия. Выпуск нерастворимых анодов осуществляется из свинца и его сплавов в форме пластин, толщина которых может варьироваться в пределах 10-15 мм. Также это могут быть цилиндры, диаметр которых будет равняться 20-50 мм. Внутрь таких цилиндрических анодов заливают медный или латунный стержень.
Свинцовые аноды, которые задействуются для электролиза, должны обладать повышенной чистотой, так как даже небольшое количество примесей меди или серебра может ухудшить качество покрытия. Мышьяк и сурьма относятся к нерастворимым в электролите веществам. С течением времени они оседают на дно ванны и загрязняют электролит, а это негативно сказывается на перемешивании. Поэтому регулярная фильтрация или декантировка в данном случае обязательны.
Купить аноды свинцовые любых разновидностей вы можете в нашей компании. Мы предлагаем оптимальные условия заключения сделки и выгодные цены на всю продукцию цветного металлопроката.
Главные тезисы
- Свинцевание - нанесение слоя свинца на металл для защиты от серной кислоты, сульфатов, рентгеновского излучения. Толщина покрытия - от 25 мкм до нескольких миллиметров.
- Хромирование - электрохимическое нанесение хромового покрытия с использованием нерастворимых свинцовых анодов. Покрытие даёт твёрдость, блеск, защиту от коррозии.
- В обоих процессах применяются свинцовые аноды: при свинцевании - растворимые из чистого свинца, при хромировании - нерастворимые из сплава с сурьмой, оловом или серебром.
- Чистота свинца критична: примеси меди или серебра в растворимом аноде ухудшают качество покрытия. Для хромирования аноды содержат 4–7% сурьмы для жёсткости.
Виды свинцовых анодов и их составы
Тип | Состав | Форма | Назначение |
Свинцовые растворимые | Pb 99,985% (марка С1, С2) | Пластина 10–15 мм | Свинцевание |
Pb-Sb (свинец-сурьма) | Sb 4–7%, остальное Pb | Пластина, цилиндр | Хромирование, никелирование |
Pb-Sn (свинец-олово) | Sn 1–3%, остальное Pb | Пластина | Хромирование декоративное |
Pb-Ag (свинец-серебро) | Ag 0,5–2%, остальное Pb | Пластина | Высокоточное хромирование |
Цилиндрические | Pb-Sb с медным/латунным стержнем внутри | Ø 20–50 мм | Хромирование сложных форм |
Технология свинцевания
- Подготовка поверхности - обезжиривание, травление, активация. Без этого свинец не сцепится с основой.
- Гальваническая ванна с электролитом на основе фторборатов или сульфамата свинца. Температура 18-30 °C, плотность тока 1–4 А/дм².
- Анодом служит чистый свинец, катодом - обрабатываемое изделие. Свинец равномерно осаждается на поверхность.
- Толщина покрытия для химзащиты - 25–100 мкм, для защиты от рентгена - от 1 мм и выше (обычно достигается оплавлением или горячим напылением).
- После осаждения изделие промывают и сушат. При горячем свинцевании добавляется операция оплавления для равномерности слоя.
Технология свинцевания
Хромирование делится на два типа: декоративное (тонкое, блестящее) и твёрдое (толстое, для износостойкости).
Тип | Толщина слоя | Назначение |
Защитно-декоративное | 0,25-3 мкм | Бытовая фурнитура, сантехника, авто-декор |
Твёрдое (износостойкое) | 20-300 мкм | Штоки гидроцилиндров, валы, штампы |
Молочное (пористое) | до 1 мм | Удержание смазки на трущихся парах |
Чёрное | 1-2 мкм | Оптические приборы, оружие |
Электролит - хромовый ангидрид (CrO3) с серной кислотой. Температура 45–65 °C, плотность тока 25–60 А/дм². Аноды - свинцовые с сурьмой 4–7%, не растворяются. Хром восстанавливается на катоде из шестивалентного состояния, КПД процесса 12–18% - энергоёмкая технология.
Уход за свинцовыми анодами
- Регулярная фильтрация электролита от шлама - на дно ванны оседают сурьма, мышьяк, нерастворимые примеси.
- Декантация (слив надосадочной жидкости) каждые 100–200 часов работы - особенно для растворимых анодов.
- Контроль состава электролита по pH и плотности тока - отклонения снижают качество покрытия.
- Анодные мешки из полипропилена удерживают шлам и продлевают чистоту ванны.
Ответы на частые вопросы
Чем растворимый свинцовый анод отличается от нерастворимого?
Растворимый - из чистого свинца, в ходе процесса он постепенно растворяется и переходит в покрытие на катоде. Применяется при свинцевании. Нерастворимый - из сплава свинца с сурьмой, оловом или серебром - не растворяется и только подаёт ток, металл покрытия поступает из электролита. Применяется при хромировании, никелировании, цинковании.
Где применяется свинцевание в промышленности?
Прежде всего в производстве оборудования для серной кислоты — реакторов, башен, трубопроводов сернокислотного производства. Также в рентгеновских установках для герметизации защитных корпусов. Толщины 25–50 мкм хватает для химзащиты, для рентгенозащиты — от 1 мм и больше.
Можно ли заменить свинцовые аноды другими для хромирования?
Альтернатива - аноды из мембранной системы (Pt/Ti), но они в 20-30 раз дороже. Для серийного хромирования экономически оправдан только сплав свинца с сурьмой 4-7%. Чистый свинец без присадок не подходит - слишком мягкий, деформируется в ванне.