Химические и электрохимические методы покрытия алюминия. Часть 2. 

Нанесение химических и гальванических покрытий на алюминий через контактное осаждение цинка.

Сущность метода состоит в том, что для получения промежуточной пленки контактного металла алюминий перед нанесением покрытия погружают в агрессивные растворы, содержащие ионы более положительного металла. В результате взаимодействия алюминия с раствором естественная оксидная пленка снимается и выделяется слой контактного металла, на который затем наносится покрытие. Травление поверхности алюминия  в процессе контактного обмена происходит неравномерно, и она становится шероховатой, что улучшает условия осаждения и повышает силу сцепления покрытия с основой. (См. «Травление поверхности.Часть 2»).

Для формирования контактной пленки на алюминии для последующего нанесения покрытий используются щелочные и кислые растворы. При погружении в щелочной раствор оксиды алюминия растворяются с образованием алюминатов:

Al₂O₃ + 2OH^- = 2AlO₂^- + H₂O

На практике для нанесения покрытий на алюминий используют цинкатный и станнатный растворы. При активации алюминия в растворе цинката  натрия на его поверхности образуется пленка контактного цинка:

3ZnO₂^2-+ 2Al + 2H₂O = 2AlO₂^- + 3Zn + 4OH^-

Состав простейшего раствора цинкатной обработки для последующего нанесения покрытий на алюминий:

Оксид цинка  5 – 100 г/л

Едкий натр  50 – 500 г/л

Температура 15 – 30С

Время обработки 0,5 – 1 мин.

Качество покрытия высокое, что объясняется рядом факторов: цинк в щелочном растворе находится в виде комплексных ионов, потенциал его выделения приближается к потенциалу алюминия. Пленки на поверхности алюминия получаются тонкими и плотными.

Толщина и компактность цинковой пленки на алюминии при нанесении покрытия зависит от концентрации раствора, соотношения компонентов, температуры и времени выдержки в нем деталей. Из разбавленных растворов на поверхности алюминия получаются крупнокристаллические пленки, в то время как осадки на алюминии из более концентрированных по цинку растворов имеют мелкозернистую структуру и обеспечивают хорошее сцепление алюминия с гальваническим покрытием.

С увеличением температуры и времени выдержки толщина покрытия пленок на алюминии увеличивается. При недостаточной выдержке контактное покрытие не успевает затянуть поверхность алюминия, при передержке образуется толстая рыхлая пленка.

Часто при нанесении покрытия практикуется двукратная обработка алюминия в цинкатном растворе. Для этого полученную при первой обработке  пленку удаляют травлением алюминия в разбавленной (1:1) азотной кислоте и после тщательной промывки вновь обрабатывают в растворе цинката, после чего наносят покрытие. Хотя механизм улучшения сцепления при двукратной обработке не вполне ясен, результаты такой обработки весьма значительны, поэтому на практике она применяется довольно часто.

Более равномерные по толщине цинкового покрытия на алюминии получаются из раствора:

Оксид цинка  5 – 100 г/л

Едкий натр  50 – 500 г/л

Хлорид железа  2 – 3 г/л

Сегнетова соль  8 – 10 г/л

Дополнительные добавки особенно эффективны при обработке алюминиевых сплавов, содержащих магний. При обработке дюралюминия (сплав алюминия с медью) при нанесении покрытия  рекомендуется заменить оксид цинка в цинкатном растворе эквивалентным количеством сульфата цинка. Рост пленок на алюминии  в таких растворах быстро прекращается, поэтому в отличие от простейшего раствора не требуется строгого соблюдения времени выдержки деталей перед покрытием.

После нанесения контактного  цинка на алюминии можно осадить покрытия из других металлов. Непосредственно на цинк  можно наносить медь, никель и другие покрытия.

По разработке технологии подготовки поверхности для покрытия алюминия  обращайтесь к нам!

Похожие публикации:

• "Химические и электрохимические методы покрытия алюминия. Часть 1."
• "Анализ причин нестабильности адгезии покрытия ХимНМОВи к поверхности алюминиевых сплавов."
• "Травление поверхности. Часть 1."
• "Анодирование алюминия."