В современной промышленности большое значение имеет разработка новых покрытий, обладающих повышенной коррозионной стойкостью [1-3]. В последнее время интенсивно разрабатываются технологии электролитического нанесения композиционные электролитические покрытия (КЭП) на основе цинка, способных увеличить коррозионную стойкость изделий, а в некоторых случаях – заменить кадмиевые покрытия [4]. Наиболее перспективными являются КЭП на основе цинка, содержащие в качестве легирующего компонента фторопласт.
Известны электролиты для нанесения композиционного электролитического покрытия на основе цинка, содержащие ультрадисперсный графит, политетрафторэтилен и др., с целью получения покрытий, с повышенной коррозионной стойкостью. Поэтому гидрофобные покрытия могут оказаться принципиально важными при разработке коррозионностойких материалов и покрытий, например при нанесении композиционных покрытий на основе цинка и его сплавов.
С целью увеличения коррозионной стойкости было предложено цинковое покрытия легировать тонкодисперсным фторопластом, при этом образуется композиционное покрытие Zn-F. Для нанесения таких покрытий разработан электролит состава, г/л: сульфат цинка 200–250, сульфат алюминия 20–30, сульфат натрия 50–100, декстрин 8–10, суспензия фторопластовая – 4Д (СФ-4Д) (ТУ 6-05-1246–81) 0,3–0,9 мл/л. Режимы электролиза: рН 3,6–4,4, температура 18–40 оС, катодная плотность тока 1–5 А/дм2, перемешивание.
Исследована зависимость пористости КЭП Zn-F от толщины покрытия и режимов электролиза (катодной плотности тока, температуры и рН электролита). При увеличении толщины покрытия от 5 до 30 мкм и температуры электролита от 20 до 40 оС пористость КЭП Zn-F уменьшается от 15 до 4 и от 11 до 9 пор/см2. При увеличении катодной плотности тока от 2 до 5 А/дм2 и рН электролита от 3,0 до 4,5 пористость покрытий на основе КЭП Zn-F увеличивается от 10 до 15 от 9 до 13 пор/см2.
Также исследована зависимость ВН от концентрации, вводимой в электролит СФ-4Д и режимов электролиза (катодной плотности тока, температуры и рН электролита). При увеличении катодной плотности тока от 2 до 5 А/дм2 и рН электролита от 3,0 до 4,5 ВН покрытий на основе КЭП Zn-F увеличивается от 500 до 590 МПа и от 520 до 560 МПа. При увеличении температуры электролита от 20 до 40 оС ВН КЭП Zn-F уменьшается от 530 до 500 МПа. При увеличении концентрации фторопластовой суспензии в электролите для нанесения покрытия от 0,3 до 0,9 мл/л ВН КЭП Zn-F увеличивается от 520 до 590 МПа.
Исследована зависимость скорости коррозии КЭП Zn-F, осажденного из электролита состава, г/л: сульфат цинка 250, сульфат алюминия 25, сульфатнатрия 75, декстрин 9, СФ-4Д 0,5 при температуре 20 оС, рН 4,0 и толщине покрытия 10 мкм, от режимов электролиза (катодной плотности тока, температуры и рН электролита) и концентрации вводимой в электролит фторопластовой суспензии.
При увеличении катодной плотности тока от 2 до 5 А/дм2 и температуры электролита от 20 до 40 оС скорость коррозии КЭП Zn-F увеличивается от 0,029 до 0,034 г/м2ч и от 0,03 до 0,036 г/м2ч, соответственно. При увеличении рН электролита от 3,0 до 4,5 и концентрации СФ-4Д в электролите от 0,3 до 0,9 мл/л скорость коррозии КЭП Zn-F увеличивается от 0,028 до 0,033 г/м2ч и от 0,027 до 0,033 г/м2ч, соответственно.
Скорость коррозии КЭП Zn-F, по-видимому, уменьшается как за счет изменения структуры осадка, так и за счет получения гидрофобной поверхности.
Исследована зависимость микротвердости КЭП Zn-F от катодной плотности тока и температуры электролита. При увеличении катодной плотности тока от 2 до 5 А/дм2 микротвердость КЭП Zn-F увеличиваются от 370 до 430 МПа. При увеличении температуры электролита от 20 до 40 оС микротвердость КЭП Zn-F уменьшается от 400 до 350 МПа.