На основании данных предварительных исследований было показано, что у покрытий на основе сплавов, содержащих бор, увеличивается коррозионная стойкость, микротвердость и износостойкость (например, у сплавов никель-бор по сравнению с чистым никелем, серебро-сурьма-бор по сравнению со сплавом серебро-сурьма) [2-6]. Поэтому, для увеличения коррозионной стойкости, микротвердости и износостойкости цинковых покрытий предложено легировать их бором. Для осаждения более коррозионностойкого и износостойкого сплава на основе цинка выбрали электролит состава, г/л: сульфат цинка 200–300, сульфат алюминия 20–30, сульфат натрия 50–100, декстрин 8–10. Цинковые покрытия, осажденные из данного электролита, имеют низкую коррозионную стойкость в среде, содержащей анион хлора.
Используя метод математического планирования экстремальных экспериментов Бокса-Уилсона, нами разработан электролит для нанесения сплава цинк-бор состава, г/л: сульфат цинка 200–300, сульфат алюминия 20–30, сульфат натрия 50–100, декстрин 8–10, боросодержащая добавка 1,0–5,0. Режим электролиза: рН 3,5–4,5, температура 18–30 °С, катодная плотность тока 1–4 А/дм2.
Для исследования физико-механических свойств покрытий на основе сплава цинк-бор выбрали покрытия, которые осаждали из электролитов, приготовленных на нижнем, среднем и верхнем уровнях компонентов разработанного электролита. Приготовление электролита для нанесения сплава цинк-бор осуществляется следующим образом. Отдельно растворяется сульфат цинка, алюминия и натрия при температуре 70–80 °С, а также декстрин при температуре 50– 60 °С. После чего растворы сливают вместе, доводят рН электролита, корректируя либо разбавленным раствором серной кислоты (100 г/л), либо раствором гидроксида натрия (100 г/л) и вводят боросодержащую добавку.
Коррозионные испытания, проведенные в 3 %-м растворе хлорида натрия и в соляном тумане, показали, что у сплава цинк-бор коррозионная стойкость увеличивается 3,0–3,3 раза по сравнению с чистым цинковым покрытием. Оценку производили по времени до появления первых очагов коррозии.
В камере (эксикатор объемом 5 л) соляного тумана сплав цинк-бор выдерживает испытания до появления первых очагов коррозии основного металла в течение 700–800 ч, в то время как цинковые покрытия в течении 100–150 ч. Испытания в камере влаги показали, что по истечению 56 сут на поверхности гальванических покрытий цинк-бор наблюдается незначительное изменение цветности.
На основании полученных данных можно сделать вывод, что покрытия на основе сплава цинк-бор в некоторых случаях могут заменить кадмиевые покрытия.