Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

КОРРОЗИОННОСТОЙКОЕ ПОКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ СПЛАВА ЦИНК-БОР

Бырылов И.Ф. 1 Иванов В.В. 1
1 Южно-Российский государственный политехнический университет
1. Пат. РФ. №2464363 МПК: С25Д15/00 (2006.01). Электролит для осаждения композиционного покрытия цинк-фторопласт / Балакай В.И., Мурзенко К.В., Бырылов И.Ф. – № 201111287/02. – заявл. 04.04.2011 – опубл. 20.10.2012. – Бюл. № 29.
2. Ivanov V.V., Balakai V.I., Ivanov A.V., Arzumanova A.V. Synergism in composite electrolytic nickel-boron-fluoroplastic coatings // Russ. J. Appl. Chem., 2006. Т.79. № 4. С. 610-613.
3. Ivanov V.V., Balakai V.I., Kurnakova N.Yu., et al. Synergistic effect in nickel-teflon composite electrolytic coatings // Russ. J. Appl. Chem., 2008. Т.81. № 12. С. 2169-2171.
4. Balakai V.I., Ivanov V.V., Balakai I.V., Arzumanova A.V. Analysis of the phase dosorder in electroplated nickel-boron coatings // Russ. J. Appl. Chem., 2009. Т.82. № 5. С. 851-856.
5. Balakai V.I., Arzumanova A.V., Byrylov I.F., Balakai I.V. Nickel-based composite electroplated coating // Russ. J. of Appl. Chem., 2010. T83. № 12. С. 2135-2139.
6. Balakai V.I., Arzumanova A.V., Byrylov I.F. и др. Electrolyte for Obtaining Composition Nickel Coats // Russ. J. of Appl. Chem., 2011. Vol. 84 (9). P. 1629-1630.
Для замены кадмиевых покрытий в морских условиях эксплуатации рекомендуются сплавы цинка с кобальтом, никелем, молибденом, хромом, индием и др. Кроме того, замена токсичного кадмиевого покрытия позволит значительно улучшить экологическую обстановку. Покрытия с малым содержанием никеля (до 2 %) являются анодными, с большим содержанием никеля – катодными. Цинк-никелевые сплавы с малым содержанием никеля пассивируются дополнительно в растворе хромового ангидрида для увеличения коррозионной стойкости [1]. Наибольшую коррозионную стойкость сплав цинк-кобальт показывает при содержании кобальта в сплаве 10–14 %. Цинк-индиевый сплав обладает высокой коррозионной стойкостью. Существенный недостаток этих бинарных сплавов на основе цинка в том, что они содержат редкие (индий) и дефицитные (кобальт и никель) материалы. Покрытия с никелем и кобальтом незначительно улучшают коррозионную стойкость, но требуют дополнительной обработки в пассирующих растворах.

 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.


Библиографическая ссылка

Бырылов И.Ф., Иванов В.В. КОРРОЗИОННОСТОЙКОЕ ПОКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ СПЛАВА ЦИНК-БОР // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 11-2. – С. 137-137;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=4471 (дата обращения: 17.08.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074