Поиск

Реклама


Свойства и назначение железа.
Электролитически осажденное железо имеет плотность 7,71 г/см3, температуру плавления 1650° С и мелкокристаллическую волокнистую структуру. Внешний вид покрытий зависит от состава электролита, режима осаждения и толщины слоя и колеблется от гладких, зеркально блестящих покрытий, напоминающих хром, до темно-серых толстослойных покрытий с характерными сфероидальными дендритными образованиями. Микротвердость покрытий по прибору ПМТ-3 весьма существенно зависит от температуры осаждения, состава электролита и плотности тока и колеблется, например, для хлористых электролитов от 120—130 до 650—700 кгс/мм2. Так, микротвердость покрытий возрастает с понижением температуры, концентрации хлористого железа и плотности тока.
Гальванически осажденное железо отличается высокой химической чистотой. Его атомная масса 55,85. В соединениях железо двух- и трехвалентно, причем трехвалентная форма соединений химически более устойчива. В связи с тем, что осаждение железа производится из электролитов, содержащих простые двухвалентные соединения железа, например хлористое или сернокислое железо, основной задачей сохранности электролитов является предохранение их от перехода железа в трехвалентные соединения. Электрохимический эквивалент двухвалентного железа равен 1,042 г/(А ч); стандартный электродный потенциал составляет —0,44 В.

Области применения гальванического железнения весьма широки, но основным назначением процесса является восстановление размеров изношенных стальных деталей. Этот способ восстановления размеров особенно целесообразен по сравнению с другими, в частности по сравнению с хромированием, так как скорость наращивания железа достигает 0,20—0,25 мм/ч, а толщина слоя может доходить до 3—5 мм. Полученный слой железа можно шлифовать, цементировать или хромировать. Введение специальных добавок в электролиты железнения позволяет получать покрытия с высокой твердостью непосредственно из ванн. Большое значение имеет и экономичность процесса. Стоимость химикатов для железнения ничтожна, а удельный расход электроэнергии в 6-7 раз ниже, чем при хромировании. Профессиональная вредность электролитов железнения также несравненно ниже, чем при хромировании.

Из материалов, применяемых для составления электролитов, необходимо упомянуть хлористое и сернокислое железо.

Хлористое железо FeCl2 4H2O. Молекулярная масса 198,9; плотность 2,99 г/см3; кристаллы светло-зеленые с растворимостью свыше 600 г/л при 20° С; при нагревании растворимость еще более возрастает. Соль легко подвергается гидролизу, и ее растворы всегда следует подкислять соляной кислотой до 0,5—0,7 г/л. При высокой концентрации хлористого железа в хлористом электролите, состоящем в основном лишь из хлористого железа, концентрацию его растворов легко определять по плотности. При отсутствии готовой соли ClFe2 4H2O ее готовят непосредственно в цехе путем растворения стружки малоуглеродистой стали, например стали 10 или 20, в технической соляной кислоте (ГОСТ 857—69). Для этой цели стружку, если это необходимо, обезжиривают и декапируют для удаления ржавчины, после чего засыпают в ванну и в несколько приемов травят в разбавленной 2 : 1 соляной кислоте, избегая сильного вспенивания раствора. Учитывая обязательные потери, соляной кислоты и стружки берется на 15—20% больше, чем требуется по расчету. Теоретически для получения 100 г FeCl2 4H2O требуется 28,2 г стружки и 100 мл соляной кислоты с плотностью 1,16 г/см3 и 366 г/л НС1. Практически травление ведут до  прекращения  выделения пузырьков водорода с оставлением избытка стружки на дне ванны. После окончания реакции раствору дают отстояться не менее суток, после чего раствор декантируют в рабочую ванну. Соль FeCl2 4H2O является основой хлористых электролитов.

Сернокислое железо FeSO4 7H2O (ГОСТ 6981—75). Молекулярная масса 278; плотность 1,89 г/см3; кристаллы светло-зеленого цвета с растворимостью в воде 485 г/л при 20° С. Применяется для составления сернокислых электролитов.

Растворимые аноды изготовляют в цехе из листовой малоуглеродистой стали 10 или 20 и заключают в чехлы из химически стойкой стеклоткани или из асбестовой ткани. Остальные химикаты, вводимые в электролиты, носят характер добавок, и описание их не производится.