Властивості і призначення заліза.
Електролітично обложене залізо має щільність 7,71 г / см3, температуру плавлення 1650 ° С і мелкокристаллическую волокнисту структуру. Зовнішній вигляд покриттів залежить від складу електроліту, режиму осадження і товщини шару і коливається від гладких, дзеркально блискучих покриттів, що нагадують хром, до темно-сірих товстошарових покриттів з характерними сфероїдальних дендритними утвореннями. Мікротвердість покриттів по приладу ПМТ-3 має велике значення залежить від температури осадження, складу електроліту і щільності струму і коливається, наприклад, для хлористих електролітів від 120-130 до 650-700 кгс / мм2. Так, мікротвердість покриттів зростає з пониженням температури, концентрації хлористого заліза і щільності струму.
Гальванічно обложене залізо відрізняється високою хімічною чистотою. Його атомна маса 55,85. У з'єднаннях залізо дво- і тривалентного, причому тривалентне форма з'єднань хімічно більш стійка. У зв'язку з тим, що осадження заліза проводиться з електролітів, що містять прості двовалентні з'єднання заліза, наприклад хлористе або сірчанокисле залізо, основним завданням збереження електролітів є запобігання їх від переходу заліза в тривалентні сполуки. Електрохімічний еквівалент двовалентного заліза дорівнює 1,042 г / (А ч); електродний потенціал складає -0,44 В.
Області застосування гальванічного залізнення дуже широкі, але основним призначенням процесу є відновлення розмірів зношених сталевих деталей. Цей спосіб відновлення розмірів особливо доцільний в порівнянні з іншими, зокрема в порівнянні з хромуванням, так як швидкість нарощування заліза досягає 0,20-0,25 мм / год, а товщина шару може доходити до 3-5 мм. Отриманий шар заліза можна шліфувати, цементувати або хромувати. Введення спеціальних добавок в електроліти залізнення дозволяє отримувати покриття з високою твердістю безпосередньо з ванн. Велике значення має і економічність процесу. Вартість хімікатів для залізнення незначна, а питома витрата електроенергії в 6-7 разів нижче, ніж при хромування. Професійна шкідливість електролітів залізнення також незрівнянно нижче, ніж при хромування.
З матеріалів, що застосовуються для складання електролітів, необхідно згадати хлористе і сірчанокисле залізо.
Хлористе залізо FeCl2 4H2O. Молекулярна маса 198,9; щільність 2,99 г / см3; кристали світло-зелені з розчинністю понад 600 г / л при 20 ° С; при нагріванні розчинність ще більш зростає. Сіль легко піддається гідролізу, і її розчини завжди слід окисліться соляною кислотою до 0,5-0,7 г / л. При високій концентрації хлористого заліза в хлористом електроліті, що складається в основному лише з хлористого заліза, концентрацію його розчинів легко визначати по щільності. При відсутності готової солі ClFe2 4H2O її готують безпосередньо в цеху шляхом розчинення стружки маловуглецевої сталі, наприклад стали 10 або 20, в технічній соляній кислоті (ГОСТ 857-69). Для цієї мети стружку, якщо це необхідно, знежирюють і декапируют для видалення іржі, після чого засипають в ванну і в кілька прийомів труять в розведеною 2. 1 соляній кислоті, уникаючи сильного спінювання розчину. З огляду на обов'язкові втрати, соляної кислоти і стружки береться на 15-20% більше, ніж потрібно за розрахунком. Теоретично для отримання 100 г FeCl2 4H2O потрібно 28,2 г стружки і 100 мл соляної кислоти з щільністю 1,16 г / см3 і 366 г / л НС1. Практично травлення ведуть до припинення виділення бульбашок водню з залишенням надлишку стружки на дні ванни. Після закінчення реакції розчину дають відстоятися не менше доби, після чого розчин декантирують в робочу ванну. Сіль FeCl2 4H2O є основою хлористих електролітів.
Сірчанокисле залізо FeSO4 7H2O (ГОСТ 6981-75). Молекулярна маса 278; щільність 1,89 г / см3; кристали світло-зеленого кольору з розчинністю у воді 485 г / л при 20 ° С. Застосовується для складання сірчанокислих електролітів.
Розчинні аноди виготовляють в цеху з листової маловуглецевої стали 10 або 20 і укладають в чохли з хімічно стійкою склотканини або з азбестового тканини. Решта хімікати, що вводяться в електроліти, носять характер добавок, і опис їх не проводиться.