ЧТО ТАКОЕ ЖЕЛЕЗНЕНИЕ
Железнение осуществляют электролитическим способом. При высокой плотности тока и наличии в электролите спец. добавок получают слои железа, твердость к-рых равна (а иногда и превышает) твердости термически обработанной стали (Ж. часто называют осталиванием).
Перед железнением изделия обезжиривают в горячих щелочных растворах с добавками эмульгаторов, травят в 10—15%-ном растворе соляной кислоты хим. способом или в 30%-ном растворе серной кислоты электролитическим! способом при комнатной т-ре и плотности тока на аноде течение 1—5 мин, промывают и сушат.
При частичном Ж., напр. для восстановления изношенных деталей , на участки поверхности, не подлежащие покрытию железом, наносят изоляционный лак или др. неэлектропроводный материал. Железнение, проводят в стационарных прямоугольного сечения ваннах из листовой стали, покрытых изнутри кислотостойким материалом — свинцом (для сернокислых растворов), керамическими материалами, резиной и др.
Растворы для железнения
Для железнения применяют гл. обр. растворы сернокислой, хлористой и борфтористоводородной солей двухвалентного железа, в к-рых поддерживается определенная кислотность в зависимости от т-ры раствора и плотности тока. Так, для нанесения слоя железа используют сернокислые электролиты (в г/л): FeSO4 • 7Н2O — 400; рН = т 2,5—3,0 либо FeSO4 . 7Н2O — 400; K2SO4 — 15O; H2G2O4 — 1; рН — 2,5.
Т-ра их от 20 до 70° С, соответствующая ей плотность тока на катоде (толщина слоев до 200 мкм) от 3 до 10 а/дм2 без перемешивания и от 5 до 15 а/дм2 при перемешивании электролита. Катодный выход железа по току в первом электролите — 70—90%, во втором 95—100%.
Микротвердость слоев железа в первом электролите ; равна 200 350 кгс/мм2, во втором (т-ра 20— 40° С) 350 600 кгс/мм2. Примерный состав хлористых электролитов (в г/л): FeCl2 • 4Н2O — 600; МnСl2 • 4Н2O— 50 150; HСl — 0,04 0,05 (т-ра 70° С, плотность тока на катоде до 15 а/дм2) или FeCl2 • 4Н2O — 500 750; МnСl2 • 4Н2O — 15 30/
Аскорбиновой кислоты — 0,5 — 2; рН = 0,8 1,6 (т-ра 20-40° С, плотность тока на катоде до 15— 20 а/дм2, выход железа по току 80—90%, микротвердость слоев до 600—700 кгс/мм2). Состав борфтористоводородного электролита (в г/л): Fe (BF4)2 — 300; H3BO3 — 20; HBF4 — 1 — 2; рН = 3,0 — 3,6. Т-ра 20—60° С, плотность тока на катоде 2—10 а/дм2. Выход железа по току 60—95%, микротвердость слоев до 500—600 кгс/мм2.
Какие применяют аноды
Аноды во всех электролитах — из чистого железа (напр., армко-железа или малоуглеродистой стали). Для повышения износостойкости и маслоемкости трущихся поверхностей создают также пористые железные покрытия (с равномерной сеткой микротрещин), получаемые из хлористого электролита (второго в примере), к к-рому добавляют 100 г/л KCl или NaCl при рН = 1,2—2,5.
В горячих электролитах значение рН должно быть на уровне 1—2, для чего в раствор периодически или ш непрерывно добавляют соответствующую кислоту. В холодных и теплых электролитах при рН > 2 применяют добавки (сернокислые соли аммония, алюминия, калия, некоторые органические кислоты), сообщающие раствору буферные св-ва и предохраняющие его от окисления.
Концентрация соли железа устанавливается в соответствии с заданной плотностью тока и т-рой электролита. При комнатной т-ре и плотности тока на катоде не выше 5—6 а/дм2 концентрация соли железа может быть 1—2 г-же/л. В горячих электролитах при плотности тока 30 а/дм2 и выше содержание соли железа повышают до 3—6 г-экв/л в зависимости от ее растворимости. Наибольшей растворимостью обладает хлористое железо, концентрация к-рого в горячем растворе может быть увеличена до 6—7 г-экв/л.
Для повышения электропроводности или улучшения структуры слоя к электролиту иногда добавляют хлористые соли натрия, магния, марганца и кальция. Слои железа из холодных и горячих электролитов получаются плотными, мелкозернистыми. Твердость их повышается с увеличением плотности тока и уменьшается с повышением т-ры. Железнение применяют в полиграфии, в автомобильной, тракторной и др. отраслях промышленности.
Статья на тему железнение