Załóż konto w serwisie
Zaloguj się

Strona główna
Teksty
Video
Firmy
Forum

Wszystkie

Technologie galwaniczne

Procesy galwaniczne
Powłoki galwaniczne
Eksploatacja
Barwienie
Badanie jakości
News

Cynowanie

Zastosowanie i właściwości powłok cynowych

Cyna jest stosunkowo drogim metalem ze względu na rzadkie występowanie tego pierwiastka na Ziemi. Powłoki cynowe znajdują
zastosowanie przede wszystkim w przypadku konieczności lutowania elementów, bądź gdy wyroby przeznaczone są do
bezpośredniego kontaktu z żywnością. Jak wiadomo, w temperaturach poniżej -40°C cyna ulega przemianie alotropowej. Stwierdzono
jednak, że w przypadku cienkich warstw szybkość takiej przemiany jest niewielka i nawet dłuższe przebywanie detali w niskich
temperaturach nie powoduje zniszczenia powłoki. Szczelna powłoka cynowa (nie zawierająca porów) zapewnia wysoką odporność na
korozję atmosferyczną i elektrochemiczną w różnych środowiskach. Odporność na korozję powłok cynowych zależy jednak od
grubości powłoki oraz materiału podłoża. Jeżeli w podłożu występuje cynk, to warstwy cyny (niezależnie od sposobu ich osadzania)
stosunkowo szybko ciemnieją i matowieją na skutek dyfuzji cynku poprzez powłokę. Jest to szczególnie groźne w przypadku
przedmiotów mosiężnych przeznaczonych do kontaktu z żywnością. Aby temu przeciwdziałać na mosiądzu zwykle stosuje się
podkład w postaci warstwy miedzi lub niklu o grubości ok. 2µm.

Mimo, że można osadzić powłoki cynowe o lustrzanym połysku, który utrzymuje się przez długi okres, rzadko stosuje się warstwy
cyny jako powłoki dekoracyjne. Wynika to przede wszystkim z faktu, że powierzchnia powłoki jest stosunkowo miękka i łatwo ulega
zarysowaniu.

Już niewielka grubość błyszczącej powłoki cyny (od ok. 2µm) zapewnia bardzo dobrą lutowność elementów. W miarę upływu czasu,
na skutek dyfuzji przez warstwę cyny atomów metalu podłoża (żelazo, miedź), tworzących na powierzchni tlenki, lutowność ulega
pogorszeniu. W celu zagwarantowania lutowności elementów po zadanym czasie ich składowania należy osadzić powłokę o
określonej grubości (dla pięcioletniego czasu składowania grubość powłoki powinna wynosić powyżej 10µm).

Wybór kąpieli

Warstwy cyny można osadzać z roztworów zasadowych i kwaśnych. Kąpiele zasadowe zawierają jony cyny czterowartościowej,
kąpiele kwaśne - cyny dwuwartościowej. Uzyskanie tej samej szybkości osadzania warstwy w kąpielach zasadowych wymaga
przynajmniej dwukrotnie większej gęstości prądu w porównaniu z kąpielami kwaśnymi. Kąpiele zasadowe pracują w podwyższonych
temperaturach (80-90°C), kąpiele kwaśne w temperaturach poniżej 25°C. W wyniku absorpcji CO

2

z powietrza, w kąpielach

zasadowych wzrasta zawartość niepożądanych węglanów, co wymaga okresowego usuwania ich nadmiaru przez tzw. wymrażanie
(obniżenie temperatury kąpieli do -3°C na okres kilku dni. Powłoki cynowe osadzone z kąpieli kwaśnych z odpowiednimi dodatkami
wybłyszczającymi charakteryzują się lustrzanym połyskiem, co nie tylko podnosi walory estetyczne, ale zwiększa ich odporność na
korozję. Matowe powłoki cynowe osadzone z kąpieli zasadowych stają się szczelne przy grubościach powyżej 12µm - powłoki
błyszczące przy grubościach powyżej 10µm. W przypadku powłok matowych zwykle stosuje się obtapianie w celu poprawy ich
szczelności. Zalety kąpieli kwaśnych spowodowały praktycznie wyeliminowanie kąpieli zasadowych. Wśród kąpieli kwaśnych zasto-

Cynowanie | Galwanizernie - chromowanie niklowanie anodowanie cynk...

http://www.galwanizernie.pl/articles/28

1 z 6

19/03/2012 22:07

sowanie znalazły przede wszystkim kąpiele siarczanowe i fluoroboranowe, ale wykorzystuje się również kąpiele sulfonowe, jak
również halogenkowe.

Kąpiel siarczanowa

Kwaśna kąpiel siarczanowa z zastosowaniem dodatków pozwala na otrzymywanie lustrzanych powłok cynowych, doskonale
lutownych i odpornych na korozję, z szybkością osadzania do ok. 1 mm. Może być stosowana we wszelkiego typu urządzeniach
galwanizerskich. Kąpiel z dodatkami wybłyszczającymi ma - przy prawidłowym prowadzeniu procesu - nieograniczoną trwałość. Jest
stosowana w zakładach branży elektronicznej, elektrotechnicznej, motoryzacyjnej i rolno-spożywczej.

Skład kąpieli do osadzania cyny

Składnik stężenie dopuszczalny zakres

SnSO

4

20 g/l

10-60 g/l

H

2

SO

4

180 g/l 140-220 g/l

Dodatki 40 g/l

Warunki pracy

Parametr

Temperatura

10 - 25°C

Gęstość prądu katodowego 1 - 2 A/dm²

Gęstość prądu anodowego 1 - 2 A/dm²

Wydajność prądowa

< 90%

Mieszanie

wskazane

Filtracja

wskazana

Rola składników

Siarczan cynawy

Optymalne (20g/l) stężenie siarczanu zapewnia uzyskanie wysokiej wydajności prądowej (powyżej 90%) i jednocześnie ograniczenie
wynoszenia. W przypadku dużych obciążeń kąpieli (bębny, a zwłaszcza kielichy) wskazane jest zwiększenie stężenia jonów cyny o 10
- 20%, ale niewskazana jest praca przy górnej granicy stężenia. W zakresie optymalnego stężenia siarczanu uzyskuje się zbliżoną
wydajność prądową anodową i katodową. Zmiana stężenia siarczanu w podanych granicach nie wpływa na jakość powłok, natomiast
ze zmniejszeniem stężenia (poniżej optymalnego) obserwuje się zmniejszenie katodowej wydajności prądowej (do ok. 50% przy 10
g/l) oraz zmniejszenie maksymalnej gęstości prądu katodowego (do ok. 0,8 A/dm² przy 10 g/l).

Kwas siarkowy

Kwas siarkowy zapobiega hydrolizie siarczanu cynawego i zapewnia uzyskanie wysokiej anodowej wydajności prądowej. Zmiany
stężenia kwasu w podanych granicach nie wpływają na jakość powłok. Wzrost stężenia kwasu (powyżej 180 g/l) powoduje chwilowe
obniżenie katodowej wydajności prądowej i wzrost stężenia jonów cynawych w kąpieli. Zbyt małe stężenie kwasu powoduje
obniżenie anodowej wydajności prądowej i zmniejszenie zawartości siarczanu cynawego w kąpieli.

Dodatki

Dodatki, będące alkoholowymi roztworami kilku związków organicznych są zestawiane przez producentów w ten sposób, że jeden z
nich (nazywany podstawowym) służy do sporządzania kąpieli oraz do uzupełniania dodatku wynoszonego na cynowanych detalach, a
drugi (zwany wybłyszczaczem) uzupełnia substancje zużywane w procesie elektrolizy, tak aby były zachowane proporcje stężeń.
Dopiero wielokrotne przedawkowanie optymalnej zawartości dodatku podstawowego może uniemożliwić pracę kąpieli (następuje
wysolenie niektórych składników). Niewielkie przedawkowanie dodatku wybłyszczającego prowadzi do wystąpienia czarnych
zacieków na detalach - większe w ogóle uniemożliwia osadzanie cyny (na katodzie tworzy się smolista warstwa produktów redukcji
związków organicznych).

Wpływ poszczególnych parametrów

Temperatura

Kąpiel pracuje prawidłowo w zakresie temperatur do 25°C. Powyżej tej temperatury otrzymywane powłoki stają się żółte a powyżej
30oC następuje zanik połysku. Schłodzenie kąpieli poniżej 25°C przywraca połysk powłoki. Jednak dłuższa praca w temperaturach
powyżej 25°C prowadzi do zniszczenia kąpieli w wyniku zmian proporcji stężeń składników dodatku na skutek różnej szybkości ich
parowania.

Cynowanie | Galwanizernie - chromowanie niklowanie anodowanie cynk...

http://www.galwanizernie.pl/articles/28

2 z 6

19/03/2012 22:07

Gęstość prądu katodowego

Błyszcząca warstwa osadza się w szerokim zakresie gęstości prądu. Wzrost gęstości prądu powyżej 2 A/dm² prowadzi do zmniejszenia
wydajności prądowej a wydzielający się wodór powoduje powstawanie wżerów pittingowych i może powodować powstawanie czar-
nych zacieków. Zbyt mała gęstość prądu - poniżej ok. 0,2 A/dm² - powoduje osadzanie „mlecznych” powłok.

Mieszanie

Mieszanie powoduje niewielki wzrost dopuszczalnej maksymalnej gęstości prądu oraz zapobiega powstawaniu wżerów pittingowych.
Zbyt silne mieszanie powoduje powstanie zawiesiny szlamu anodowego, który wbudowuje się w powłokę (powłoka staje się
„mleczna”).

Filtracja

W zależności od jakości używanych anod cynowych w kąpieli może gromadzić się szlam anodowy. Można temu zapobiegać
umieszczając anody w workach z tkaniny filtracyjnej lub przez ciągłą bądź okresową filtrację. W żadnym przypadku nie należy
stosować filtrów z wkładem z węgla aktywnego, ponieważ związki organiczne dodatków adsorbują się na węglu selektywnie, co
prowadzi do zniszczenia kąpieli.

Płukanie

Detale po wyjęciu z kąpieli powinny być wypłukane możliwie szybko. Pozostawanie na powietrzu bez płukania powoduje
powstawanie ciemnych plam i zmatowień. Te same efekty może przynieść płukanie w płuczce zanieczyszczonej kąpielą. Jest to
szczególnie widoczne na większych płaszczyznach detali.

Zanieczyszczenie kąpieli

Szkodliwe zanieczyszczenia to przede wszystkim kationy metali ciężkich (Zn, Ni, Cu, Fe), wszelkie utleniacze (zwłaszcza NO

3

-

),

chlorki i substancje organiczne. Zanieczyszczenie jonami cynku powoduje zniszczenie kąpieli, zanieczyszczenia jonami żelaza, niklu i
miedzi można próbować usuwać przepracowując kąpiel.

Konserwacja kąpieli

Zależy od rodzaju urządzeń, rodzaju detali, sposobu eksploatacji (zmiany asortymentu, przestoje), zanieczyszczeń itp. Nie jest więc
możliwe podanie ścisłych reguł. Nie ma również możliwości analitycznego stwierdzenia zawartości wybłyszczaczy w kąpieli.

Eksploatacja

Kąpiel ma nieograniczoną trwałość, ale niewskazane są dłuższe (powyżej kilku dni) przestoje. Dłuższy przestój grozi utratą połysku
osadzanych warstw, a w skrajnym przypadku zniszczeniem kąpieli - nie daje się przywrócić połysku dodatkami. W przypadku ko-
nieczności odstawienia kąpieli na pewien czas, wskazane jest pozostawienie w niej anod cynowych i w miarę szczelne przykrycie. Po
przestoju, przed podjęciem eksploatacji zalecane jest przepracowanie kąpieli z normalną konserwacją dodatkami. Najkorzystniej
jednak jest przepracowywać odstawioną kąpiel co 2-3 dni, przepuszczając ok. 0,2 Ah/l kąpieli.

Utylizacja odpadów

Ś

cieki z kąpieli można łączyć z innymi kwaśnymi ściekami w galwanizerni, bądź też neutralizować w typowy sposób jako wodny

roztwór kwasu siarkowego. Dodatki, w stężeniach jakie występują w kąpieli, nie stanowią dodatkowego zagrożenia. Wytrącający się
w płuczkach po procesie cynowania osad, jak również szlam anodowy jest praktycznie nierozpuszczalny i nie stanowi zagrożenia.
Odpady anodowe można przetapiać we własnym zakresie i ponownie stosować w procesie.

Kąpiel fluoroboranowa

Kwaśna kąpiel fluoroboranowa z zastosowaniem dodatków wybłyszczających pozwala na otrzymywanie powłok z cyny oraz stopów
cyna-ołów, z szybkością osadzania do ok.10 mm/ min. Powłoki cynowe oraz stopowe o zawartości ołowiu do ok. 85% wagowych są
błyszczące. Powłoki o wyższej zawartości ołowiu są gładkie ale matowe. Również ta kąpiel - przy prawidłowym prowadzeniu procesu
- ma nieograniczoną trwałość. Szczegółowiej kąpiel ta jest przedstawiona w publikacji

Powłoki cyna-ołów

.

Inne Kąpiele stosowane na skalę przemysłową

Kąpiele alkaliczne

Kąpiele alkaliczne oparte są na dwu składnikach: cynianie i wodorotlenku sodowym lub potasowym i w zasadzie nie wymagają

Cynowanie | Galwanizernie - chromowanie niklowanie anodowanie cynk...

http://www.galwanizernie.pl/articles/28

3 z 6

19/03/2012 22:07

stosowania dodatków. Cynian i wodorotlenek potasowy umożliwiają uzyskanie wyższych gęstości prądu katodowego, ponieważ
cynian potasowy jest lepiej rozpuszczalny od sodowego a kąpiel ma lepsze przewodnictwo. Kąpiele potasowe są jednak droższe.
Stosowane są bardzo różne stężenia cynianu w zależności od wymaganej maksymalnej gęstości prądu. Poniżej przedstawiono skład i
parametry pracy przykładowych kąpieli alkalicznych:

Kąpiel :

I

II

II

Na

2

Sn(OH)

6

[g/l]

35 - 50 80 - 150 K

2

Sn(OH)

6

[g/l]

120 - 375

NaOH

[g/l]

8 - 12 8 - 15

KOH

[g/l]

15 - 35

temperatura

[°C]

75

70 - 85 70 - 90

gęstość prądu katod.

[A/dm²]

1,5

7

27

Kąpiele alkaliczne są trudne w eksploatacji m.in. z tego względu, że nawet niewielkie stężenie jonów Sn

2+

powoduje osadzanie się

powłok ciemnych lub wręcz gąbczastych. Powoduje to konieczność kontrolowania procesu anodowego (stosowania dużej
powierzchni anod i utrzymywania stałej gęstości prądu dobranej w zależności od temperatury i zawartości wodorotlenku w kąpieli.

Kąpiel fenolosulfonowa

W produkcji cynowanych blach do wytwarzania konserw stosuje się (Rosja) kąpiel fenolosulfonową o składzie:

Składnik

Stężenie

[g/l]

SnSO

4

45 - 70

p-HO-C

6

H

4

-SO

3

H 50 - 70

Dodatki

8

Jako dodatki stosuje się etoksylowane sulfonowe pochodne fenoli, których zadaniem jest przede wszystkim ułatwienie procesu
obtapiania i poprawa jakości powłoki. Z kąpieli takiej można osadzać drobnokrystaliczne, ale matowe warstwy cyny przy gęstości
prądu katodowego 20 - 30 A/dm² i wydajności prądowej 95 - 98% , w temperaturze 35 - 40°C.

Kąpiele halogenkowe

W tym samym celu zastosowano również (USA) kąpiele halogenkowe o składzie:

Kąpiel: I

[g/l]

II

[g/l]

SnCl

2

75

75

NaF

47,5 25

NH

4

.HF 37,5 50

NaCl

22,5 -

HCl

12,5 -

Dodatki 1

1

Jako dodatki stosowano kwas dwusulfonaftalenowy oraz NH

4

SCN. W kąpielach tych, pracujących w temperaturze 65°C, przy pH =

2,7 osiąga się gęstości prądu katodowego 60 -70 A/dm² i blisko 100% wydajność prądową. Osadzone powłoki są matowe i dlatego
poddaje się je następnie obtapianiu.

Autorem publikacji jest:

Serwis galwanizernie.pl

Ostatnio dodane treści:

Usuwanie powłoki galwanicznej z zawieszek.
Utleniacze termiczne i piece przemysłowe.
Hot - dip galvanizing, czyli cynkowanie ogniowe.
Zasady postępowania z środkami trującymi w galwanizerni.
Triumph Plus nowy produkt Heatbath Corporation
Systemy natryskowe

Levi's® Jeans Online

New collection spring-summer 2012. Best Jeans Brands, Buy Online!

www.jeansstore.com/levis

MK BAKO systemy Kominowe

Kominy ceramiczne , kwasoodporne Frezowanie . Wentylacja AERECO

www.mkbako-kominy.pl

cena srebra

Platoforma Do Handlu Online. Bonus! Forex, Indeksami, Ropa, Złoto.

www.Plus500.pl

Cynowanie | Galwanizernie - chromowanie niklowanie anodowanie cynk...

http://www.galwanizernie.pl/articles/28

4 z 6

19/03/2012 22:07

Jak zbudować własną galwanizernię
Międzynarodowe normy jakości
Barwienie mosiądzu
Metalizowanie tworzyw sztucznych
Miedziowanie chemiczne
Niklowanie chemiczne
Srebrzenie chemiczne
Złocenie chemiczne
Wieszaki galwaniczne
Bezpieczne grzałki zanurzeniowe
Trawienie metali
Odtłuszczanie w rozpuszczalnikach organicznych
Fizykochemiczne oczyszczanie podłoża
Srebrzenie chemiczne
Powłoki galwaniczne na aluminium
Palladowanie
Osadzanie stopów galwanicznych

Kompozytowe powłoki galwaniczne
Cynowanie

Chromianowanie powłok cynkowych
Trawienie chemiczne stali
Teoretyczne podstawy anodowania aluminium
System sterowania procesami galwanicznymi
Symbole obróbki wstępnej aluminium
Stereotypy trzymają się mocno
Sporządzenie nowej kąpieli do niklowania błyszczącego
Sporządzenie kąpieli do chromowania na bazie CrO3 z katalizatorem mieszanym
Przyczyny plamistości powłok mosiężnych
Pokrywanie galwaniczne reel-to-reel
Oszczędność wody
Mycie i odtłuszczanie
Cynkowanie elektrolityczne i ogniowe
Cynk satynowy
Chropowatość powłok galwanicznych

Autor związany jest z firmą

Polskie Towarzystwo Galwanotechniczne

Polskie Towarzystwo Galwanotechniczne zostało zarejestrowane w Sądzie Wojewódzkim w dniu 15 stycznia 1996 r. w Warszawie.

Głównym celem działalności Towarzystwa jest:

integracja środowiska pracowników naukowych, studentów i doktorantów zajmujących się problemami galwanotechniki,

inspiracja i organizacja konferencji, seminariów, prac badawczych i wdrożeniowych oraz różnych form szkolenia,

promocja i doradztwo w dziedzinie wprowadzania n…

Kontakt

>

galwanizernie.pl

>

Teksty

>

Technologie galwaniczne

> Cynowanie

Uczestnictwo

Reklama w galwanizernie.pl
Patronat medialny

Pomoc

Jak się zarejestrować?
Jak zamieszczać treści w serwisie ?

Cynowanie | Galwanizernie - chromowanie niklowanie anodowanie cynk...

http://www.galwanizernie.pl/articles/28

5 z 6

19/03/2012 22:07

Jak zarejestrować firmę w serwisie?

Działy serwisu

Strona główna
Publikacje
Video
Firmy
Forum
Mapa strony
Ogłoszenia

Strony internetowe Toruń
Projekt i wykonanie alquis.com

Cynowanie | Galwanizernie - chromowanie niklowanie anodowanie cynk...

http://www.galwanizernie.pl/articles/28

6 z 6

19/03/2012 22:07