Cynowanie | Galwanizernie - chromowanie niklowanie anodowanie cynk... http://www.galwanizernie.pl/articles/28
Załóż konto w serwisie
Zaloguj siÄ™
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, bądz
gdy wyroby przeznaczone sÄ… do
bezpoÅ›redniego kontaktu z żywnoÅ›ciÄ…. 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 groz
ne w przypadku
przedmiotów mosiężnych przeznaczonych do kontaktu z żywnością. Aby temu przeciwdziałać na mosiądzu zwykle stosuje się
podkÅ‚ad w postaci warstwy miedzi lub niklu o gruboÅ›ci 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 bÅ‚yszczÄ…cej powÅ‚oki cyny (od ok. 2µm) zapewnia bardzo dobrÄ… lutowność elementów. W miarÄ™ upÅ‚ywu czasu,
na skutek dyfuzji przez warstwę cyny atomów metalu podłoża (żelazo, miedz
), tworzących na powierzchni tlenki, lutowność ulega
pogorszeniu. W celu zagwarantowania lutowności elementów po zadanym czasie ich składowania należy osadzić powłokę o
okreÅ›lonej gruboÅ›ci (dla piÄ™cioletniego czasu skÅ‚adowania grubość powÅ‚oki 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), kÄ…piele kwaÅ›ne w temperaturach poniżej 25°C. W wyniku absorpcji CO2 z powietrza, w kÄ…pielach
zasadowych wzrasta zawartość niepożądanych węglanów, co wymaga okresowego usuwania ich nadmiaru przez tzw. wymrażanie
(obniżenie temperatury kÄ…pieli do -3°C na okres kilku dni. PowÅ‚oki cynowe osadzone z kÄ…pieli kwaÅ›nych z odpowiednimi dodatkami
wybłyszczającymi charakteryzują się lustrzanym połyskiem, co nie tylko podnosi walory estetyczne, ale zwiększa ich odporność na
korozjÄ™. Matowe powÅ‚oki cynowe osadzone z kÄ…pieli zasadowych stajÄ… siÄ™ szczelne przy gruboÅ›ciach powyżej 12µm - powÅ‚oki
bÅ‚yszczÄ…ce przy gruboÅ›ciach powyżej 10µm. W przypadku powÅ‚ok matowych zwykle stosuje siÄ™ obtapianie w celu poprawy ich
szczelności. Zalety kąpieli kwaśnych spowodowały praktycznie wyeliminowanie kąpieli zasadowych. Wśród kąpieli kwaśnych zasto-
1 z 6 19/03/2012 22:07
Cynowanie | Galwanizernie - chromowanie niklowanie anodowanie cynk... http://www.galwanizernie.pl/articles/28
sowanie znalazły przede wszystkim kąpiele siarczanowe i fluoroboranowe, ale wykorzystuje się również kąpiele sulfonowe, jak
również halogenkowe.
KÄ…piel 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
SnSO4 20 g/l 10-60 g/l
H2SO4 180 g/l 140-220 g/l
Dodatki 40 g/l
Warunki pracy
Parametr
Temperatura 10 - 25°C
GÄ™stość prÄ…du katodowego 1 - 2 A/dm²
GÄ™stość prÄ…du 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 gÄ™stoÅ›ci prÄ…du 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
KÄ…piel pracuje prawidÅ‚owo w zakresie temperatur do 25°C. Powyżej tej temperatury otrzymywane powÅ‚oki stajÄ… siÄ™ żółte a powyżej
30oC nastÄ™puje zanik poÅ‚ysku. SchÅ‚odzenie kÄ…pieli poniżej 25°C przywraca poÅ‚ysk powÅ‚oki. Jednak dÅ‚uższa praca w temperaturach
powyżej 25°C prowadzi do zniszczenia kÄ…pieli w wyniku zmian proporcji stężeÅ„ skÅ‚adników dodatku na skutek różnej szybkoÅ›ci ich
parowania.
2 z 6 19/03/2012 22:07
Cynowanie | Galwanizernie - chromowanie niklowanie anodowanie cynk... http://www.galwanizernie.pl/articles/28
Gęstość prądu katodowego
BÅ‚yszczÄ…ca warstwa osadza siÄ™ w szerokim zakresie gÄ™stoÅ›ci prÄ…du. Wzrost gÄ™stoÅ›ci prÄ…du 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 maÅ‚a gÄ™stość prÄ…du - poniżej ok. 0,2 A/dm² - powoduje osadzanie  mlecznych powÅ‚ok.
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 bądz
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 kÄ…pieli.
PÅ‚ukanie
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 kÄ…pieli
Szkodliwe zanieczyszczenia to przede wszystkim kationy metali ciężkich (Zn, Ni, Cu, Fe), wszelkie utleniacze (zwłaszcza NO3-),
chlorki i substancje organiczne. Zanieczyszczenie jonami cynku powoduje zniszczenie kąpieli, zanieczyszczenia jonami żelaza, niklu i
miedzi można próbować usuwać przepracowując kąpiel.
Konserwacja kÄ…pieli
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
Ścieki z kąpieli można łączyć z innymi kwaśnymi ściekami w galwanizerni, bądz
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.
KÄ…piel 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
KÄ…piele alkaliczne
Kąpiele alkaliczne oparte są na dwu składnikach: cynianie i wodorotlenku sodowym lub potasowym i w zasadzie nie wymagają
3 z 6 19/03/2012 22:07
Cynowanie | Galwanizernie - chromowanie niklowanie anodowanie cynk... http://www.galwanizernie.pl/articles/28
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:
KÄ…piel : I II II
Na2Sn(OH)6 [g/l] 35 - 50 80 - 150 K2Sn(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
gÄ™stość prÄ…du katod. [A/dm²] 1,5 7 27
Kąpiele alkaliczne są trudne w eksploatacji m.in. z tego względu, że nawet niewielkie stężenie jonów Sn2+ 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.
KÄ…piel fenolosulfonowa
W produkcji cynowanych blach do wytwarzania konserw stosuje się (Rosja) kąpiel fenolosulfonową o składzie:
Składnik Stężenie [g/l]
SnSO4 45 - 70
p-HO-C6H4-SO3H 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
prÄ…du katodowego 20 - 30 A/dm² i wydajnoÅ›ci prÄ…dowej 95 - 98% , w temperaturze 35 - 40°C.
KÄ…piele halogenkowe
W tym samym celu zastosowano również (USA) kąpiele halogenkowe o składzie:
KÄ…piel: I [g/l] II [g/l]
SnCl2 75 75
NaF 47,5 25
NH4.HF 37,5 50
NaCl 22,5 -
HCl 12,5 -
Dodatki 1 1
Jako dodatki stosowano kwas dwusulfonaftalenowy oraz NH4SCN. W kÄ…pielach tych, pracujÄ…cych w temperaturze 65°C, przy pH =
2,7 osiÄ…ga siÄ™ gÄ™stoÅ›ci prÄ…du katodowego 60 -70 A/dm² i blisko 100% wydajność prÄ…dowÄ…. Osadzone powÅ‚oki sÄ… matowe i dlatego
poddaje się je następnie obtapianiu.
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, ZÅ‚oto. www.Plus500.pl
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
4 z 6 19/03/2012 22:07
Cynowanie | Galwanizernie - chromowanie niklowanie anodowanie cynk... http://www.galwanizernie.pl/articles/28
Jak zbudować własną galwanizernię
Międzynarodowe normy jakości
Barwienie mosiÄ…dzu
Metalizowanie tworzyw sztucznych
Miedziowanie chemiczne
Niklowanie chemiczne
Srebrzenie chemiczne
ZÅ‚ocenie 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 trzymajÄ… siÄ™ mocno
Sporządzenie nowej kąpieli do niklowania błyszczącego
SporzÄ…dzenie kÄ…pieli 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 zwiÄ…zany jest z firmÄ… 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 ?
5 z 6 19/03/2012 22:07
Cynowanie | Galwanizernie - chromowanie niklowanie anodowanie cynk... http://www.galwanizernie.pl/articles/28
Jak zarejestrować firmę w serwisie?
Działy serwisu
Strona główna
Publikacje
Video
Firmy
Forum
Mapa strony
Ogłoszenia
Strony internetowe Toruń
Projekt i wykonanie alquis.com
6 z 6 19/03/2012 22:07