Властивості та сфера застосування мідних покриттів, Міднення, Захисні покриття металів
Властивості та область застосування мідних покриттів
Мідні покриття не рекомендуються для захисту заліза та сталі від корозії. Обмежені вироби можуть бути захищені від атмосферної корозії лише! у тому випадку, коли мідні покриття зовсім вільні від пір навіть мікроскопічних розмірів. За наявності пір вироби не тільки не будуть захищені від корозії, але, навпаки, у присутності агента, що корродує, між залізом і міддю почне працювати коротко замкнутий гальванічний елемент, в якому залізо відіграватиме роль анода і його корозія протікатиме інтенсивніше, ніж неомідненого заліза .
Мідні покриття не можуть розглядатися як захисно-декоративні. Хоча хімічна стійкість міді більша, ніж заліза, але у зовнішній атмосфері з невеликою відносною вологістю мідні покриття тьмяніють внаслідок окислення, яке протікає за параболічним законом. При підвищеній вологості у порах мідних покриттів відбувається іржавіння сталі (анода). На безпористих мідних покриттях у зовнішній атмосфері з підвищеною вологістю поступово утворюється зелена патина, яка, за деякими даними, є основним сульфатом міді CuSO43Cu(OH)2; на морському узбережжі може утворитися основний хлорид міді. Стійкість патини у різній атмосфері, очевидно, пояснюється утворенням закису міді. При анодному окисленні у відповідних електролітах можна штучно одержувати патину.
Досить поширений процес міднення ділянок сталевих деталей, підлягають обробці різанням після термічної обробки — цементації. Сталеві деталі іноді піддають мідінню з наступним хімічним або електрохімічним забарвленням у різні кольори. Однак найбільш широко мідні покриття використовують як проміжні шари при захисно-декоративне хромування сталевих та цинкових деталей. Широке застосування електролітичних опадів міді як проміжні шари при нанесенні різних гальванічних покриттів певною мірою визначається хорошим зчепленням електроосадженої міді з різними металами. На відміну від гарячих методів нанесення металевих покриттів, при яких між основним металом і покриттям утворюється проміжний шар дифузійний, при електролітичному осадженні міді на сталь не вдається виявити проміжний шар дифузійний. Вирішальну роль забезпечення міцного зчеплення у разі грає ретельна підготовка поверхні основного металу — знежирення і травлення, причому у разі хімічного чи електрохімічного видалення деформованого шару часто спостерігається продовження структури основного металу в электроосажденном металі. Міцність зчеплення між основним металом та покриттям при цьому наближається за величиною до міцності зв'язку між окремими атомами у твердому металі.
Продовження мікроструктури основного металу в електролітичному осаді, мабуть, забезпечується в тих випадках, коли основний метал має відносно крупнокристалічну структуру і протікає електроліз за умов, відповідних утворенню кристалів приблизно таких же розмірів. При включенні сторонніх іонів, атомів або молекул опади виходять дрібнокристалічні і продовження структури основного металу не спостерігається (рис. 82).
Мал. 82. Продовження структури основного металу електроосадженої міді (знизу вгору): срібла (а), нікелю (б) (немає продовження), в катаній міді
При захисно-декоративному хромуванні сталевих та цинкових деталей роль мідного шару зводиться до максимальної економії стратегічного нікелю за збереження захиснихвластивостей сумарних покриттів (Cu+Ni+Cr) та зниження трудомісткості операцій механічної підготовки поверхні сталевих деталей.
Як відомо, мідь значно пластичніша за сталі і в процесі її полірування вдається отримувати гладку, блискучу поверхню, на яку легко наносити нікелеві блискучі покриття. Тут необхідно зазначити, що останнім часом досягнуто великих успіхів в отриманні блискучих покриттів, що не вимагають полірування, але це завдання вирішене ще не повністю. При нанесенні відносно тонких шарів з ціаністих або пірофосфатних електролітів на сталеві або цинкові деталі вдається отримувати блискучі або напівблискучі мідні покриття, поверх яких після промивання можна наносити нікелеві блискучі покриття.