Электрохимические технологии нанесения покрытий

Один из классических (с историей более 100 лет) методов позволяет защищать материал нанесением только металлических покрытий из чистых металлов и (реже) — отдельных сплавов. Ниже приведена таблица наиболее распространенных покрытий, наносимых электролитическим способом.

Таблица 1.

Преимущества метода в том, что он хорошо технологически отработан и универсален для нанесения почти всех металлов (и ряда сплавов) на электропроводящую основу. Составом электролита и режимом работы (температура, ток) можно легко регулировать как свойства, так и толщину покрытия. Качество покрытия (сплошность и т. д.) при строгом соблюдении технологии высокое. В специальных режимах и составах возможно получение без полировки зеркально-блестящих и прочих декоративных покрытий.

Сравнительная стоимость комплекта оборудования для электрохимии — низкая.

Производительность этого метода является средней (10−50 мкм/час.м2), поскольку непрерывные методы и технологические линии (для рулонного металла) распространены незначительно. В России сталь с электролитическим покрытием под маркой «Полистил» массово производит только Лысьвенский МЗ (в т.ч. с односторонним покрытием). Среди продукции ЛМЗ, стальной тонколистовой холоднокатаный прокат электролически оцинкованный (марок ЭОЦ, ЭЦ), освинцованный (ЭОС), хромированная жесть и другие.

Электролитическое покрытие отдельных металлических деталей и конструкций (цинком, медью, никелем, хромом, кадмием и т. д.) ведется на сотнях российских предприятий машиностроения и на многих других.

Отметим, что аналогичное оборудование и схожую технологию использует анодирование («выращивание» оксидного слоя) алюминиевых и других сплавов. Помимо коррозионной стойкости, очень хороши (в т.ч. с дополнительной окраской) декоративные свойства этих покрытий. Поэтому технологии анодирования весьма перспективны.

Общим недостатком всех электрохимических методов является дополнительный процесс качественной очистки поверхности металла до нанесения покрытия. Другим недостатком этой технологии часто является ее экологическая вредность (от средней до высокой), зависящая от химреактивов очистки, электролита, отходов процесса. Особо токсичны и опасны технологии кадмирования, свинцевания, электролиты хромирования, золочения и серебрения. Поиск более безопасных реагентов дает малые результаты — на Западе под давлением ужесточающихся экологических требований производство всех видов электролитических покрытий медленно, но неуклонно сокращается. Часто этот прессинг «зеленых» в Европе и США необоснован, поэтому может дать дополнительные возможности российским производствам.

В целом многолетние традиции и многие непрофессиональные и субъективные оценки очень запутали ситуацию на рынке электролитических покрытий. Приведем нашу экспертную оценку для перспектив основных видов гальванических покрытий:

• — цинкование (будет сокращаться из-за конкуренции горячего процесса и других экономичных и экологичных методов коррозионной защиты);
• — кадмирование (будет резко сокращаться до минимума по требованиям экологии);
• — хромирование (будет сокращаться ввиду меньшей моды в автомобилестроении, сложности технологии и вредности отходов);
• — никелирование (будет стабильным или растущим ввиду малой вредности, высоких коррозионно-декоративных свойств, новых типов покрытий, например, сплавов Ni-Sn),
• — лужение (будет сокращаться ввиду конкуренции других покрытий);

В целом по объемам производств в долгосрочной перспективе следует ожидать заметного сокращения индустрии гальванических процессов конкурирующими более простыми или наукоемкими технологиями.