ООО ПК «НПП СЭМ.М», Москва, Россия:
Е. А. Архипов, генеральный директор, эл. почта: npp-semm@yandex.ru

ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева», Москва, Россия:
В. Х. Алешина, ассистент кафедры «Инновационные материалы и защита от коррозии», эл. почта: aleshinavh@muctr.ru
К. Н. Смирнов, канд. техн. наук, доцент кафедры «Технологии неорганических веществ и электрохимических процессов», эл. почта: gtech@muctr.ru
Т. А. Ваграмян, докт. техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Инновационные материалы и защита от коррозии», эл. почта: vagramyan@muctr.ru

Исследовано влияние разработанных на кафедре инновационных материалов и защиты от коррозии РХТУ им. Д. И. Менделеева универсальных добавок для хлоридно-аммонийного, сульфатно-аммонийного и сульфатного электролитов кадмирования на их кроющую способность, распределение покрытий по сложнопрофилированной поверхности, а также их износостойкость. Для сравнения были выбраны стандартные электролиты, внесенные в ГОСТ 9.305–84. Новые добавки представляют собой биологически мягкие поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые можно успешно применять во всех перечисленных типах электролитов: добавка А (продукт взаимодействия гексаметилентетрамина с дихлорэтаном, относящийся к классу поликонденсационных гетероциклических четвертичных аминов) — катионактивный ПАВ; добавка Б (кубовый остаток этерификации рибозы алифатическим спиртом) — неионогенный ПАВ. Величину рассеивающей способности (РС) электролитов по металлу определяли с помощью щелевой ячейки
Моллера с пятисекционным разборным катодом (ГОСТ 9.309–86). Кроющую способность (КС) электролитов оценивали при помощи ячейки Хулла. Распределение кадмиевого покрытия по сложнопрофилированной поверхности изучали на конфокальном лазерном микроскопе Olympus LEXT 4100 с помощью поперечных шлифов стальных гаек М12, кадмированных насыпью в колоколе. Установлено, что введение новых добавок в электролиты кадмирования значительно улучшает показатели РС по металлу, при этом максимальной РС обладает сульфатно-аммонийный, а минимальной — хлоридно-аммонийный электролиты. Добавки значительно улучшают КС всех исследованных электролитов, а КС сульфатно-аммонийного электролита увеличивается более чем в 10 раз, что позволяет рекомендовать этот электролит для кадмирования сложнопрофилированных деталей и кадмирования деталей насыпью. Новые добавки обеспечивают существенное расширение интервала рабочих плотностей тока, увеличение срока службы электролитов и исключают риски и издержки, связанные с применением импортных добавок.

Работа выполнена при финансовой поддержке РХТУ им. Д. И. Менделеева. Номер проекта Х-2020-027.

1. Lee L., Descartes S., Chromik R. R. Comparison of fretting behaviour of electrodeposited Zn – Ni and Cd coatings // Tribology International. 2018. Vol. 120. P. 535–546.
2. Zhongbao Feng, Maozhong An, Lili Ren, Jinqiu Zhang, Peixia Yang et al. Corrosion mechanism of nanocrystalline Zn – Ni alloys obtained from a new DMH-based bath as a replacement for Zn and Cd coatings // The Royal Society of Chemistry. 2016. Vol 6. P. 64726–64740.
3. Prabhu Ganesan, Swaminatha P. Kumaraguru, Branko N. Popov. Development of compositionally modulated multilayer Zn – Ni deposits as replacement for cadmium // Surface & Coatings Technology. 2007. Vol. 201. P. 7896–7904.
4. Таранцева К. Р., Николотов А. Д. Электроосаждение сплава олово – цинк из стабилизированного пирофосфатного электролита как альтернатива кадмиевому покрытию // Коррозия: материалы, защита. 2014. № 3. С. 30–37.
5. Каримова С. А., Павловская Т. Г. Разработка способов защиты от коррозии конструкций, работающих в условиях космоса // Труды ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. 2013. № 4. Ст. 02.
6. Goosey M. Cadmium replacement using pulse plating and ionic liquids (CRUPPAIL) // Transactions of the Institute of Metal Finishing. 2018. Vol. 96, Iss. 1. Р. 5–6.
7. Xu J., Hall T. D., Maria I. Е., Taylor E. J., Snyder S. Pulse Reverse Plating of Zn–Ni on Aluminum and Steel // ECS Transactions. 2017. Vol. 77, Iss. 11. P. 1237–1245.
8. Conde A., Arenas M. A., de Damborenea J. J. Electrodeposition of Zn – Ni coatings as Cd replacement for corrosion protection of high strength steel // Corrosion Science. 2011. Vol. 53, Iss. 4. P. 1489–1497.
9. Виноградов С. С., Никифоров А. А., Балахонов С. В. Замена кадмия. Этап 1. Повышение защитной способности цинковых покрытий: термоиммерсионное и модифицированное покрытия // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 4. С. 53–60.
10. Виноградов С. С., Губенкова О. А., Мамонтова Н. Н., Никифоров А. А., Балахонов С. В. Свойства модифицированного цинкового покрытия // Коррозия: материалы, защита. 2015. № 3. С. 24–30.
11. Булгакова Ю. В., Колесниченко Е. А. Замена кадмиевого покрытия цинковым покрытием с хроматированием // Гальванотехника и обработка поверхности. 2014. № 3. С. 59–60.
12. Faltýnková A., Hruška M., Kudláček J., Valeš M., Szelag P. Possible replacements for cadmium in aviation and problem of hydrogen embrittlement determination // Technologicke zalmavosti a elanky z praxe. Koroze a ochrana material. 2016. Vol. 60, Iss. 3. Р. 86–90.
13. Agüero A., del Hoyo J. C., García de Blas J., García M., Gutiérrez M. et al. Aluminum slurry coatings to replace cadmium for aeronautic applications // Surface & Coatings Technology. 2012. Vol. 213. P. 229–238.
14. Никифоров А. А., Смирнов К. Н., Кравченко Д. В., Архипов Е. А., Закирова Л. И. и др. Применимость сульфатно-аммонийного электролита кадмирования с добавкой ЦКН-04 для авиационной промышленности // Труды ВИАМ. 2016. № 12. С. 93–102.
15. Ильин В. А. Цинкование, кадмирование, лужение и свинцевание. Библиотечка гальванотехника. — Л. : Машиностроение, 1977. С. 95.
16. Ажогин Ф. Ф. и др. Гальванотехника : справочник / под ред. А. М. Гинберга. — М. : Металлургия, 1987. — 735 с.
17. Архипов Е. А., Григорян Н. С., Шувалов Д. А., Жирухин Д. А., Смирнов К. Н. и др. Универсальная добавка для кислых электролитов кадмирования // Гальванотехника и обработка поверхности. 2018. Т. 26. № 4. С. 21–30.
18. ГОСТ 9.305–84. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля. — Введ. 01.01.1980.
19. ГОСТ 6709–72. Вода дистиллированная. Технические условия (с Изм. № 1, 2). — Введ. 01.01.1974.
20. ГОСТ 9.309–86. Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Покрытия гальванические. Определение рассеивающей способности электролитов при получении покрытий. — Введ. 01.01.1987.
21. Архипов Е. А., Кравченко Д. В., Смирнов К. Н. К вопросу о кроющей способности электролитов // Гальванотехника и обработка поверхности. 2015. Т. 23. № 3. С. 30–34.
22. Абрашов А. А., Григорян Н. С., Ваграмян Т. А., Смирнов К. Н. Методы контроля и испытания электрохимических и конверсионных покрытий : учеб. пособие. — М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2016. С. 212.