Для защиты поверхностей металлических деталей от атмосферного и водного коррозийного процесса на их поверхность наносят тонкую пленку из металлов, которые пассивны к углероду и могут стойко выдерживать окисление.
Наиболее востребованными из них являются кадмий и цинк. Цинкование и кадмирование стальных элементов, как правило, производится гальваническим методом, с применением разных солей этих химических веществ. Кадмий более стоек, в отличи от цинка, и надежней защищает металлические части от коррозийных процессов в морской воде. Однако он значительно дороже цинка и токсичен при изготовлении, потому кадмиевая обработка применяется лишь там, где не существует альтернативных вариантов.
Этой сферой использования является защита от ржавчины стальных элементов судовых устройств и приспособлений портового оборудования. Поверхность после кадмирования легче поддается пайке, а непосредственно покрытие эластично и устойчиво во время сгибания, вальцовки, штамповки.
У хроматированного кадмия привлекательный золотистый оттенок, потому кадмирование часто применяется в качестве декора стальных поверхностей. К минусам этого покрытия относится неустойчивость кадмия к продуктам нефтепроизводства, где в составе находятся вещества на основе серы.
Толщина гальванического покрытия во время кадмирования элементов из разных металлов указана в ГОСТе 9.303-84. С учетом условий использования для углеродистых сталей этот параметр находится в приделах 12-40 мкм. Первая цифра этого показателя применяется для деталей, которые находятся под регулярным действием влаги и морских туманов, второе значение — в процессе использования в условиях брызг морской воды.
Маркировка способа кадмиевой обработки включает буквы, которые обозначают непосредственно металл, способ дополнительной обработки, а также слой в микронах. Например, КДхр12 — это защитное хроматированное покрытие, которое имеет толщину 12 мкм.
Главное предназначение кадмирования — защита от коррозийных процессов деталей, которые находятся во влажных и обогащенных солями условиях. Самое большее распространение это покрытие изделий имеет в оборонной промышленности, космической сфере и кораблестроении.
>По причине эластичности и возможности сохранять свои характеристики при высоких температурах кадмирование – это основной способ защиты от коррозийных процессов пружин и иных элементов, которые работают на изгиб и сжатие во время периодических нагрузок. Также масштабным направлением в гальванике является кадмирование креплений. В этом случае кадмий используется в качестве защитного слоя, а также позволяет обеспечить герметичность резьбового крепежа благодаря пластичной деформации.
Помимо защитных характеристик, кадмирование имеет еще ряд иных свойств. Кадмием обрабатывают металлические контакты, так как он с легкостью подвержен спайке. В отличие от меди имеет лучшую гальваническую совместимость с алюминием и магнием, потому в процессе сопряжения в медных деталях наносится кадминиевый слой.
Дополнительное использование кадмирования — обработка разных декоративных изделий, в частности фурнитуры для мебели. Причем гальваническая поверхность подвержена дальнейшему хроматированию, чтобы придать ей золотистый цвет.
Главный минус кадмирования, который препятствует его массовому использованию, является повышенная токсичность кадмия, особенно опасная в том плане, что не выводится из организма и скапливается до критических показателей. Иной сдерживающий момент — дорогая стоимость кадмирования (в отличие от обработки цинком и оловом).
По физическим и химическим показателям к кадмию максимально приближено золото, которое при этом неопасно для человека. Но оно стоит еще дороже.
Процедура кадмирования, кроме непосредственно гальваники, состоит из ряда подготовительных технологических процессов. Еще перед попаданием в гальванический цех изделия чистятся на абразивоструйных станках. Дальнейшая стадия очищения – это химическое травление, при помощи него с поверхности убираются ржавчина и иные окислы, причем одновременно выполняется обезжиривание.
Затем, если требуется, выполняется удаление окалины, для этого изделие вначале обрабатывают составом из соляной кислоты, а после для избавления от шлама — кальцинированной содой и ортофосфатом натрия. Далее после активации в составе из соляной кислоты на протяжении короткого времени изделие промывается водой, просушивается и переходит в цех для кадмирования.
Прежде чем погрузить в гальваническую ванну элементы размещаются на специальную оснастку: крючки, рамы, корзинки. Хоть во время кадмирования скорость осаждения в основном будет зависеть от вида применяемого электролита, все-таки это больше определено плотностью тока.
Когда изделие прошло гальваническую обработку, его осветляют в составе из хромового ангидрида, а после, если это предусматривается техническими требованиями, хроматируют, опуская на несколько минут в состав из солей хрома.
Хроматирование позволяет усилить защитные качества нанесенного слоя, так как в хромовокислых составах начинается частичная замена кадмия на более прочный хром. Причем поверхность изделия получает привлекательный оттенок: от радужного до золотистого. Расцветка и ее насыщенность будут зависеть от периода обработки и состава используемого раствора.
Кадмирование изделий может применяться в комбинации с иными разновидностями гальванических обработок для повышения их защитных свойств. Кадмий используют как подслой в процессе гальванического цинкования, чтобы повысить устойчивость к коррозии поверхности элементов.
Гальванические устройства, которые используются в процессе кадмирования, не имеют каких-то особенностей и не отличаются от оборудования для иных разновидностей гальваники. Чаще всего это пропиленовые емкости прямоугольной формы, их габариты будут зависеть от размеров изделий и технологического процесса. В состав ванны, помимо непосредственно чаши, как правило, входят:
Главные группы электролитов для кадмирования — пирофосфатные, цианистые, аммиакатные. Первые намного стабильней и позволяют обеспечить лучшее качество покрытия, потому чаще используются. В составе электролита кроме вещества, которое содержит кадмий, находится более десяти различных компонентов. Поэтому в основных группах есть много видов, все они имеют свое технологическое направление и характеристики.
Определенные домашние мастера производят кадмирование изделий своими руками. Но это на самом деле опасное занятие и угрожает здоровью, если не соблюдать меры предосторожности.