Кадмирование

Покрытие кадмием имеет основное значение как защитное покрытие железных и стальных поверхностей. Несмотря на близость электрохимических потенциалов железа и кадмия (например, в морской воде E _Fe = -0,44 В, E _Cd = - 0,5 В), покрытие кадмием служит анодным по отношению к стали. Достоинством кадмиевых покрытий является высокая степень защиты при минимальной толщине деталей самолётов или прецизионных приборов, особенно в морской атмосфере, защита высокопрочных стальных деталей без снижения прочностных характеристик, поскольку при гальваническом кадмировании происходит минимальное наводораживание металла - основы вследствие достаточно положительного потенциала выделения кадмия. Поэтому гальваническое кадмирование широко применяется для защиты от коррозии высокопрочных стальных узлов авиационных конструкций, при этом не появляется у деталей водородной хрупкости за счёт нанесения покрытия в отличие от получения цинковых или никелевых осадков. Вследствие более положительного потенциала, чем у цинка, кадмиевые покрытия имеют более высокую коррозионную стойкость, чем цинковые, особенно в слабокислых и нейтральных растворах.

Кадмиевые покрытия защищают от коррозии детали из высоко­прочных и пружинных сталей, работающие до температуры 250 ⁰С и эксплуатируемые в условиях морского и тропического климата. Кадмирование применяется в целях предупреждения контактной коррозии алюминиевых и магниевых сплавов. Кадмий - пластичный металл, по своим химическим свойствам весьма близок к цинку, но, в отличие от него, нерастворим в щелочах. Стандартный потенциал равен -0,403 В, близок к потенциалу железа, поэтому в различных условиях эксплуатации кадмиевые покрытия, подобно цинковым, могут защищать от коррозии электрохимически (как анодные покрытия). Кадмиевые покрытия создают более эффективную защиту, чем цинковые, в растворах, содержащих хлоридные ионы, в условиях воздействия солевых брызг, тумана.

Кадмий быстро разрушается при контакте с изделиями из пластмасс, изделиями, содержащими олифу, покрытия из смазочных материалов. В некоторых средах, в частности в пресной воде и ее парах, кадмиевое покрытие является катодным.

Цвет кадмиевого покрытия без дополнительной обработки светло-серый или серебристо-белый с голубоватым оттенком. Покрытие характеризуется прочным сцеплением с основным металлом, высокой пластичностью и эластичностью при развальцовке, штамповке, протяжке, высокими антифрикционными свойствами, способностью к пайке.

Микротвердость покрытия – 35 - 50 кгс/мм², удельное сопротивление - 10₅98 • 10"⁶ Ом-см. При выборе защитного покрытия следует учитывать дефицитность кадмия и использовать его только в тех случаях, когда применение цинковых покрытий недопустимо. Следует также знать, что кадмий и его соединения токсичны.

Для кадмирования наибольшее распространение получили цианистые электролиты. Реже применяют кислые электролиты (сернокислые, хлоридные, борфтористоводородные). Цианистые электролиты обладают очень высокой рассеивающей и кроющей способностью, поэтому их применяют для нанесения защитного покрытия на изделиях сложного профиля. Недостаток этих электролитов - высокая токсичность и некоторая нестабильность вследствие накопления карбонатов и пассивации анодов.

Кислые электролиты обычно применяют для кадмирования изделий несложной конфигурации. Основным недостатком этих электролитов является низкая рассеивающая способность.

Для кадмирования деталей типа пружин, деталей с цементированной поверхностью применяют аммонийно-хлоридный электролит состава (г/л):

Хлористый кадмий 40 - 50

Хлористый аммоний 200 - 280

Хлористый натрий 30 - 40

Тиомочевина 7 - 10

Столярный клей или желатин 1 - 2

рН 4,0 - 4,5

температура 20 - 40 ⁰С,

катодная плотность тока 0,5 - 1,0 А/дм².

Недостатком кадмирования является потеря механической прочности при невысоком нагреве, так как кадмий имеет низкую температуру плавления - 321 ⁰С, а также высокая стоимость кадмия, почти в 10 раз дороже, чем, например, цинка. Поэтому применение кадмиевых покрытий не очень широко распространено, несмотря на простоту их нанесения.