Свинцовые аноды для хромирования твердого

Свинцовые аноды для хромирования — это нерастворимые электроды: в процессе электролиза они не переносят собственный металл на катод, а лишь проводят ток и обеспечивают нужные электрохимические реакции в электролите. Хром осаждается на детали из раствора хромовой кислоты, а не с анода.

Материалом для таких анодов служат свинцово-сурьмянистые сплавы по ГОСТ 1292-81 или чистый свинец по ГОСТ 3778-98. Плоские аноды изготавливают по ГОСТ 9559-2021.

Как работает свинцовый анод в хромировочном электролите

На поверхности анода под током протекают параллельные реакции: окисление воды с выделением кислорода и частичное окисление самого свинца. Образующийся диоксид свинца PbO₂ формирует на поверхности плотную тёмно-коричневую плёнку. Эта плёнка обладает хорошей электрической проводимостью и выполняет две функции: защищает анод от дальнейшего растворения и катализирует окисление трёхвалентного хрома Cr³⁺ обратно до Cr⁶⁺, поддерживая тем самым нужный баланс в электролите.

До образования плёнки PbO₂ на новых анодах может возникать слой хромата свинца PbCrO₄ — диэлектрика, который резко увеличивает сопротивление и нарушает процесс. Именно поэтому новые аноды перед вводом в эксплуатацию необходимо прорабатывать: выдерживать в рабочем электролите под током при постепенном подъёме напряжения с 5 до 8 В в течение 45–60 минут до полного формирования плёнки PbO₂. Если аноды долго хранились на воздухе, их поверхность перед проработкой очищают щелочным раствором.

Марки свинцово-сурьмянистых анодов: ССу2, ССу8, ССу10

Свинцово-сурьмянистые сплавы — основной материал нерастворимых анодов для хромирования. Сурьма повышает твёрдость и механическую прочность свинца, снижает интенсивность растворения анода в хромовокислом электролите и уменьшает деформацию под собственным весом — что критично для длинномерных и стержневых конфигураций.

Химический состав марок по ГОСТ 1292-81:

Марка	Сурьма (Sb), %	Примеси, не более %	Основа
ССу2	2,5–3,5	0,30	Свинец, остаток
ССу8	7,0–8,5	0,10	Свинец, остаток
ССу10	9,0–12,0	0,10	Свинец, остаток

Для хромирования чаще всего применяют ССу8: сочетание достаточной механической прочности и химической стойкости к хромовокислому электролиту при умеренном содержании сурьмы обеспечивает длительный срок службы анода. Марка ССу2 используется в менее агрессивных условиях или при хромировании декоративном. ССу10 — при повышенных требованиях к жёсткости конструкции анода (длинные стержни, навесные аноды большой длины).

Подробнее: свинцово-сурьмянистые аноды ССу.

Аноды из чистого свинца: марки С1, С2, С3

Чистый свинец марок С1, С2, С3 по ГОСТ 3778-98 содержит свинец не менее 99,90 % (С3), не менее 99,95 % (С2) и не менее 99,97 % (С1). Аноды из чистого свинца в хромировании применяются ограниченно: скорость их растворения в рабочем хромовокислом электролите составляет около 0,75 мг/см²·ч, что значительно выше, чем у свинцово-сурьмянистых сплавов. Кроме того, чистый свинец имеет низкую механическую прочность и склонен к деформации под собственным весом в нагретом электролите (рабочая температура хромирования 45–70 °C).

Область применения чистого свинца — процессы гальванического свинцевания (растворимые аноды), а также отдельные сернокислые и фосфорнокислые электролиты, где сурьма нежелательна из-за загрязнения ванны.

Подробнее: аноды свинцовые С1.

Конструктивные исполнения анодов

Плоские пластины (листы) — наиболее распространённая форма. Толщина, как правило, 10–15 мм, ширина до 500 мм, длина до 1 000 мм. Для крупных ванн в листах предусматривают сквозные отверстия для циркуляции электролита. Изготавливаются прокаткой по ГОСТ 9559-2021 или литьём.

Стержневые аноды с медным сердечником применяются для хромирования внутренних поверхностей: цилиндров, отверстий, труб. Медный сердечник обеспечивает нужную жёсткость и низкое электрическое сопротивление; перед заливкой свинцом медь лудят для надёжного контакта. Аноды из чистого свинца для такого применения не пригодны — они деформируются под собственным весом и не поддаются точному позиционированию относительно детали.

Аноды нестандартной конфигурации (фасонные, с изгибами, с профильным сечением) изготавливаются литьём по чертежам заказчика.

Защита электролита: анодные чехлы

В процессе работы продукты поверхностного окисления анода постепенно попадают в электролит. Для предотвращения загрязнения и облегчения фильтрации аноды помещают в чехлы из кислотостойких материалов: полипропилена, хлорина или фторопласта (PTFE). Использование чехлов особенно важно при жёстком хромировании с высокими плотностями тока.

Нормативная база и форма поставки

Сырьё и материалы регламентируются следующими стандартами:

• ГОСТ 3778-98 — свинец, марки С0, С1, С2, С3;
• ГОСТ 1292-81 — сплавы свинцово-сурьмянистые, марки ССу2, ССу8, ССу10 и др.;
• ГОСТ 9559-2021 — листы свинцовые холоднокатаные.

Поставляются в виде готовых анодов прямоугольного, квадратного или круглого сечения, пластин, листов, стержней с медным сердечником. Минимальное сечение плоских изделий — от 50 мм по ширине. Поставки осуществляются по согласованной спецификации; возможно изготовление по чертежам заказчика.