Гальваническое покрытие это: каких видов бывает и как получить?

Содержание

Что такое гальваника — yerkramas.org

Описание технологических особенностей формирования гальванопокрытия на металлах. Когда и зачем наносится. Используемые методы. Материалы и оборудования для формирования слоя.

Формирование гальванического покрытия происходит в результате электрохимического осаждения на металле тонкой защитной пленки. Для протекания процесса используется токопроводящий электролит. С электродов молекулы материала покрытия переносятся раствором на обрабатываемую поверхность, осаждаются, диффундируются внутрь основы. В результате удается сформировать тонкий защитный слой, придающий готовому изделию определенные свойства.

В зависимости от химического состава формируемого гальванического покрытия металлоизделие с гальваническим покрытием получает коррозионной и изностойкостью, дополнительную твердость. Возможно улучшение декоративных свойств.

Процесс гальванического осаждения протекает в ванной, являющейся основным элементом используемого оборудования. В ванну заливают токопроводящий раствор, а затем устанавливают два анода. Для реализации процесса формирования гальванического покрытия используются специальные производственные линии. Их устанавливают в отдельных цехах, оснащенных мощной вентиляцией. Качественный воздухообмен необходим из-за использования химических реактивов.

Процесс гальванического осаждения защитного покрытия выполняют в заводских условиях и дома. Для протекания процесса в нужном направлении и обеспечения формирования слоя достаточной толщины следует помнить, что квадратура анода должна превосходить геометрические параметры защищаемого металлоизделия.

Назначение гальваники

К формированию гальванического покрытия прибегают в различных ситуациях. Выбор зависит от преследуемых целей, определяемых условиями эксплуатации детали. Сформированное по всем правилам покрытие достаточной толщины позволяет:

  • Придать защитные свойства. Для этой цели, например, осаждается никель;
  • Улучшить декоративные свойства путем осаждения хрома;
  • Изготовить копию детали со сложной геометрией поверхности;
  • Добиться стойкости конструкций, эксплуатируемых при повышенной влажности. Для этого проводится цинкование металлоизделий. Используется для обработки конструкций разного типа;
  • Украсить поверхность ювелирного изделия. В результате обработки серебром или золотом улучшаются декоративные свойства изготавливаемых украшений, повышается твердость поверхностного слоя.

У гальваники имеет отличительная особенности. В результате проводимой обработки на всей поверхности формируется пленка одинаковой толщины независимо от конфигурации и габаритов изделия. Это принципиально для внешнего вида изготавливаемой продукции.

Методы гальваники

Технология осаждения защитного слоя может отличаться. В заводских условиях используют гальваническое:

  • катодное напыление. Предъявляет повышенные требования к порядку формирования покрытия. Незначительное отступление от технологических требований становится причиной протекания коррозии. Примером является лужение оловом;
  • анодное нанесение. Формируется более качественный слой. При эксплуатации в неблагоприятных условиях сначала разрушается защитное покрытие. Основа долго сохраняет свою геометрию и свойства. При использовании данной технологии удается защитить изделие от механического воздействия и действия агрессивной среды.

Процесс электрохимического осаждения

Формирование гальванического покрытия протекает в три этапа:

  • Подготовка. Предполагает тщательную очистку основного металла от всех видов загрязнений. Недопустимо наличие жировых пятен, заусенцев, пыли и других отложений, способных ухудшить протекание процесса. Изделия перед формированием защитного покрытия обрабатываются вручную либо подвергаются пескоструйной обработке на специальном оборудовании. Жировые загрязнения удаляются химическим раствором.
  • Непосредственное формирование гальванопокрытия. Ванна заполняется электролитом. Внутрь помещаются два анода и деталь. Специальное устройство осуществляет подогрев электролита до температуры обработки, зависящей от химического состава формируемого покрытия. Подается электрический ток. Его величина контролируется с помощью регулятора напряжения. Катодом является обрабатываемое изделие. После подачи электрического тока положительно заряженные ионы по электролиту перемещаются к изделию, имеющему отрицательный заряд. Постепенно аноды растворяются, а на обрабатываемом изделии формируется слой с защитными или декоративными свойствами. Продолжительность этапа может отличаться. Она прямо пропорциональна толщине формируемой пленки.
  • Допобработка. Проводится не всегда, а только при наличии такой необходимости. Предполагает промасливание, осветление или пассивирование поверхности. Для получения желаемого эффекта обработанное изделия помещается в емкость со специальным раствором, содержащим определенные реактивы. После указанной обработки формируется поверхностная пленка толщиной 1 мм.

При проведении электролитического осаждения учитывают совместимость материалов. Некоторые металлы при непосредственном контакте начинают коррозировать.

Это замедляет процесс либо делает его протекание невозможным. Отследить совместимость гальванопар можно по справочным таблицам.

Материалы и оборудование

Процесс гальванического осаждения предполагает использование однотипного оборудования – металлических ванн. В нее заливается электролит с подходящим составом. Исключением является холодное цинкование, при которой изделие покрывают жидкой суспензией. Из-за отсутствия устойчивости к ряду растворителей дополнительно наносится финишное покрытия.

Габариты гальванических ванн могут отличаться. Используются:

  • Крупные, которые позволяют производить обработку крупногабаритных изделий;
  • Средние. Не позволяют обрабатывать большие детали. Являются оптимальным решением для большинства предприятий;
  • Мелкие. Используются для формирования защитного покрытия только на мелких деталях.

Внутрь ванны устанавливаются анодные пластины, для изготовления которых используются различные материалы. Выбираются с учетом проводимой операции. В процессе проводимой обработки пластины постепенно растворяются. По электролиту молекулы перемещаются к обрабатываемому металлоизделию для формирования тонкой пленки.

Для протекания процесса подбирается подходящий электролит и устанавливается оптимальная плотность тока. Режимы выбираются с учетом требуемой структуры защитного покрытия. Величина плотности тока определяется как отношение силы тока к удельной площади обрабатываемой поверхности.

Если плотность тока окажется недостаточной, защитная пленка не образуется. Если рекомендованные значения будут превышены, образуется порошковое отложения. Чтобы этого не допустить, в процессе обработки данный показатель тщательно контролируется.

Виды гальванических покрытий

Вид покрытия зависит от основного элемента. Выделяют:

  • Хромирование, в ходе которого формируется защитный слой, содержащий хром. Такое покрытие защищает деталь от воздействия агрессивной среды, повышает твердость;
  • Цинкование, предполагающее внедрение в поверхностный слой цинка. Формируемое покрытие отличается коррозионной стойкостью. Чем толще слой, тем дольше может эксплуатироваться конструкция без разрушения основного металла;
  • Травление. При такой обработке с поверхности изделия электролитическим способом снимается поверхностный слой. Используется для обнаружения скрытых дефектов, удаления окислов перед последующим нанесением финишного слоя или обеспечение плотного прилегания сопрягаемых деталей;
  • Золочение и серебрение. Используется при обработке ювелирных изделий. Позволяет сформировать тонкий слой драгметалла;
  • Меднение. Используется как промежуточная операция. Сверху осаждается второй слой;
  • Латунирование. Позволяет улучшить декоративные свойства. Обработка осуществляется в цианистых электролитах, содержащих медь, цинк, калий, натрий;
  • Гальваника алюминия. Процесс затруднен формирования стойкой оксида. Алюминий наносится совместно с другими элементами.

Технология осаждения допускает реализацию на заводе и дома. Главное правильно подобрать электролит, режимы обработки, обеспечить соблюдение требований техники безопасности.

Источник: https://npkhrom.ru/

Гальваника — Electroplating — qaz.wiki

Создание защитного или декоративного металлического покрытия на другом металле электрическим током

Гальваническое это общее название для процессов , которые создают металлическое покрытие на твердую подложке путем сокращения из катионов этого металла с помощью постоянного электрического тока . Покрываемая деталь действует как катод (отрицательный электрод ) электролитической ячейки ; электролит представляет собой раствор из соли металла подлежащей покрытию; а анод (положительный электрод) обычно представляет собой блок из этого металла или какого-либо инертного проводящего материала. Ток обеспечивается внешним источником питания..

Гальваника широко используется в промышленности и декоративном искусстве для улучшения свойств поверхности объектов, таких как устойчивость к истиранию и коррозии , смазывающая способность , отражательная способность , электропроводность или внешний вид.

Его также можно использовать для увеличения толщины деталей меньшего размера или изношенных деталей или для изготовления металлических пластин сложной формы — этот процесс называется гальванопластикой . Он также используется для очистки металлов, таких как медь .

Термин «гальванический» , также может быть использован для процессов от времени , которые используют электрический ток для достижения окисления от анионов на твердую подложку, как и в образовании хлорида серебра на серебряной проволоке , чтобы сделать серебро / серебро-хлорид электроды .

Электрополировку — процесс, при котором для удаления катионов металлов с поверхности металлического объекта используется электрический ток, — можно рассматривать как противоположность гальваники.

Процесс

Упрощенная схема гальваники меди (оранжевый) на проводящий объект (катод, «Me», серый). Электролит — раствор сульфата меди CuSO.
4. Медный анод используется для пополнения электролита катионами меди Cu2+
поскольку они покрыты покрытием на катоде.

Электролит должен содержать положительные ионы (катионы) осаждаемого металла. Эти катионы восстанавливаются на катоде до металла в состоянии нулевой валентности. Например, электролитом для меднения может быть раствор сульфата меди (II) , который диссоциирует на катионы Cu 2+ и SO2-
4анионы. На катоде Cu 2+ восстанавливается до металлической меди за счет получения двух электронов.

Когда анод изготовлен из металла покрытия, там может происходить обратная реакция, превращающая его в растворенные катионы. Например, медь окисляется на аноде до Cu

2+
, теряя два электрона. В этом случае скорость растворения анода будет равна скорости нанесения покрытия на катод, и, таким образом, ионы в ванне электролита постоянно пополняются анодом. Конечный результат — эффективный перенос металла от анодного источника к катоду.

Вместо этого анод может быть изготовлен из материала, устойчивого к электрохимическому окислению, такого как свинец или углерод . Вместо этого на аноде образуются кислород , перекись водорода или некоторые другие побочные продукты. В этом случае ионы металла, подлежащего нанесению, необходимо периодически пополнять в ванне по мере того, как они вытягиваются из раствора.

Покрытие чаще всего представляет собой отдельный металлический элемент , а не сплав . Однако на некоторые сплавы можно наносить электроосаждение, особенно на латунь и припой . Гальванические «сплавы» — это не настоящие сплавы, то есть твердые растворы, а скорее отдельные крошечные кристаллы покрываемых металлов. В случае плакированного припоя иногда считается необходимым иметь «настоящий сплав», и плакированный припой плавится, чтобы позволить олову и свинцу объединиться с образованием настоящего сплава. Настоящий сплав более устойчив к коррозии, чем сплав с покрытием.

Многие электролитические ванны содержат цианиды других металлов (например, цианид калия ) в дополнение к цианидам осаждаемого металла. Эти свободные цианиды способствуют коррозии анода, помогают поддерживать постоянный уровень ионов металлов и повышают проводимость. Кроме того, для увеличения проводимости могут быть добавлены неметаллические химические вещества, такие как карбонаты и фосфаты .

Если гальваника на определенных участках подложки нежелательна, применяются ограничители, чтобы ванна не соприкасалась с подложкой. Типичные защитные покрытия включают ленту, фольгу, лаки и воски .

Способность покрытия покрывать равномерно называется метательной силой ; чем выше метательная сила, тем равномернее покрытие.

удар

Первоначально можно использовать специальное покрытие, называемое ударом или вспышкой , для формирования очень тонкого (обычно менее 0,1 мкм) покрытия с высоким качеством и хорошей адгезией к подложке. Это служит основой для последующих процессов нанесения покрытия. Для удара используется высокая плотность тока и ванна с низкой концентрацией ионов. Процесс медленный, поэтому после получения желаемой толщины покрытия используются более эффективные процессы нанесения покрытия.

Также метод чеканки используется в сочетании с покрытием различных металлов. Если желательно нанести один тип покрытия на металл для повышения коррозионной стойкости, но этот металл по своей природе имеет плохую адгезию к подложке, сначала можно нанести удар, совместимый с обоими. Одним из примеров такой ситуации является плохая адгезия электролитического никеля к цинковым сплавам, и в этом случае используется медный стержень, который хорошо прилегает к обоим сплавам.

Электрохимическое осаждение

Электрохимическое осаждение обычно используется для выращивания металлов и проводящих оксидов металлов из-за следующих преимуществ: толщину и морфологию наноструктуры можно точно контролировать, регулируя электрохимические параметры; относительно однородные и компактные отложения могут быть синтезированы в структурах на основе темплатов; получаются более высокие скорости осаждения; а оборудование недорогое из-за отсутствия требований ни к высокому вакууму, ни к высокой температуре реакции.

Импульсное гальваническое покрытие

Процесс импульсного гальванического покрытия или импульсного электроосаждения (PED) включает быстрое изменение электрического потенциала или тока между двумя различными значениями, что приводит к серии импульсов одинаковой амплитуды, длительности и полярности, разделенных нулевым током. Изменяя амплитуду и ширину импульса, можно изменять состав и толщину осаждаемой пленки.

Экспериментальные параметры импульсного гальванического покрытия обычно состоят из пикового тока / потенциала, рабочего цикла, частоты и эффективного тока / потенциала. Пиковый ток / потенциал — это максимальное значение тока или потенциала гальваники. Рабочий цикл — это эффективная часть времени в течение определенного периода гальваники с приложенным током или потенциалом. Эффективный ток / потенциал рассчитывается путем умножения рабочего цикла на пиковое значение тока или потенциала. Импульсное гальваническое покрытие может помочь улучшить качество гальванической пленки и снять внутреннее напряжение, возникающее во время быстрого осаждения. Комбинация короткого рабочего цикла и высокой частоты может уменьшить поверхностные трещины. Однако для поддержания постоянного эффективного тока или потенциала может потребоваться высокопроизводительный источник питания, обеспечивающий высокий пиковый ток / потенциал и быстрое переключение. Другой распространенной проблемой импульсного гальванического покрытия является то, что анодный материал может покрыться металлическим покрытием и загрязниться во время обратного гальванического покрытия, особенно для дорогостоящего инертного электрода, такого как платина .

Другие факторы, которые могут повлиять на импульсное гальваническое покрытие, включают температуру, зазор между анодом и катодом и перемешивание. Иногда импульсное гальваническое покрытие может выполняться в нагретой гальванической ванне для увеличения скорости осаждения, поскольку скорость почти всех химических реакций экспоненциально увеличивается с температурой в соответствии с законом Аррениуса. Зазор между анодом и катодом связан с распределением тока между анодом и катодом. Небольшое отношение площади зазора к площади образца может вызвать неравномерное распределение тока и повлиять на топологию поверхности образца с покрытием. Перемешивание может увеличить скорость переноса / диффузии ионов металла из объема раствора к поверхности электрода. Параметры перемешивания различаются для разных процессов гальваники металла.

Кисть для гальваники

Тесно связанным процессом является нанесение гальванических покрытий щеткой, при котором локальные участки или целые предметы покрываются щеткой, пропитанной гальваническим раствором. Щетка, как правило, представляет собой корпус из нержавеющей стали, обернутый впитывающим тканевым материалом, который удерживает раствор для нанесения покрытия и предотвращает прямой контакт с покрываемым предметом, соединен с анодом источника постоянного тока низкого напряжения , и предметом для нанесения покрытия. подключен к катоду . Оператор окунает кисть в раствор для покрытия, затем наносит его на предмет, непрерывно перемещая щетку, чтобы равномерно распределить материал покрытия.

Щеточное гальваническое покрытие имеет несколько преимуществ по сравнению с покрытием резервуара, включая портативность, способность наносить покрытие на предметы, которые по какой-то причине не могут быть покрыты резервуаром (одним из применений было покрытие участков очень больших декоративных опорных колонн при реставрации здания), низкие требования к маскировке или ее отсутствие, и сравнительно низкие требования к объему раствора для нанесения покрытия. Недостатки по сравнению с металлизацией резервуара могут включать большее участие оператора (покрытие резервуара часто может выполняться с минимальным вниманием) и невозможность достичь такой большой толщины листа.

Твердый хром в щеточном гальваническом покрытии

Твердый хром является одним из наиболее распространенных материалов покрытия, используемых для твердого покрытия и гальваники, благодаря его прочности, устойчивости и гладкой поверхности. Однако хром в шестивалентном состоянии очень опасен . При вдыхании или употреблении содержащийся в воздухе Cr 6+ [JT2] связан с раком легких и вызывает повреждение горла, рта и носа.

Это связано с тем, что в шестивалентном состоянии хром обладает канцерогенными и тератогенными свойствами, что оказывает мутагенное действие на клетки.

Ежегодно 558000 технических специалистов в США подвергаются воздействию шестивалентного хрома на рабочем месте, причем наибольшему риску подвержены работники гальванических, сварочных и лакокрасочных производств из-за повышенного воздействия высоких уровней соединений Cr 6+ .

Из-за опасностей, связанных с шестивалентным хромом, поиск более безопасных и экологически чистых альтернатив был основным двигателем исследований щеточного гальванического покрытия в последнее десятилетие. Одной из разработанных альтернатив являются композиты с металлической матрицей (MMC). MMC предлагает уникальные и превосходные характеристики для металлических покрытий, включая твердость, износостойкость и защиту от окисления при высоких температурах. Этот хром альтернативы ГМК включает в себя карбид хрома кобальта , карбид вольфрама , никеля и карбида хрома , никеля .

Обшивка ствола

Этот метод гальваники является одним из наиболее часто используемых в промышленности для обработки большого количества мелких объектов. Объекты помещаются в бочкообразную непроводящую клетку, а затем погружаются в химическую ванну, содержащую взвешенные атомы металла, который должен быть нанесен на них. Затем ствол вращается, и электрические токи проходят через различные части ствола, замыкая цепи, когда они касаются друг друга. В результате получается очень однородный и эффективный процесс нанесения покрытия, хотя отделка конечных продуктов, вероятно, будет страдать от истирания во время процесса нанесения покрытия. Он не подходит для очень декоративных или точно спроектированных предметов.

Чистота

Чистота важна для успешного гальванического покрытия , поскольку молекулярные слои масла могут препятствовать адгезии покрытия. ASTM B322 — это стандартное руководство по очистке металлов перед нанесением гальванических покрытий. Очистка включает очистку растворителем, очистку горячим щелочным моющим средством, электроочистку, кислотную обработку и т. Д. Наиболее распространенным промышленным тестом на чистоту является тест на разрыв воды, при котором поверхность тщательно ополаскивается и удерживается в вертикальном положении. Гидрофобные загрязнения, такие как масла, заставляют воду рассыпаться и расслаиваться, позволяя воде быстро стекать. Идеально чистые металлические поверхности гидрофильны и будут удерживать непрерывный слой воды, который не скатывается и не стекает. ASTM F22 описывает версию этого теста. Этот тест не обнаруживает гидрофильных загрязнителей, но гальваника может легко их вытеснить, поскольку растворы на водной основе. Поверхностно-активные вещества, такие как мыло, снижают чувствительность теста, и их необходимо тщательно смыть.

Последствия

Гальваника изменяет химические, физические и механические свойства детали. Пример химических изменений, когда никель обшивка улучшает коррозионную стойкость. Примером физического изменения является изменение внешнего вида. Примером механического изменения является изменение прочности на разрыв или твердости поверхности, что является обязательным атрибутом в инструментальной промышленности. Гальваническое покрытие кислотным золотом нижележащих цепей с медным или никелированным покрытием снижает контактное сопротивление, а также твердость поверхности. Покрытые медью участки из мягкой стали действуют как маска, если упрочнение таких участков нежелательно. Луженая сталь покрывается хромом для предотвращения потускнения поверхности из-за окисления олова.

Гальваническое или химическое нанесение покрытия может быть использовано как способ сделать металлическую деталь радиоактивной с помощью водного раствора, приготовленного из никель- фосфорных концентратов, которые содержат радиоактивные ионы гипофосфита 32 P.

Альтернативы гальванике

Существует ряд альтернативных способов получения металлических покрытий на твердых подложках, не связанных с электролитическим восстановлением:

  • Для нанесения покрытия методом химического восстановления используется ванна, содержащая ионы металлов и химические вещества, которые восстанавливают их до металла за счет окислительно-восстановительных реакций . Реакция должна быть автокаталитической , чтобы новый металл осаждался поверх растущего покрытия, а не осаждался в виде порошка через всю ванну сразу. Химические процессы широко используются для осаждения никель-фосфорных или никель-борных сплавов для обеспечения устойчивости к износу и коррозии, серебра для изготовления зеркал , меди для печатных плат и многого другого. Основное преимущество этих процессов перед гальваникой состоит в том, что они могут создавать покрытия одинаковой толщины на поверхностях произвольной формы, даже внутри отверстий, и подложка не обязательно должна быть электропроводной. Еще одно важное преимущество заключается в том, что им не нужны источники питания или аноды особой формы. К недостаткам можно отнести более низкую скорость осаждения, потребление относительно дорогих химикатов и ограниченный выбор металлов для покрытия.
  • Процессы иммерсионного покрытия используют реакции замещения, в которых субстратный металл окисляется до растворимых ионов, в то время как ионы металла покрытия восстанавливаются и осаждаются на его месте. Этот процесс ограничен очень тонкими покрытиями, поскольку реакция прекращается после того, как субстрат полностью покрыт. Тем не менее, у него есть несколько важных применений, таких как процесс химического никелирования иммерсионного золота (ENIG), используемый для получения позолоченных электрических контактов на печатных платах.
  • При распылении используется мощный электронный луч для выброса микроскопических частиц металла на подложку в вакууме.
  • При физическом осаждении из паровой фазы металл переносится на субстрат путем его испарения.
  • В химическом осаждении из паровой фазы используется газ, содержащий летучие соединения металла, которые осаждаются на подложке в результате химической реакции.
  • Золочение — это традиционный способ создания золотого слоя на металлах путем нанесения очень тонкого листа золота, удерживаемого клеем.

История

Вполне вероятно, что первые гальванические покрытия были сделаны в эпоху Парфянской империи . Вильгельм Кёниг был ассистентом в Национальном музее Ирака в 1930-х годах. Он наблюдал ряд очень прекрасных серебряных предметов из древнего Ирака, покрытых очень тонкими слоями золота, и предположил, что они были гальваническими. Он подтвердил свою идею, сославшись на возможную парфянскую батарею, обнаруженную в 1938 году возле метрополии Ктесифон , столицы Парфянской (150 г. до н.э. — 223 г. н.э.) и Сасанидской (224–650 г. н.э.) империй Персии . Было ли устройство на самом деле аккумулятором, и если да, то для чего оно использовалось, остается предметом споров среди исследователей.

Современная электрохимия была изобретена итальянским химиком Луиджи Валентино Бругнателли в 1805 году. Бругнателли использовал изобретение своего коллеги Алессандро Вольта пятью годами ранее, гальваническую батарею , для облегчения первого электроосаждения. Изобретения Бругнателли были запрещены Французской академией наук и не стали использоваться в общей промышленности в течение следующих тридцати лет. К 1839 году ученые в Великобритании и России независимо друг от друга разработали процессы осаждения металлов, аналогичные методам Бругнателли для гальваники медью пластин печатного станка .

Борис Якоби в России не только заново открыл гальванопластику, но и разработал гальванопластику и гальванопластику . Гальванопластика быстро вошла в моду в России, и такие люди, как изобретатель Петр Багратион , ученый Генрих Ленц и писатель-фантаст Владимир Одоевский, внесли свой вклад в дальнейшее развитие технологии. Среди наиболее одиозных случаев гальваническое использования в середине 19-го века в России были гигантские гальванопластические скульптуры Исаакиевского собора в Санкт — Петербурге и золотом гальваническим купол в Храме Христа Спасителя в Москве , самый высокий православный храм в мире .

Никелирование

Вскоре после этого Джон Райт из Бирмингема , Англия, обнаружил, что цианид калия является подходящим электролитом для гальваники золота и серебра. Сподвижники Райта, Джордж Элкингтон и Генри Элкингтон, получили первые патенты на гальванику в 1840 году. Эти двое затем основали гальваническую промышленность в Бирмингеме, откуда она распространилась по всему миру. Вулрич Электрический генератор 1844, в настоящее время в Thinktank, Бирмингем Музей науки , является самым ранним электрический генератор используется в промышленности. Его использовали Элкингтонс .

Norddeutsche Affinerie в Гамбурге был первый современный гальванический завод начинает производство в 1876 году.

По мере роста науки об электрохимии , стало понятным ее отношение к гальванике, и были разработаны другие типы недекоративного гальванического покрытия металлов. Промышленное гальваническое покрытие никеля , латуни , олова и цинка было развито к 1850-м годам. Гальванические ванны и оборудование, основанные на патентах Elkingtons, были увеличены для размещения покрытия многочисленных крупномасштабных объектов и для конкретных производственных и инженерных приложений.

Гальваническая промышленность получила большой импульс с появлением в конце 19 века электрических генераторов . При наличии более высоких токов металлические компоненты машин, оборудование и автомобильные детали, требующие защиты от коррозии и улучшенных свойств износа, а также лучшего внешнего вида, могут обрабатываться в больших объемах.

Две мировых войны и растущая авиационная промышленность дали толчок к дальнейшим разработкам и усовершенствованиям , включая такие процессы , как жесткое хромирование , бронзы обшивку сплава, сульфаматное никелирование, наряду с многочисленными другими процессами металлизации. Гальваническое оборудование превратилось из деревянных резервуаров, покрытых гудроном вручную, до автоматизированного оборудования, способного обрабатывать тысячи килограммов в час деталей.

Одним из первых проектов американского физика Ричарда Фейнмана была разработка технологии нанесения гальванического покрытия на пластик . Фейнман превратил оригинальную идею своего друга в успешное изобретение, позволив своему работодателю (и другу) сдержать коммерческие обещания, которые он дал, но не смог бы выполнить иначе.

Раствор цинка испытан в ячейке Халла

Корпусная ячейка

Ячейка Харинга – Блюма

Клетка корпуса представляет собой тип испытательной ячейки используется для качественно проверить состояние гальванической ванны. Он позволяет оптимизировать диапазон плотности тока, оптимизировать концентрацию добавок, распознавать эффекты примесей и указывать способность к выбросу макроэлементов. Ячейка Халла воспроизводит гальваническую ванну в лабораторных масштабах. Он заполнен образцом гальванического раствора, соответствующий анод подключен к выпрямителю . «Работу» заменяют испытательной панелью с ячейками корпуса, на которую будет нанесено покрытие, чтобы показать «здоровье» ванны.

Ячейка Халла представляет собой контейнер трапециевидной формы, вмещающий 267 мл раствора. Такая форма позволяет размещать испытательную панель под углом к ​​аноду. В результате осаждение наносится при различной плотности тока, которую можно измерить линейкой корпуса. Объем раствора позволяет количественно оптимизировать концентрацию добавки: добавление 1 грамма к 267 мл эквивалентно 0,5 унции / галлон в гальваническом резервуаре.

Ячейка Харинга – Блюма

Ячейка Харинга – Блюма используется для определения макро-метательной способности гальванической ванны. Ячейка состоит из двух параллельных катодов с неподвижным анодом посередине. Катоды находятся на расстоянии от анода в соотношении 1: 5. Макро-метательная мощность рассчитывается по толщине покрытия на двух катодах, когда постоянный ток пропускается в течение определенного периода времени. Ячейка изготовлена ​​из плексигласа или стекла.

Смотрите также

Ссылки

Библиография

  • Дюфур, Джим (2006). Введение в металлургию (5-е изд.). Кэмерон.

внешние ссылки

Что такое гальваника в ювелирном деле

Гальванизация — нанесение одного варианта металла на другой при помощи погружения в среду электролита. В ювелирном мастерстве нередко используют напыление золотом, серебром, родием и золотыми сплавами. Цель использования методики — украшение и декорация готового изделия, а также повышение устойчивости к механическим повреждениям и продление блеска благородных металлов. Самый распространенный вид гальванического покрытия в ювелирном деле — родирование, золочение и оксидирование.

Особенности и технология гальванизации

Гальваническое покрытие ювелирных украшений используется давно. Оно позволяет улучшить физико-технические свойства драгоценностей. А сам процесс отличается экономичностью.

Гальванизация происходит при помощи погружения украшения в раствор солей и кислот, выступающих в роли электролитов. При пропускании постоянного электротока через такой состав происходит перемещение покрытия на драгоценный металл. Сама химическая реакция известна всем со школьной скамьи, где во время уроков химии проводили подобные эксперименты с недрагоценными сплавами.

Процесс нанесения гальванического покрытия на изделия практически полностью автоматизирован. Украшения опускаются в большие ванны, изготовленные из листовой стали толщиной от 3 до 5 мм. Вместительность таких емкостей — от 1 до 300 л. Дополнительно они оснащены системой подогрева и вентиляции, что необходимо для обеззараживания процесса. А также в конструкции предусмотрены специальные карманы, в которые уходит пена и масла.

Для родирования используют отдельные типы ванн, изготовленные из стекла для обеспечения чистоты электролиза.

Разновидности ванн для гальванизации

Для получения ровного гальванического покрытия в ювелирном деле используют различные ванны. К основным видам относят:

  1. Стационарные ванны прямоугольной формы, которые установлены на больших ювелирных производствах.
  2. Барабанные или колокольне вращающиеся модели. В них процесс золочения проходит на 20-30% медленнее, чем в первом подтипе, но качество несколько выше.

А также ванны различаются по вместительности:

  • от 15 до 30 л — используют для золочения;
  • от 100 до 500 л — для покрытия поверхности серебром;
  • от 1 до 2 литров — для родирования.

Нагрев конструкции осуществляется при помощи пара или электротока. Перемешивание электролита осуществляется под воздействием давления сжатого воздуха или вращения катодной штанги.

Как ювелиры подготавливают изделия для гальваники

Если объяснить простыми словами, что такое гальваника в ювелирном деле, — это улучшение качества драгоценных сплавов за счет покрытия дополнительным слоем металла. При этом каждый ювелир знает, что чем лучше будет подготовлена поверхность, тем выше качество покрытия получится в итоге.

В качестве основных шагов подготовки материала к нанесению гальванического покрытия выделяют:

  1. Механическая обработка поверхности включает тщательную полировку. Нередко применяют кварцевание, которое исправляет внешние дефекты и создает эффект зеркального блеска.
  2. Химическая обработка подразумевает устранение жирных загрязнений и оксидов с поверхности. Обезжиривание необходимо для ровности нанесения слоя гальваники. При этом химическое воздействие происходит в 2 этапа: обработка органическим раствором, затем щелочное воздействие.
  3. Промывка в горячей и холодной проточной воде.
  4. Декапирование поверхности — создание небольшой шероховатости поверхности, что нужно для высокой сцепки гальванического слоя с основной. Декапирование перед золочением проводится в 5-7%-ном растворе соляной кислоты, под серебро — в 5-10%-ном растворе серной кислоты.

Интересный факт. Химическому обезжириванию подвергается только отдельная группа ювелирных изделий. Если применяется электрохимический метод покрытия другим металлом, то в процессе пропускания тока происходит естественное обезжиривание.

Каждый профессиональный ювелир изучает особенности гальваники в ювелирном деле еще на стадии обучения мастерству. Нередко этим процессом занимаются отдельные специалисты, которые добиваются идеальной ровности покрытия.

5 секретов гальваники, о которых часто молчат ювелиры

Профессиональная ювелирная гальваника имеет свои секреты. Мастера, которые постоянно работают с покрытием одного драгметалла другим, делятся своими «тайнами»:

  1. Идеальное покрытие получается только при повторении процедуры 10 раз подряд.
  2. На весь процесс гальванической обработки одной партии изделий уходит несколько часов.
  3. Если процедура гальванизации будет проведена не в герметичных условиях, то придется все переделывать. Даже одна пылинка деформирует все покрытие, и изделие будет испорчено.
  4. После гальванизации легко оценить, насколько хорошо свою работу выполнили ювелиры. Все дефекты становятся заметными.
  5. Толщина идеального готового покрытия может быть тоньше человеческого волоса. Но при этом чем оно толще, тем прочнее и надежнее.

В результате мастера, работающие с нанесением гальванического покрытия на ювелирные изделия, — настоящие чудотворцы. Простой процесс имеет сотни нюансов, которые обязательно учитываются профессионалами. Одна ошибка приводит к полной переделки всей партии драгоценностей.

Достоинства гальваники в ювелирном деле

Зачем покупателям обращать внимание на наличие гальванического слоя? Все просто. Именно он дает следующие преимущества:

  • повышает износостойкость украшений;
  • улучшает качество отражения света от поверхности, что увеличивает блеск;
  • повышает стойкость к коррозии и защищает от потемнения.

Незаметный слой имеет только один недостаток — со временем он стирается. Но для владельца кольца или цепочки из золота и серебра такие дефекты будут незаметны, кроме вариантов, когда золочением меняют цвет серебра. Но восстановить гальваническое покрытие можно, обратившись в ближайшую ювелирную мастерскую.

Гальваническое покрытие. Технология гальванических покрытий. Гальваника

Гальванической покрытие представляет собой метод покрытия одного металла каким-то другим посредством электролиза. Эта процедура осуществляется с использованием традиционных методов погружения. После предварительной подготовки печатные платы загружают в гальваническую ванну, представляющую собой емкость из диэлектрика, которая наполнена электролитом и снабжена анодами (они могут быть растворимыми и нерастворимыми), а также устройством для поддержания температуры и перемешивания раствора.

©

Обработка плат

Пропускание постоянного тока приводит к тому, что непокрытые защитной маской и подключенные к электроду участки платы покрываются слоем никеля или золота определенной толщины. Правильное расположение анодов гарантирует, что толщина покрытия будет примерно равномерной.

Золочение печатных плат обычно производится с использованием двухстадийного процесса. Сначала их погружают в ванну, где гальваническим способом наносится никель. При этом используется высокая плотность тока, благодаря которой из кислого раствора осаждается слой никеля, толщина которого составляет 0,05-0,1 мкм. Благодаря этому обеспечивается прочное сцепление никеля и меди, что позволяет уменьшить пористость покрытия, а также предотвратить проникновения меди в золотой слой. После промывки изделия обычно перемещают в ванну золочения, где производится наращивание слоя золота до 0,5 мкм из электролита.

Гальваника и декорирование

Уже в древние времена существовала декоративная отделка художественных металлов. Современное производство предполагает, что для придания каких-то особых свойств поверхности металла будет использоваться гальваническая обработка. Защитные покрытия из благородных металлов можно получить благодаря осаждению металлов из солевых растворов под действием электрического тока. Благодаря таким покрытиям удается достаточно длительное время сохранить цвет и блеск ювелирных изделий. Они не только предотвращают потемнение изделий, но и обладают превосходным полирующим эффектом. К примеру, гальваническое покрытие золотом или серебром позволяет надолго сохранить цвет и блеск ювелирного изделия.

Существует несколько разных вариантов этого процесса, каждый из которых предполагает использование того или иного металла:

— хромирование;

— меднение;

— цинкование;

— никелирование;

— олово-висмутовое покрытие;

— химическое оксидирование;

— химическое пассивирование;

— анодирование;

— электрополировка.

©

Хромирование

Это диффузное насыщение стальной поверхности хромом либо осаждение на детали слоя вещества из электролита под действием электротока. В данном случае гальваника ориентирована на защиту от коррозии, применяется для декорирования либо для увеличения степени твердости поверхности. Хромирование в промышленности может использоваться и для декорирования. В данном случае основная цель процедуры – придание металлической поверхности красивого эффектного блеска. Деталь перед нанесением хрома должна быть отполирована.

Свойства покрытия

Твердое хромовое покрытие характеризуется жаростойкостью, высокой степенью износостойкости, плохой смачиваемостью, низким коэффициентом трения, а также незначительной пластичностью. Кроме того, поверхность получает такие свойства, как устойчивость в плане трения, способность выдерживать распределительную нагрузку, а также недостатком, связанным с легкостью разрушения под действием сосредоточенных ударных нагрузок. Гальваническое покрытие в форме молочного хрома обладает невысокой степенью износостойкости и твердости, малой пористостью. Поверхность получает защиту от коррозии, при этом сохраняя привлекательный декоративный вид.

©

Использование хромирования в промышленности

Основная цель, с которой оно используется в промышленности, это придание детали таких свойств, как повышенная износостойкость, увеличенная устойчивость к коррозии, а также сниженное трение. Благодаря этому процессу сталь становится прочнее, не подвергается газовой коррозии, а также не разрушается в морской и обычной воде, азотной кислоте. Гальваническое покрытие данного типа приводит к тому, что поверхностные дефекты становятся только значительнее, из-за чего требуется производить последующую обработку, так как в данном случае нет эффекта выравнивания.

Меднение

Использование медных покрытий актуально в тех случаях, когда требуется повысить электропроводность, а также их применяют в качестве промежуточного слоя на стальных изделиях перед тем, как будет нанесено хромовое, никелевое или иное покрытие. Так удается обеспечить более качественное сцепление, а также повысить защитную способность. Гальваническое покрытие медью обычно не используется в качестве самостоятельного или декоративного. Благодаря тому, что данный металл способен предотвращать образование искр, изделие можно использовать в нефтяной и газовой промышленности.

©

Применение меднения

Данный процесс используется для нанесения покрытия из меди на стальные изделия либо на стальную проволоку. Часто этот вид покрытия применяется для защиты отдельных участков изделий из стали от цемента, а обработке при этом подвергаются те участки, которые дальше предполагается обрабатывать резанием.

//avatars-fast.yandex.net/get-direct/jVJMkwWHIPGOxANImuf1hA/x180

Гальванические покрытия металлов в данном случае часто применяются в нефтегазовой отрасли, чтобы исключить образование искр, в электроэнергетической сфере для последующего нанесения многослойных покрытий, предназначенных для защиты и декорирования, в производстве печатных плат, для улучшения пайки, а также для многого другого. Поверхность приобретает цвет от светло-розового до темно-красного. Оттенки обычно не нормируются.

©

Цинкование

Одним из наиболее распространенных методов для защиты металлических изделий является цинкование. Обычно его применяют для обработки разнообразных легированных или углеродистых марок стали. Нанесение гальванических покрытий данного типа достаточно востребовано для защиты изделий из проволоки и крепежных элементов. Попадая во влажную среду, цинковая поверхность выступает в качестве анода, благодаря чему замедляются окислительные реакции, а основной металл при этом получает надежную защиту от негативных факторов среды.

Гальваника данного типа может использоваться только после того, как металлических изделия будут обработаны особым образом. Для этого следует очистить их от ржавчины, окалины, технических средств смазочно-охлаждающего назначения. Когда процесс гальванического цинкования будет завершен, изделие должно подвергнуться осветлению, то есть его протравливают слабым раствором азотной кислоты, после чего проводят пассивацию. Так не только удается увеличить устойчивость оцинкованных изделий к негативным факторам, но и сделать их более декоративными, то есть придать блеск и определенный оттенок. Технология гальванических покрытий в данном случае предполагает толщину цинкового слоя от 6 мкм до 1,5 мм.

©

Никелирование

Защита металлических изделий может осуществляться с использованием различных технологий. Одной из наиболее востребованных и распространенных на данный момент является никелирование. Такая популярность объясняется химическими свойствами никеля. Он обладает высокой степенью устойчивости к коррозии в водной среде, а оксид никеля предотвращает последующее окисление металла. Помимо этого, никель слабо поддается воздействию солей, кислот и щелочей, за исключением азотной кислоты. К примеру, гальваническое покрытие толщиной 0,125 мм надежно защищает от большинства промышленных газов, характеризующихся повышенной агрессивностью. Очень важен и такой момент: никелированию поддаются почти все металлы, благодаря чему такой способ можно применять для дополнительной обработки изделий.

Использование никелирования уместно для решения целого ряда задач:

— обеспечение защиты металлических изделий;

— использование в качестве декоративного покрытия;

— формирование предварительного слоя, который будет подвергнут дальнейшей обработке;

— восстановление деталей и узлов.

Покрытие характеризуется повышенной износостойкостью и твердостью и рекомендовано для деталей, которые работают в условиях трения, в особенности при отсутствии какой-либо смазки, используется для защиты от коррозии, а также обеспечения качественной пайки низкотемпературных припоев, все это прописано в ГОСТ. Гальванические покрытия обладают повышенной хрупкостью, поэтому не рекомендовано производить развальцовку и гибку деталей, прошедших процедуру никелирования. Его рекомендуется применять для сложнопрофилированных деталей. После процедуры термообработки в условиях температуры 400 градусов Цельсия покрытие приобретает максимальную твердость.

©

Олово-Висмут

Оловянное покрытие характеризуется стойкостью к действию соединений, содержащих серу, поэтому рекомендуется для деталей, которые находятся в контакте с резиной и пластмассами. Среди его свойств можно назвать превосходное сцепление с основным металлом, эластичность, способность к изгибу, вытяжке, штамповке, развальцовке, прессовой посадке, а также хорошее сохранение при свинчивании. Свежеосажденное оловянное покрытие хорошо поддается пайке.

Выводы

Гальваническое покрытие позволяет улучшить токопроводящие характеристики деталей, придавая им превосходные свойства электроизоляции, а также защищая от воздействия различных веществ. Кроме того, этот способ позволяет получить отличные поверхности, имеющие зеркальный вид, а также имитирующие покрытие эмалью. Сложно переоценить, насколько гальваника важна в современном производстве, так как развитие технологий позволило сделать процесс более совершенным.

Статьи по теме:

Гальваническое покрытие металла: виды, методы, описание процесса

Гальваническое покрытие – это химический метод нанесения металлической пленки для защиты изделий и придания им дополнительных характеристик: устойчивости к коррозии, твердости, износостойкости, декоративности и т. д. В дополнительной защите нуждается любое металлическое изделие, гальванической изоляцией покрывают даже алюминиевые детали.

Принцип

Схема, по которой реализуется гальваническое покрытие металла, довольно проста. В нее входит изделие, на которое наносится защитное покрытие, емкость с раствором электролита, куда помещается изделие. Третьим участником процесса является металлическая пластина, на которую подается положительный заряд тока, она выполняет функции анода, помещенное в раствор изделие становится катодом, куда подается отрицательный заряд.

При замыкании электрической сети металл анода (пластины) растворяется в электролите и под действием тока устремляется к отрицательно заряженному изделию (катоду), тем самым создавая прочное покрытие. Электролит является проводящим раствором для перемещения металлов с анода на катод. Размер емкостей (ванн) с электролитом бывает разным, в зависимости от производственных задач.

Изделия больших размеров размещают на подвесах, через которые пропускают отрицательный заряд, конструкция удерживается на весу в объеме ванной. Мелкие изделия получают гальваническое покрытие в ваннах барабанного типа, где одновременно гальванизируется большое количество продукции. В этом случае отрицательный заряд подается на барабан, вращающийся в емкости с электролитом, куда заведен анод.

Существуют колокольные наливные ванны, где гальваническое покрытие одновременно наносится на большое количество очень мелких деталей, например на метизы. В емкости засыпают продукцию, заливают электролитный состав и устанавливают анод. Ваннам придается медленное вращение, в процессе которого изделия равномерно покрываются защитным металлом.

Методы

Гальванический метод покрытия изделий позволяет создать стойкое защитное покрытие на металлах, изолируя детали от агрессивного воздействия рабочих сред. Изоляция может быть создана из различных металлов, нанесение осуществляется анодным и катодным напылением.

Катодное покрытие характеризуется тем, что при малейшем нарушении целостности нанесенного слоя металл под ним разрушается более интенсивно, чему способствует сама технология покрытия. Примером быстрой эрозии служат изделия из луженого металла, где изоляционным слоем служит олово.

Анодное нанесение гальванических покрытий имеет иные характеристики. При возникновении условий угрозы коррозии разрушению подвергается гальваническая изоляция, металл длительное время остается нетронутым. Анодированные изделия надежно защищены от агрессивных сред, механических повреждений. Наиболее распространенный вид изоляции – цинкование. Метод позволяет сохранить все характеристики обрабатываемого изделия, его внешний вид, форму и размеры.

Цели

Гальванические покрытия разделяются на несколько видов в зависимости от целей применения изделия:

  • Защитно-декоративные. Целью нанесения является получение высоких эстетических характеристик и защита продукции от разрушающих факторов.
  • Защитные. Изолируют металлические детали от действия агрессивных сред, механических повреждений.
  • Специального назначения. Гальваническое покрытие наносится для получения новых свойств – повышенной износостойкости, увеличения характеристик твердости, получения магнитных, электроизоляционных свойств готового изделия. В некоторых случаях гальванизацию используют для восстановления первоначального вида изделия или после длительной эксплуатации.

Виды покрытий

Гальванический способ покрытия реализуется нанесением различных металлов на изделие, каждый из них имеет свои особенности и цели в дальнейшей эксплуатации детали или предмета:

  • Серебрение – увеличивает эстетическую ценность, защищает от коррозии, улучшает отражающие, токопроводящие характеристики. Вид нанесения востребован при производстве статических реле, контакторов, электромагнитных реле, электромагнитных пускателей, микросхем и другой электронной продукции.
  • Никелирование – наиболее востребованное гальваническое покрытие стали, медных и алюминиевых изделий. Никелевый слой надежно защищает изделия или детали машин от ржавчины, образующейся под воздействием внешней среды, а также от видов коррозии, возникающих вследствие загрязнения агрессивными средами рабочей среды – щелочами, кислотами, солями. Никелированные изделия демонстрируют высокую устойчивость к сильным механическим повреждениям, истиранию.
  • Хромирование – увеличивает износостойкость, твердость анодированных поверхностей, позволяет улучшить внешний вид, восстановить поврежденные детали до первоначальных параметров. В зависимости от изменений технологического режима получают гальваническое покрытие с различными параметрами и свойствами – серое матовое (увеличение твердости, но низкая износоустойчивость), блестящее (высокие показатели износостойкости, твердости), молочное пластичное (эстетичность, высокая степень антикоррозионной защиты, низкая твердость), цинкование – антикоррозионная обработка цельных стальных листов, частей автомобилей, строительно-отделочных материалов.
  • Гальваническое золотое покрытие – используется в ювелирном деле, электронной промышленности и других сферах. Слой золота придает деталям высокие отражающие свойства, эстетичность, защиту от коррозии, повышает токопроводящие качества.
  • Омеднение – часто используется для покрытия металла в целях защиты от коррозии, медь повышает токопроводящие качества, металл с таким покрытием часто используются для производства электропроводников, эксплуатируемых на открытом воздухе.
  • Латунирование – используется для защиты от коррозионного повреждения сталей, алюминия и сплавов. Слой латуни обеспечивает необходимую адгезию металлических деталей с резиной.
  • Родирование – специальное покрытие, наносимое для придания деталям высокой устойчивости в химических агрессивных средах, получения дополнительной механической износоустойчивости. Также покрытие родием придает изделиям декоративность, бережет серебряные предметы от окисления, тусклости.

Регуляция качества и технологических процессов гальванического покрытия происходит с помощью ГОСТ 9.301-78.

Подготовительный этап

Нанесение гальванического покрытия – это многоуровневый технологический процесс, реализуемый в три основных этапа (подготовка, нанесение покрытия, заключительная обработка готового изделия).

Подготовка поверхностей для дальнейшей гальванизации – наиболее трудоемкий и ответственный этап всего процесса. От правильности и достаточности его проведения зависит качество полученного защитного покрытия. При наличии на поверхности металла малейших следов жира и оксидной пленки получение однородной сплошной защитной пленки будет невозможно – покрытие не сможет проникнуть в слои основного металла, могут образоваться пузыри, разрывы и т. д.

Дефекты могут возникнуть на местах, где остались заусенцы, неровности поверхности, в местах плохо отшлифованных спаев, недостаточно очищенных от пыли местах. Гальваническое покрытие требует низкой шероховатости поверхности, тщательного очищения после шлифовки и обязательной обработки обезжиривающими средствами.

Виды обработки деталей

Механическая обработка и достижение идеальной гладкости металлических деталей достигается в домашних условиях шлифованием поверхности наждачной бумагой и другими абразивами, в промышленных масштабах используются пескоструйные, химические, автоматизированные методы достижения результатов. На подготовительном этапе проводят изоляцию деталей или отдельных мест, не подлежащих гальванизации.

В зависимости от вида наносимого металла проводят различную подготовку. Перед цинкованием или кадмированием поверхность защищаемой детали обезжиривают и протравливают. Хромирование и никелирование предваряют механической шлифовкой, обезжириванием, удалением оксидной пленки. Обезжиривание проводится в два этапа – стартовые работы и полное обезжиривание.

Предварительно детали промывают растворителями – уайт-спиритом, бензином, специальными органическими смесями и т. д. Окончательную обработку реализуют при помощи щелочных растворов или электрохимическим методом. После чего детали промывают горячей водой, проводят активацию и легкое протравливание металла для удаления мельчайших пленок окислов, что улучшает адгезию поверхности детали с гальваническим покрытием металла.

Как реализуется процесс

Осаждение защитного слоя металла на изделиях проводится при помощи специального оборудования. Различия нанесения видов гальваники отражены в рецептуре используемого электролита.

Гальванический метод покрытия металлов и других материалов происходит следующим образом:

  • Гальванические ванны заполняются электролитическим раствором. В них помещают аноды и обрабатываемые изделия. Размер и вид ванны зависят от величины деталей, требующих покрытия.
  • Нагревательное устройство доводит температуру электролитического состава до нужного технологически обоснованного значения.
  • В конструкцию подается ток от источника, оснащенного регулятором напряжения.
  • Процесс гальванического покрытия занимает определенное время, его величина обуславливается размером детали, достижением необходимой толщины защитного слоя.

Особенности процесса

В некоторых случаях при гальваническом методе покрытия обрабатываемые детали навешивают на катодную штангу, расположенную в ванной, а на анодной штанге размещают пластины металла, который будет покрывать изделия. Для получения определенных характеристик покрытия в электролит могут вводиться соли металлов, органические соединения, блескообразователи и т. д.

Для ускорения процесса перенесения металлов электролит перемешивают, что дает возможность применять большую плотность тока. Реверсирование направления тока позволяет получать гладкую поверхность.

Точное время длительности гальванического процесса покрытия устанавливается опытным путем – нанесением защитного слоя на деталь, измерением толщины получаемого слоя за определенный отрезок времени при заданных условиях технологического процесса. Особое внимание на этапе приладки уделяют толщине слоя в углублениях и полостях обрабатываемой опытной детали.

Толщина слоя

Толщина гальванического покрытия определяется согласно данным о средних толщинах наносимого слоя, зависит от условий, в которых будет эксплуатироваться деталь. Они делятся на группы:

  • Легкие условия (ЛС) – детали используются в закрытых отапливаемых помещениях с относительно сухой атмосферой, или изделие будет эксплуатироваться в течение непродолжительного срока во внешней среде, где нет активных коррозионных агентов. Толщина однослойного покрытия составляет около 7 мк, многослойного – 15 мк.
  • Средние условия (СС) – детали будут использоваться в среде со средней влажностью, загрязнением, небольшими количествами топливных, промышленных выбросов или испарений морской воды. Толщина однослойного покрытия составляет 15 мк, многослойного – 30 мк.
  • Жесткие условия (ЖС) – предусматривают эксплуатацию деталей в условиях высокой влажности, повышенного уровня загрязнений промышленными газами, отходами топлива, твердыми веществами, пылью. Толщина однослойного покрытия – 30 мк, многослойного – 45.

Данные о толщине гальванического покрытия деталей одним слоем содержит ГОСТ 2249-43. Сюда относятся цинковые покрытия. Контролирует многослойное нанесение гальванического покрытия ГОСТ 3002-45 (никелевые покрытия). Толщина слоя может быть изменена по конструктивным требованиям или в тех случаях, когда обрабатываемая деталь рассчитана на короткий срок эксплуатации. Срок службы цинкования – до 5 лет, для остальных видов покрытий – до 3 лет.

Обработка готового изделия

Гальваническое покрытие деталей завершается этапом дополнительной обработки. В этом процессе реализуются следующие операции:

  • Осветление.
  • Окраска лакокрасочными составами.
  • Пассивирование.
  • Обезводороживание.
  • Промасливание или полировка.
  • Выполнение серебрения составами против тусклости.

Осветление и пассивирование повышают антикоррозионные свойства оцинкованных изделий и кадмиевых покрытий. Процесс пассивирования – это погружение изделий в специальный раствор, образующий на поверхности детали защитную пленку толщиной до 1 мкм.

Изделия из стали, меди с гальваническим покрытием дополнительно обрабатывают маслами – промасливают. Это делается в целях улучшения защитных качеств металлической изоляции и способствует повышению антикоррозионной устойчивости.

Контроль качества

Требования к качеству гальванического покрытия зависят от условий эксплуатации обработанного изделия. Для оценки нанесения используются такие виды контроля:

  • Оценка внешнего вида детали путем визуального осмотра, сравнения с эталонными образцами (чистота поверхности, цвет, наличие или отсутствие блеска).
  • Определение толщины гальванического покрытия и пористость производится в лабораторных условиях (измерение).
  • Устойчивость к коррозии согласно ТУ или ГОСТ (испытание).
  • Механическая, физическая устойчивость (отражательные свойства, пластичность, износостойкость, электрическое и температурное сопротивление, твердость и пр.)

Преимущества

К преимуществам данного метода защиты металлических изделий относятся:

  • Высокие антикоррозионные качества.
  • Стойкость к механическим и физическим повреждениям.
  • Сопротивляемость агрессивным средам природного и промышленного происхождения.
  • Низкая пористость покрытия.
  • Твердость, износостойкость.
  • Возможность регулировать толщину наносимого покрытия в процессе нанесения.

К недостаткам метода относится большой расход электроэнергии, экологические угрозы, высокая стоимость очистных мероприятий.

Гальваника и гальваническое покрытие алюминия — цветных металлов анодирование, химическое оксидирование, многослойное покрытие, никель-медь-олово-висмут, меднение, цинкование, никелирование.

 

На нашем участке производства открыт Гальванический цех.

Гальваника  — это процесс обработки поверхности металлических изделий путем покрытия поверхности слоем другого металла или сплава.

Этот метод применяется для защиты поверхностей деталей от внешних агрессивных факторов и укрепления их прочностных характеристик. Нанесение цинка или хрома на поверхность изделия защитит его от коррозии и увеличит срок службы. Так же способствует повышению износостойкости.

Мы используем качественную химию  и отлаженный технологический процесс, что значительно повышает качество покрытий.Опытные специалисты и отлаженный процесс работы — это качественное покрытие и внешней вид.
 

Нанесение гальванических покрытий на алюминий, цветной металл в гальваническом цеху компании «Квалитет Пром»:

Стоимость гальванических работ

ООО «Квалитет Пром» оказывает услуги по гальванопокрытию для своих клиентов по оптимальным ценам, которые зависят от вида покрытий:

  • анодирование алюминия
  • анодирование цветное
  • оксидирование алюминия
  • химическое оксидирование алюминия
  • многослойное покрытие под пайку
  • многослойное покрытие олово-висмут
  • меднение алюминия
  • гальваническое покрытие медью
  • цинкование
  • гальваническое покрытие цинком
  • никелирование
  • гальваническое покрытие никелем
  • гальваническое покрытие оловом
  • покрытие олово-висмут
  • диэлектрическое покрытие алюминия
  • электропроводное покрытие алюминия
  • химическая пассивация
  • обезжиривание

а также от объема, сроков …

 

Примеры гальванического покрытия деталей из алюминия и других цветных металлов

 

Наши контакты:


Телефон: 8 (800) 222-48-48 (Звонок по России бесплатный)

Телефон: 8 (495) 966-00-30 (многоканальный)

Адрес: Москва, Зеленоград, ул. Конструктора Гуськова, д.2, стр.3

 

 

Руководство по гальваническим дефектам и проблемам

Бесплатная цитата 717.767.6702
  • Преимущества
  • Покрытия