Гальваническое покрытие медью: Гальваническое покрытие: назначение, виды, нанесение

Область применения меднения

Меднение может выполняться как самостоятельное покрытие, либо как предварительный слой при подготовке поверхности металлических изделий к последующей гальванизации другими металлами (хромом, серебром, никелем и др.). Медь используется в качестве промежуточного слоя по причине ее хорошей сцепляемости с различными металлами. Она сглаживает дефекты поверхности покрываемого изделия и служит хорошей основой для последующего слоя.

Как самостоятельное покрытие, медь используется для улучшения электропроводности, теплопроводности, а также для улучшения эстетических качеств изделий из металлов. К примеру, большой популярностью пользуется меднение антикварных изделий для придания им декоративных свойств.

Меднение играет важнейшую роль в электротехнике. Медные покрытия применяют при производстве электродов, контактов, электротехнических шин и других элементов, эксплуатирующихся под напряжением.

Омедненная поверхность служит отличной основой под пайку.

Меднение также применяют в гальванопластике, для изготовления копий деталей из металлов различной формы и размеров. (Изготавливается основа из пластика или воска, покрываемая токопроводящим лаком и медью). Этот процесс широко применяется в ювелирной промышленности, при производстве сувенирной продукции, матриц, рельефных скульптурных изображений и т. д.

Еще одной областью использования медного покрытия является защита металла от диффузии в нем углерода и цементации поверхности. Применяется в основном в тех местах стальных изделий, которые планируется подвергать резке.

Наши услуги

Предприятие «Укрпласт» предоставляет услуги по гальваническому покрытию металлов, в том числе, меднению стали, алюминия, цинковых деталей. Наши специалисты имеют многолетний опыт в данной области, и выполнят гальванические работы качественно и профессионально, без дефектов. На предприятии вы сможете рассмотреть всевозможные образцы покрытий медью и другими металлами. При необходимости, мы ответим на все интересующие Вас вопросы по данной теме.

Если Вы планируете производить меднение в домашних условиях, или создать собственный цех по выполнению гальванических работ, наши специалисты помогут Вам и в этом вопросе. Компания «Укрпласт» реализует оборудование — гальванические ванны различных объемов, линии для производства гальванических работ. Обращайтесь, и Вы получите квалифицированную помощь в максимально короткий срок.

Гальваническое покрытие алюминия и его сплавов

Цель гальванических покрытий алюминия и его сплавов — сочетать ряд ценных свойств основного металла  (сплава) и покрытия. Для защитно-декоративной отделки изделий из алюминия и его сплавов прибегают к нанесению комбинированных покрытий медь — никель — хром или никель — хром. В целях защиты от механического износа наносят сравнительно толстые покрытия из хрома, для сообщения антифрикционных свойств наносят покрытия из сплава свинец — олово или медь — олово. Для облегчения и ускорения процесса пайки алюминиевых изделий наносят оловянные, свинцовооловянные или серебряные покрытия. Последние используют также для уменьшения переходного сопротивления в местах контактов. Латунные покрытия обеспечивают прочное сцепление алюминия с резиной при горячем прессовании. Для защиты от заедания резьбовые алюминиевые детали цинкуют. Кадмированию подвергают узлы, в которых алюминиевые детали сопряжены со стальными, медными и другими деталями, в контакте с которыми усиливается коррозия.

Различные детали электронных приборов подвергают серебрению, золочению, покрытию платиновыми металлами и их сплавами.

Специфические трудности нанесения гальванических покрытий на изделия из алюминия и его сплавов связаны с наличием на их поверхности естественной окисной пленки, препятствующей прочному сцеплению между основой и покрытиями. Кроме того, сильно электроотрицательное значение потенциала алюминия, освобожденного от окисной пленки, приводит к вытеснению ионов покрываемого металла до начала прохождения электрического тока через раствор электролита, что тоже нарушает сцепление между покрытием и основой. Преодоление этих трудностей достигается специальными методами подготовки поверхности покрываемых изделий.

Наиболее распространенными методами подготовки поверхности алюминиевых изделий перед нанесением гальванических покрытий являются следующие: 1) цинкатный, 2) анодирование в фосфорной кислоте, 3) предварительное электролитическое осаждение тончайших цинковых или латунных покрытий.

Цинкатный метод подготовки поверхности алюминиевых изделий сводится к их кратковременному погружению (на 30—60 с) в раствор цинката натрия. Окисная пленка при этом растворяется и изделия покрываются тонкой пленкой цинка (0,1—0,15 мкм), предупреждающей поверхность от повторного окисления. При этом протекают следующие реакции. На анодных участках:
Al + ЗОН- →Al(ОН)₃ + Зе,
Al(OН)₃ → AlO₂ + H₂O + Н+
На катодных участках:
Zn(OH)₄ → Zn₂+ + 40H-,
Zn₂+ + 2e → Zn,
2Н+ + 2e → 2H → H₂.

Вследствие высокого перенапряжения водорода на цинке последняя реакция затруднена и образование цинковой пленки на поверхности алюминиевых изделий не сопровождается заметным выделением водорода.

Чем тоньше и плотнее цинковая пленка, тем больше прочность сцепления алюминиевой основы с гальваническим покрытием. Получению плотной пленки способствует введение в цинкатный раствор, помимо основных компонентов (окиси цинка и едкого натра), хлорного железа и сегнетовой соли, а также азотнокислого натрия. Ниже приводятся рекомендуемые составы цинкатных растворов (г/л) и их режимы:

Двукратное цинкование методом погружения часто обеспечивает лучшее сцепление между алюминиевой основой и гальваническим покрытием. После 10—15-сек выдержки в цинкатном растворе изделия промывают в воде и переносят в раствор азотной кислоты, разбавленной водой в отношении 1 : 1 для удаления цинкового покрытия. После тщательной промывки в воде изделия вновь погружают в цинкатный раствор.

Ниже приведена схема процесса нанесения гальванических покрытий на алюминиевые сплавы при подготовке их поверхности по цинкатному способу:

Для подготовки поверхности алюминиевых сплавов, легированных магнием, к нанесению гальванических покрытий рекомендуется погружать их в раствор сульфата цинка в присутствии фтористоводородной кислоты или в раствор фторбората цинка. Ниже приводятся составы этих растворов (г/л) и режимы:
1)       ZnSO₄·7H₂O …………….720
HF (48%-ная), % (объемн.) . .     3,5
Температура, °С…………..50
Продолжительность, с . . . .        20—60
2)       Zn(BF₄)₂………………75
рН……………………..3,0
Продолжительность, с. ………30

Анодирование в фосфорной кислоте применяют в США для алюминиевых сплавов, легированных медью и марганцем перед гальваническим меднением. Образующаяся при анодировании в фосфорной кислоте окисная пленка более тонка и более пориста, чем при анодировании в серной кислоте, но та часть пленки, которая обращена к алюминиевому сплаву (так называемый барьерный слой), толще, чем в серной кислоте. Поэтому анодирование в фосфорной кислоте проводят при повышенном напряжении (30—60 В).

Концентрация фосфорной кислоты колеблется в пределах 250—500 г/л, температура 25—30° С, плотность тока 1,0—2,0 А/дм², продолжительность анодирования около 10 мин, толщина окисной пленки примерно 3 мкм.

При анодировании в фосфорной кислоте встречается тем больше затруднений, чем чище алюминий: для нелегированного алюминия трудно обеспечить хорошее сцепление с гальваническим покрытием.

Рекомендуется первые слои меди осадить в пирофосфатном электролите при значениях рН = 7÷8 (рис. 122).

Рис. 122. Микрофотография алюминиевого образца, подвергнутого анодированию в фосфорной кислоте и последующему меднению и никелированию

Металл на оксидированном в фосфорной кислоте алюминии начинает осаждаться в порах в виде тонкодисперсных волокон, которые потом срастаются между собой, перебрасывая мостки чрез пленку. То обстоятельство, что сама окисная пленка прочно сцеплена с основой, обеспечивает также прочное сцепление с гальваническим покрытием.

В Англии и США широко применяют так называемый фогт-процесс, заключающийся в предварительном нанесении на алюминиевые изделия тончайших цинковых и латунных покрытий. Ниже приводятся составы электролитов (г/л) и их режимы для ванн цинкования (I) и латунирования (II):

По этой схеме обезжиренные изделия после промывки травят в течение 5 с в 5%-ной HF и осветляют в HNO₃ (1 : 1). После тщательной промывки изделия подвергают гальваническому покрытию с минимальными перерывами между операциями по схеме: цинкование — промывка в проточной воде — латунирование — промывка —  нейтрализация в слабом растворе винной кислоты — никелирование (в электролите без хлоридов) — промывка в холодной и горячей воде — демонтаж с подвесок — нагрев при 200—250° С в течение 30 мин.

При нанесении гальванических покрытий на подготовленные по одному из перечисленных выше методов алюминиевые изделия требуется соблюдать особые меры предосторожности. Дело в том, что цинковая пленка, полученная при погружении в раствор цинката, так же, как и цинковые и латунные пленки, полученные методом электроосаждения, чрезвычайно тонки и на них необходимо наносить первый слой металла из такого электролита и при таком режиме, чтобы их не повредить. В зарубежной литературе рекомендуется на подготовленные по цинкатному методу изделия наносить 1-й слой меди из цианистого электролита с небольшим содержанием свободного цианида. Ниже приводится состав такого электролита (г/л):
CuCN….. 42   Na₂CO₃ …. 30,0
NaCNобщ … 49       KNaC₄H₄O₆·4H₂O . 60,0
NaCNсвоб . . . До 3,8
Температура электролита в пределах 38—43° С, рН= = 10,2÷10,5.

Изделия завешивают в ванну под током и в течение 2 мин поддерживают плотность тока 2,5 А/дм², после чего ее снижают до 1,25 А/дм², по крайней мере в течение 3—5 мин. В дальнейшем можно при этом режиме наращивать слой меди до требуемой толщины, или после промывки в воде переносить изделия в медную кислую ванну.

При защитно-декоративном хромировании изделия после меднения покрывают никелем и хромом по общепринятой технологии — либо с промежуточной полировкой со всеми вспомогательными операциями, либо без них, если покрытие осуществляется в ваннах с блескообразователями. Вместо меднения в цианистом электролите можно при защитно-декоративном хромировании начинать с латунирования в электролите следующего состава (г/л):
CuCN …. 26
NaCN …. 45
Zn(CN)₂ … 11
Na₂CO₃ . .. 7,5
Температуру поддерживают в пределах 27—30° С, плотность тока около 1 А/дм², аноды — латунные с содержанием 70—75% Cu и 25—30% Zn.

Защитно-декоративное хромирование подготовленных по цинкатному методу изделий по схеме Ni—Cr или Ni—Cu—Ni—Cr можно осуществлять и без нанесения первого слоя меди или латуни в цианистых электролитах. Для этой цели можно по цинковой пленке наносить никель из обычного электролита, или из более подходящего для этой цели электролита состава (г/л):
NiSO₄·7H₂O…….100
Na₂SO₄·10H₂O…………..15
H₃ВO₃………………..10
Лимоннокислый натрий …        15
Температура электролита 40—45° С; плотность тока 1,5—2 А/дм²; рН~5,6. Прочное сцепление никелевого покрытия с алюминиевой основой обеспечивается только в результате 30-мин нагрева при температуре 200—250° С. Для предупреждения от окисления поверхности нагрев рекомендуется осуществлять в печи с инертной атмосферой в техническом касторовом масле или в вакууме. Если такой нагрев связан с трудностями, то перед нанесением на никель других гальванических покрытий тонкий слой окислов может быть удален либо полировкой, либо травлением в смеси серной и азотной кислот. Для легких условий эксплуатации можно ограничиться слоем никеля толщиной 10 мкм с последующим хромированием на толщину до 1 мкм; для жестких условий рекомендуется суммарная толщина покрытия Ni— Cu—Ni 50 мкм с тонким слоем хрома.

Износостойкому хромированию часто подвергают двигатели цилиндров (например, мотоциклов) из кремнистых алюминиевых сплавов. После обезжиривания в щелочном растворе и промывки следует 1—2-мин травление при температуре, не превышающей 15° С, в смеси HF : HNO₃ в отношении 1 : 5. Хромирование осуществляют в обычном электролите при температуре 60±2°С по режиму: первые 5 мин при плотности тока 35—45 А/дм², вторые 5 мин 45—65 А/дм², остальное время 65—80 А/дм².

Гальваническое лужение или покрытие свинцовооловянным сплавом (для облегчения и ускорения процесса пайки), подготовленных по цинкатному методу изделий осуществляют в обычных электролитах после никелирования и 30-мин прогрева или после меднения в цианистом электролите.

Цинкованию алюминиевые изделия подвергают сравнительно редко; лучшие результаты получаются после цинкатной обработки и электролитического цинкования в щелочно-цианистых электролитах.

Кадмирование применяют для защиты от контактной коррозии узлов, в которых алюминиевые детали сопрягаются с деталями из других металлов. Прочное сцепление кадмиевых покрытий с алюминиевой основой может быть обеспечено после предварительной одноминутной катодной поляризации при плотности тока 2,5 А/дм² в разбавленном по содержанию кадмия электролите и последующего кадмирования в рабочем электролите при плотности тока 1,5—3 А/дм² в течение времени, необходимого для осаждения слоя кадмия заданной толщины. Ниже приведены составы (г/л) рекомендуемых электролитов для предварительного покрытия (I) и рабочего электролита (II):
I      II
Cd………     7,5       27
NaCN…….  60,0      100
Помимо основных компонентов, в рабочий электролит вводят блескообразователь. Можно также кадмировать алюминий по медному или цинковому подслою после цинкатной обработки.

Серебрение алюминия осуществляют для повышения электропроводности и, в частности, для уменьшения переходного сопротивления в местах контактов. После цинкатной обработки изделия серебрят последовательно в трех ваннах с постепенно возрастающей концентрацией серебра и убывающей концентрацией свободного цианида. В первых двух ваннах изделия выдерживают по 10—15 с при плотности тока 1,5—2 А/дм². В этих ваннах выход металла по току небольшой и наблюдается интенсивное выделение водорода. В третьей ванне поддерживается плотность тока 0,5 А/дм² и процесс длится до получения слоя серебра заданной толщины. Ниже приводятся составы серебряных электролитов этих трех ванн (г/л):
I    II    III
Ag CN    1    5    30
К CN     90  68   60
Для легких условий эксплуатации можно ограничиться толщиной серебряного слоя 12,5 мкм, для средних условий эксплуатации 25 мкм, а для жестких условий 50 мкм.

Покрытие другими драгоценными металлами. Различные детали электронной аппаратуры, автоматики и телемеханики в зависимости от условий эксплуатации подвергают золочению или покрывают металлами платиновой группы. Золочение осуществляют после цинкатной обработки и нанесения медного подслоя из цианистого электролита или никелевого подслоя с последующим 30-минутным нагревом. Толстые золотые покрытия (до 25 мкм) могут быть получены из цианистого электролита (8 г/л Au, 20 г/л KCNсвоб, 20 г/л K₂НPO₄ и 20 г/л K₂СO₃) при температуре 65—70 °С и плотности тока 0,3—0,5 А/дм². В последнее время успешно применяют так называемые кислые цианистые электролиты золочения примерного состава (г/л) и режим:
Золото (в виде дицианоаурата калия) …………….10
Калий лимоннокислый…………80
Лимонная кислота ………….20
рН………….5,5-6
Температура, °С…………….70
Плотность тока, А/дм²…………0,5
Для повышения твердости и износостойкости золотых покрытий рекомендуется в электролит вводить 15 мг/л сурьмы в виде калия сурьмяновиннокислого. Покрытие при этом содержит до 1 % Sb, микротвердость достигает 180 кгс/мм².

Из металлов платиновой группы в новых отраслях техники наиболее широко применяют родиевое покрытие. Для алюминиевых изделий в одинаковой мере могут быть использованы после цинкатной подготовки медный и никелевый подслои. Тонкие родиевые покрытия порядка 1—2 мкм — могут быть получены из сульфатного электролита с содержанием 1—2 г/л Rh в виде сернокислой соли и 20—25 мл/л концентрированной серной кислоты. Для получения более толстых родиевых покрытий содержание родия в электролите необходимо повысить до 10—15 г/л и ввести 1 г/л селеновой кислоты, снижающей внутренние напряжения в покрытии и позволяющей довести его толщину до 25—50 мкм. Процесс осуществляется с нерастворимыми (платиновыми) анодами, при температуре 45—50° С и плотности тока 1—2 А/дм². Электроосажденный родий имеет твердость порядка 800 кгс/мм², большую коррозионную стойкость и по коэффициенту отражения света уступает только серебру. В отличие от серебра родий не тускнеет под действием сероводорода, и, будучи нанесен даже в тонких слоях (0,1—0,2 мкм) на серебро, защищает его от потускнения.

Все гальванические покрытия за исключением цинка катодны по отношению к алюминию, т. е. защищают его от коррозии только при условии отсутствия пор в покрытии. Беспористые покрытия обычно получаются в слоях достаточной толщины и при соблюдении правильного режима технологического процесса. Если алюминиевые детали эксплуатируются в условиях смазки, в сухой атмосфере или вакууме, то порами в покрытиях можно пренебречь.

В СССР и за рубежом промышленное применение получило лужение алюминиевых поршней (для целей притирки) методом погружения их в раствор станната натрия или калия. Поршни обезжиривают по одному из методов, принятых для алюминиевых сплавов. После промывки в воде их погружают на 20 с в разбавленную в отношении (1:1) азотную кислоту, вновь промывают в воде и на 3—4 мин погружают в раствор, содержащий 45—70 г/л Na₂Sn(OH)₆ или K₂Sn(OH)₆ при температуре 50—75° С. Вынутые из раствора станната поршни промывают в холодной и горячей воде. Толщина оловянного покрытия при таком режиме примерно 5 мкм, цвет покрытий белый, матовый. Станнат калия несколько дороже станната натрия, но растворы его более устойчивы и менее подвержены гидролизу. Оловянные покрытия, полученные методом погружения в раствор станната, недостаточно сцеплены с основой, чтобы изделия с такими покрытиями можно было подвергать пайке. Они не могут служить также промежуточным слоем для последующего электролитического осаждения олова. Для пайки необходима цинкатная обработка поверхности (или другая из приведенных выше) с последующим нанесением подслоя меди или никеля.

Нанесение гальванических покрытий в Москве: компания 3D Avtozavod

Гальванические покрытия, наносимые в нашей лаборатории, отличаются широким спектром назначения и ассортиментом цветовых решений. В нашем арсенале имеются не только декоративные, но и повышающие твёрдость и износостойкость поверхностей покрытия. Большой опыт сотрудников и высокая степень оснащённости, позволяют наносить покрытия на различные поверхности.

1. Золочение (покрытие золотом или составами с высоким содержанием золота). Относится к защитно-декоративным покрытиям, так как хорошо защищает покрытые поверхности от различных типов окислений и агрессивных сред, особенно сильно защитные свойства проявляются у современных кобальтосодержащих покрытий. Толщина наносимого в нашей лаборатории золотого покрытия может составлять от 1 до 6 мкм, в зависимости от выбранного типа покрытия. Для усиления защитного эффекта и стабилизации покрытия в особенно ответственных случаях, могут применяться различные подложки, такие как никель, медь или платина. Основные применяемые цвета: ярко-жёлтый; оранжево-жёлтый; лимонно-жёлтый; розовый.
2. Родирование (покрытие родием или составами с высоким содержанием родия). Относится к защитно-декоративным, а также повышающим твёрдость покрытиям. Отлично защищает изделия от агрессивных внешних сред и воздействий. Белые варианты покрытия обладают весьма высоким коэффициентом отражения, благодаря чему может повышаться внешняя привлекательность изделий, возрастать потребительские свойства. Толщина наносимого в нашей лаборатории родиевого покрытия составляет от 8 до 10 мкм. Улучшенный результат даёт при использовании платиновой или палладиевой подложки. Основные применяемые цвета: ярко-белый; асфальтово-чёрный; чёрно-коричневый.
3. Серебрение (покрытие серебром). Относится к защитно-декоративным покрытиям, неплохо сопротивляясь различным воздействиям, за исключением воздействий соединений серы. Применяется для покрытия изделий из неблагородных металлов, как защитное покрытие для кабинетной и сувенирной скульптуры, для «выравнивания» поверхностей изделий из сплавов серебра, а также, как промежуточное покрытие. Толщина наносимого в нашей лаборатории серебряного покрытия может составлять от 1 до 10 мкм, в зависимости от выбранного типа покрытия. Применяемые цвета: блестящий белый; матово-белый.
4. Меднение (покрытие химически чистой медью). Относится к защитным покрытиям, применяется в качестве промежуточной подложки при нанесении комплексных покрытий на широкую номенклатуру поверхностей. Толщина наносимого в нашей лаборатории медного покрытия может составлять от 12 до 30 мкм. Цвет покрытия ярко-красный.
5. Никелирование (покрытие химически чистым никелем). Относится к защитно-декоративным покрытиям. Широко применяется для покрытия изделий из недрагоценных металлов, а также в качестве подложек и промежуточных покрытий. Обладает замечательными адгезивными и защитными свойствами. Толщина наносимого в нашей лаборатории никелевого покрытия может составлять от 3 до 60 мкм. Применяемые цвета: матово-белый; блестящий белый; чёрный.
6. Палладирование, Платинирование, Рутенирование (покрытия палладием, платиной и рутением соответственно). Относятся к защитно-декоративным покрытиям. Применяются в основном в составе комплексных покрытий и в качестве подложек под родиевые покрытия для изделий из серебра. Могут быть использованы в качестве независимых покрытий. Толщина покрытий, наносимых в нашей лаборатории составляет для них от 0,5 до 6 мкм. Применяемые цвета: платина, палладий – белый; рутений – чёрный.

Обратитесь за консультацией к нашим менеджерам и Вам с удовольствием помогут подобрать необходимое покрытие или комбинацию покрытий для Вашего конкретного случая.

Гальваническая металлизация в производстве печатных плат

Общие требования к гальванической металлизации

В настоящее время гальванический метод нанесения металлических покрытий является самым распространенным и используется в технологии создания токопроводящих элементов схемы (медь) и защитных резистов.

Достоинства гальванических покрытий — относительная простота ведения процесса и возможность регулирования толщины металлизации. Тем не менее, типичные недостатки ПП в значительной мере обусловлены гальваническими покрытиями: неравномерностью толщины металлизации, наличием внутренних напряжений в покрытии.

Равномерность гальванического покрытия зависит, главным образом, от электрохимических, электрических и геометрических условий осаждения. Для улучшения электрохимических условий осаждения необходимо подбирать электролиты с высокой рассеивающей способностью (PC), обеспечивающей равнотолщинное распределение металла. Повышение PC уменьшает среднюю толщину покрытия, сокращает расход металла, обеспечивая точность и высокую плотность монтажа. Если PC электролита недостаточна, то для достижения минимальной толщины
металла в отверстиях металлизация должна продолжаться сверх установленного времени, а осаждение дополнительного металла на поверхность вызывает более длительный процесс травления, что, в свою очередь, увеличивает вероятность подтравливания печатного рисунка вплоть до отделения от диэлектрического основания.

Наряду с этим неравномерность толщины от центра к краю платы создает неоднородность геометрических параметров печатного рисунка. При металлизации ПП с целью получения качественных осадков применяются перемешивание электролита, покачивание катодных штанг, непрерывная или периодическая фильтрация электролитов; нестационарные режимы электролиза; перемешивание электролита — барботаж. При металлизации отверстий диаметром 0,5-0,6 мм и менее целесообразно использовать ультразвуковое перемешивание.

Один из простых способов повышения PC — применение разбавленных электролитов, однако при этом обычно резко снижается допустимая рабочая плотность тока. Лучшее решение — подбор специальных добавок, вводимых в электролит, сочетающих выравнивающее действие с блескообразую-щим. Адсорбция добавок, главным образом, на выступах, краях замедляет осаждение металла на этих участках, металл наращивается в микровпадинах, выравнивая покрываемую поверхность [1].

Из геометрических факторов, влияющих на равномерность осаждения, в первую очередь следует отметить расстояние между анодами и покрываемыми ПП. Для получения равномерных и гладких гальванических покрытий следует учитывать два основных правила, следующих из законов Ома и Кирхгофа.

1. В электролите ток всегда течет по линии наименьшего сопротивления. Следовательно, наибольшее количество тока проходит через те участки электролита, где расстояние между анодами и платами является наименьшим.

2. Наибольшее количество электричества стекает с острых кромок, угловых участков. Соответственно, наибольшее количество металла осаждается на углах, ребрах и острых выступах. Это может происходить на заусенцах и даже на микровыступах поверхности.

На покрываемой поверхности после обработки не должно быть заусенцев, забоин, раковин, трещин, рваных шероховатостей и прочих механических дефектов, ухудшающих состояние поверхности. Необходимо учитывать, что гальванические покрытия обычно не могут сгладить перечисленные дефекты поверхности, так как их размеры во много раз превышают толщину покрытия. Чистота поверхности должна быть не ниже седьмого класса,

при этом обеспечиваются повышенная коррозионная стойкость гладких поверхностей и экономичность расходования цветных и драгоценных металлов [ 1 ].

Поверхность анодов должна быть как минимум в 2 раза больше катодной:

• для поддержания постоянного состава электролитов;
• устранения пассивации анодов;
• обеспечения относительно равномерного распределения металла на плате.

Пассивация анодов вызывает уменьшение концентрации металла в электролите, следствием чего является уменьшение катодного выхода металла по току и ухудшение качества электролитических осадков. Из-за пассивирования анодов значительно возрастает расход электроэнергии. Простейший и самый распространенный способ улучшения растворимости анодов — снижение плотности анодного тока путем завешивания в ванну анодов большей площади. При расчетах поверхность анода, обращенная к стенке ванны, уменьшается условно в 2 раза.

Контакт платы с подвесочным приспособлением и подвесочного приспособления с катодной штангой необходим для того, чтобы на всех платах осаждалось равное количество меди. При отсутствии контакта может произойти полное или частичное растворение меди, осевшей в начальный период электролиза. Это явление, называемое биполярным эффектом, происходит из-за того, что медненая поверхность платы, не будучи поляризована, становится анодом по отношению к соседним платам, имеющим надежный контакт с катодной штангой.
Для обеспечения хорошего жесткого контакта всех плат с подвесками рекомендуется использовать резьбовые соединения. При загрузке ванн платами их следует компоновать так, чтобы стороны, обращенные к каждой анодной штанге, имели бы приблизительно одинаковую поверхность, подлежащую меднению. Это обеспечивает получение более равномерных по толщине покрытий на обеих сторонах платы [2].

Электрический режим осаждения также существенно влияет на равномерность покрытий. При использовании низких плотностей тока участки в середине плат будут иметь заниженную толщину покрытия. При работе на верхнем пределе плотностей тока на углах и кромках плат толщина покрытия оказывается повышенной, что приводит к утолщению и шероховатости слоя на этих участках.

В электрохимических процессах, применяемых в технологии, поднимается вопрос об устранении диффузионных ограничений электролиза. Это достигается интенсивным механическим перемешиванием, разработкой новых конструкций ванны и другими способами.

Для повышения PC и улучшения равномерности металлизации в отверстиях необходимо обеспечить интенсивное прохождение электролита через отверстия покачиванием катодных штанг в горизонтальной плоскости с частотой 30-40 колебаний катодной штанги

в минуту, с амплитудой колебаний до 50 мм. Увеличение амплитуды ограничивается расстоянием между платой и анодом, которое должно составлять не менее 150 мм во избежание подгара осадка. Установлено, что чисто электрическим путем, лишь изменением формы и параметров тока, предоставляется возможность при всех прочих одинаковых условиях получать более качественные катодные осадки.

Применение реверсированного тока позволяет повысить анодную плотность тока без достижения пассивации анодов по сравнению с той, которая максимально допустима при электролизе с прямым током. При повышенной плотности тока катодные процессы заметно улучшают качество покрытия.

Реверс — обычный постоянный ток, который с помощью различных коммутационных устройств периодически меняет направление своего протекания через ванну. Это приводит к последовательному чередованию на одном электроде стационарных катодных и анодных процессов в отличие от периодического тока, при котором они носят неустановившийся характер.

Если при обычном электролизе высокой катодной плотности тока сопутствуют, как правило, недоброкачественные покрытия (крупнокристаллические, рыхлые или дендритооб-разные), то при реверсированном токе с той же плотностью образуются гладкие и блестящие покрытия с мелкокристаллической структурой осадка.

В последнее время серьезное внимание обращается на сокращение потерь при гальванической металлизации. Унос раствора поверхностью деталей составляет 50-250 мл раствора на 1 м² поверхности. Предусматриваются выдержка плат над ваннами для стекания электролита с них или же установка обдувочных устройств, обеспечивающих уменьшение уноса до 60%. Однако это приводит к снижению производительности. Некоторые фирмы после операции меднения и осаждения гальванических сплавов устанавливают в линиях ванны улавливания.
Первую промывку после покрытия рекомендуется производить в ванне для улавливания раствора с чистой непроточной водой, которая затем используется для пополнения рабочих ванн или утилизируется. Это позволяет уменьшить расход реактивов на 30-60%. На некоторых автооператорных линиях предусмотрены выдвижные поддоны, куда собирают стекающий электролит. Разработаны специальные приспособления для обдува плат на транспортной тележке. Воздушный душ из форсунок на транспортной тележке сдувает остатки электролита с плат
обратно в ванну. Таким способом достигается экономия сырья, снижается нагрузка на очистные установки. Гальваническое производство является одним из важнейших потребителей воды. На промывочные операции расходуется 60% воды, используемой для всего процесса гальванопокрытия. Снижение расхода воды достигается с помощью струйной промывки с импульсным режимом подачи воды. Иногда применяется такой режим: длительность воздействия 1,5 с; интервал 2-5 с, после трех циклов платы полностью очищаются.

Изоляцию подвесочных приспособлений при гальванической металлизации рекомендуется в основном осуществлять синтетическими лаками. Хорошие результаты дает применение лака ОНИЛХ-3 (ТУ МХП. 1250-48) — это раствор перхлорвиниловой смолы в смеси хлорбензола и дихлорэтана с добавкой хлорпарафина в качестве пластификатора. Лак хорошо держится на металле и в то же время легко отстает от него, если поддеть его пленку с края ножом. Снятую с деталей пленку, а также пролитый подсохший лак можно растворять в ацетоне или
в указанных растворителях и использовать 2-3 раза.

Для изолирования части поверхности деталей рекомендуется применять пенный ингиби-торный состав ХП-1 (суспензия пигментов в растворе хлорсодержащей полимеризацион-ной смолы с добавками антиадгезивов и ингибиторов коррозии), который наносится кистью. Установлено также, что ХП-1 является химически стойким материалом для всех используемых в гальванотехнике электролитов и не зависит от температуры раствора и концентрации в нем агрессивных компонентов [2].

Гальваническое меднение

В производстве ПП в качестве основного то-коведущего слоя широко используется гальваническая медь. Гальванический слой меди определяет надежность ПП, на него впоследствии осаждается металлический резист, поэтому от качества осажденной меди в значительной мере зависят защитные свойства резиста.

Металлизация отверстий на ПП должна выполняться медью и удовлетворять следующим требованиям:

• наличию сплошной металлизации;
• одинаковой толщине покрытия в отверстии и на поверхности фольги;
• мелкозернистой структуре покрытия;
• отсутствию утолщений, включений;
• отсутствию избыточного нарастания металла на входе отверстия или на внешнем крае контактной площадки;
• отсутствию трещин в покрытии;
• минимальной толщине меди в отверстии 20-25 мкм.

В процессе эксплуатации металлизация отверстий испытывает переменные во времени термомеханические напряжения, вызванные разностью в термическом расширении меди и диэлектрического основания. Устойчивость к термомеханическим нагрузкам обеспечивается соответствующей толщиной и пластичностью металлизации отверстий. ГОСТ 23752-79 устанавливает среднее значение толщины медной металлизации в отверстии 25 мкм при возможном минимальном значении 20 мкм. Это значение толщины металлизации установлено в процессе многолетней
практики изготовления и эксплуатации ПП с отношением толщины ПП к диаметру отверстия 1-3 мм. Основное условие гарантии надежности соединений по металлизированному отверстию состоит в том, что толщина медного гальванопокрытия не должна быть менее 20-25 мкм. Чтобы не допустить дефектов металлизации в виде незначительных не-металлизированных участков, создающих очаги повышенной концентрации напряжений, толщину металлизации можно увеличить до 30-40 мкм [1].

Металлизация монтажных отверстий участвует в теплопередаче при пайке. Для качественной машинной пайки (протягиванием или волной) печатных плат важно, чтобы расплавленный припой смачивал всю поверхность отверстия. Одним из условий является достаточная толщина слоя меди; другим условием — сохранение теплоты, чтобы поверхность контактной площадки быстро не охлаждалась (это происходит в тех случаях, когда к площадке подсоединено много проводников или они очень широкие). Если такие условия соблюдаются лишь частично,
температура на верхней части отверстия становится недостаточной для сохранения припоя в расплавленном состоянии, в результате припой не заполнит целиком отверстия, что может вызвать брак, который называется «сухая пайка» (рисунок). Доказано, что слой меди толщиной 25 мкм достаточен для заполнения отверстия припоем.

Контроль толщины металлизации следует осуществлять в отверстиях, расположенных в центральной части платы, измеряя толщину металлизации в середине отверстия. При применении сухого пленочного фоторезиста (СПФ) возможны два варианта наращивания гальванического медного покрытия: по всей поверхности, включая стенки отверстий, так называемое сплошное наращивание (тентинг-метод) и по рисунку печатного монтажа и межслоиному переходу, — избирательное наращивание. При сплошном наращивании вся поверхность платы и просверленные
отверстия покрываются гальванической медью слоем в 30 мкм. При избирательном наращивании гальваническое осаждение меди и металлического резиста производится лишь по рисунку схемы и на стенках отверстий.

Оба варианта имеют свои достоинства и недостатки. При сплошном наращивании меди основная, более длительная, часть гальванического процесса (меднение) выполняется до нанесения органического резиста, и электролит не загрязняется им. При сплошном наращивании допустимо использовать более высокие плотности тока, чем при избирательном наращивании, поскольку отсутствуют изолированные проводники и контактные площадки, на которых концентрируются практически все силовые линии. С производственной точки зрения привлекательнее
способ избирательного наращивания, так как при этом сокращается расход энергии и материалов, уменьшается подтравливание.

Исходя из опыта основное гальваническое меднение рекомендуется производить не ранее чем через 4 часа и не позднее чем через 24 часа после получения защитного рельефа.

Для обеспечения качественной адгезии слоя гальванической меди к основе необходимо произвести предварительную подготовку медной поверхности. На линии гальванического меднения осуществляются следующие операции: обезжиривание, подтравливание, декапирование (табл. 1).

Составы электролитов гальванического меднения

К электролитам гальванического меднения предъявляются следующие требования:

• высокая рассеивающая способность, позволяющая получать близкое к 1 отношение толщины покрытия в отверстиях и на поверхности плат;
• близкое к 100% значение катодного выхода по току;
• возможность применения высоких плотностей тока при осаждении;
• возможность получения мелкокристаллических, пластичных, беспористых покрытий, обладающих хорошими электрическими и термоударными характеристиками;
• высокая устойчивость к органическим загрязнениям;
• простота приготовления и контроля ванны;
• наличие методов анализа для различных компонентов;
• легкость корректировки;
• возможность регенерации и утилизации электролита.

Лучшими характеристиками по рассеивающей способности обладают комплексные щелочные электролиты: пирофосфатный — 62%, цианистый — 64%. При использовании этих электролитов, благодаря их высокой рассеивающей способности, может быть получено близкое к 1 отношение толщины покрытия в отверстии и на поверхности ПП. Однако в настоящее время эти электролиты не применяются из-за сложности их эксплуатации, токсичности, из-за разрушения сеткографических красок и фоторезистов, используемых для создания рисунка схемы.
Применяются фоторезисты водощелочного проявления, то есть с электролитами, имеющими щелочную среду, они не совместимы: в пирофосфатном электролите рН = 8-9; в цианистом — рН = 11.

Рисунок. Заполнение монтажного отверстия припоем [3]

Таблица 1. Стадии предварительной подготовки поверхности ПП перед нанесением гальванической меди

За счет высокой катодной поляризации комплексные электролиты обеспечивают получение плотных, мелкокристаллических осадков, но при эксплуатации требуют повышенной температуры и использования невысокой плотности тока i_k ~1,5 А/дм².

Меднение в кислых электролитах не связано с такими трудностями. В отечественной технологии для меднения ПП применяются главным образом сернокислые или борфто-ристоводородные электролиты, значительно реже — кремнефтористоводородный электролит.

Борфтористоводородные электролиты

Борфтористоводородняя кислота HBF4 (ТУ 6-09-2527-77) образует хорошо растворимые в воде соли различных металлов, в том числе и с медью. Фторборат меди Cu(BF₄)₂ — соль с высокой степенью диссоциации. Это дает возможность меднить в растворах с большой концентрацией ионов меди в катодной зоне при более высоких плотностях тока, чем в других кислых электролитах. Из этого электролита при высоких плотностях тока можно получать более мелкокристаллические осадки, чем из сернокислого. Состав электролита
(г/л):

• медь борфтористоводородная — 230-250;
• кислота борфтористоводородная — 5-15; кислота борная — 15-40;
• температура электролита — 15-20 °С;
• катодная плотность тока (А/дм²) — 3-5.

Электролит готовится растворением в теплой воде борфтористоводородной меди (ТУ 6-09-3964-75) или же растворением в бор-фтористоводородной кислоте углекислой меди (ГОСТ 8927-79).

Борфтористоводородный электролит следует применять в производстве печатных плат с низкой плотностью проводящего рисунка.

Электролит обладает следующими недостатками:

• плохой рассеивающей способностью — 17%;
• очень агрессивен к пленочным фоторезистам, в результате чего в нем довольно быстро накапливаются органические примеси и осаждающаяся медь теряет пластичность, становится хрупкой;
• сложность приготовления, анализа и корректировки электролитов;
• сравнительно высокая стоимость;
• большое количество фторборатов затрудняет обработку сточных вод [2].

Сульфатные электролиты

Сульфатные электролиты являются простыми по составу и очень стабильными в эксплуатации. Однако стандартный электролит, используемый в гальваническом производстве и содержащий сернокислую медь (200-250 г/л) и серную кислоту (50-75 г/л), имеет плохую рассеивающую способность (<20%) и неудовлетворительное качество осадка меди. В производстве печатных плат для повышения рассеивающей способности электролита и повышения катодной поляризации применяют электролиты, разбавленные по медному купоросу и концентрированные
по серной кислоте. Для получения компактных, блестящих осадков в состав электролита вводятся выравнивающие и блескообразующие добавки и обязательно смачиватель. В таком электролите медь находится в виде двухвалентных ионов Сu²⁺. Однако в присутствии металлической меди наряду с ионами Сu²⁺ в электролите в незначительном количестве могут находиться и Сu⁺ вследствие реакции диспропорционирования:

С повышением температуры и уменьшением кислотности равновесие сдвигается в сторону образования Сu⁺, что способствует увеличению этих ионов. При концентрации в растворе Си⁺ большей, чем равновесная, может выделяться металлическая медь в виде мелкого порошка.

При недостаточной кислотности раствора соль одновалентной меди легко подвергается гидролизу с образованием оксида меди (I):

В результате электролит загрязняется взвешенными частицами порошкообразной меди или Cu₂0, которые, перемещаясь к катоду, включаются в состав покрытия, качество медных осадков на катоде ухудшается — они получаются темными, рыхлыми, шероховатыми. Образование шероховатостей в свежефиль-трованном электролите является следствием указанного явления.

В присутствии достаточного количества кислоты Cu₂S0₄ окисляется кислородом воздуха с образованием CuS0₄:

и таким образом исключается одна из причин шероховатости осадков меди.

При этом происходит уменьшение концентрации серной кислоты и обогащение раствора сульфатом меди. Серная кислота в электролите меднения необходима:

1) для предупреждения накопления и гидролиза одновалентной меди;

2) для увеличения электропроводности и рассеивающей способности электролита;

3) для уменьшения активности ионов меди, что способствует повышению катодной поляризации и образованию на катоде мелкозернистых осадков.

Электродные процессы заключаются в разряде Сu²⁺ на катоде и ионизации меди на аноде. Разряд Сu²⁺ протекает в две стадии по схеме: Сu²⁺ —> Сu⁺ —> Сu⁰, причем замедленной стадией в катодном процессе является присоединение 1-го электрона:

Механизм действия ПАВ на процесс осаждения меди

Помимо основных компонентов в состав электролита обязательно входят ПАВ для улучшения свойств покрытий и технологических показателей процесса электролиза (скорость осаждения, рассеивающая способность и др.). Адсорбируясь на границе раздела фаз «металл-электролит», ПАВ изменяют условия протекания различных стадий процессов электроосаждения металлов — разряда, построения кристаллической решетки — и вступают в химические взаимодействия с ионами осаждаемого металла и другими компонентами раствора.
Во многих случаях изменение кинетики электродных процессов, структуры и свойств покрытий обусловлено адсорбцией не свободных ПАВ, а их комплексов с реагирующими ионами. При химическом взаимодействии ионов металлов с ПАВ изменяется природа адсорбированных частиц, а если образующиеся комплексы электроактивны, то и природа восстанавливающихся на катоде ионов. Если реагирующие ионы взаимодействуют с ПАВ, образуя электроактивные комплексы (ЭАК), стадии переноса электрона предшествует соответствующая химическая реакция.
Хронопотенциометрическим методом установлено, что эти реакции протекают не в объемном реакционном слое, а непосредственно на поверхности электрода с участием адсорбированных ПАВ.

В зависимости от природы ПАВ, наличия в них мостиковых атомов или групп и их ориентации на поверхности, образование адсорбированных ЭАК может приводить как к ускорению, так и к торможению разряда, причем в обоих случаях реализуется предшествующая переносу электронов поверхностная химическая реакция взаимодействия ионов металла с адсорбированными ПАВ.

При образовании поверхностного ЭАК между ПАВ и реагирующими ионами электровосстановление может происходить с наружной стороны адсорбционного слоя. Именно такой механизм разряда реализуется при электроосаждении меди из сульфатных растворов с добавками некоторых ингибиторов (бензо-триазол). Торможение разряда ионов металлов наблюдается и при образовании электронеактивных комплексов с адсорбированными ПАВ; предшествующие химические реакции в таких системах отсутствуют (электроосаждение меди в присутствии диэтанолдитиокар-бомината
натрия).

Таким образом, на основании представлений о комплесообразовании реагирующих ионов с адсорбированными ПАВ объяснено с единых позиций ускоряющее и тормозящее действие добавок на разряд ионов металлов.

ПАВ, образующие комплексы с ионами металлов, широко используются в качестве добавок при меднении, цинковании и в других технологических процессах гальванотехники. Принципиальное отличие таких электролитов от обычных комплексных с избытком ли-ганда состоит в том, что электроактивные комплексы формируются непосредственно в адсорбционном слое.

Как правило, в таких системах ток медленно возрастает при смещении потенциала в отрицательную сторону, что обеспечивает высокую рассеивающую способность электролитов.

Во многих случаях растворы с добавками поверхностно-активных лигандов удачно сочетают достоинства простых и комплексных электролитов: высокие скорости осаждения и рассеивающую способность, мелкокристаллическую структуру покрытий и отсутствие пассивационных явлений на электродах в анодном и катодном процессах.

Сернокислые электролиты блестящего меднения — Б-7211, Лимеда Л2А, ЛТП, Cupracid, Cuprostar, Cubath, Copper Gleam, — как правило, содержат смеси ПАВ, включающие основные компоненты:

1. Так называемые смачиватели — водорастворимые полиэфиры, содержащие не менее 6 эфирных атомов кислорода. Наибольшее распространение получили полиэфиры с этиленоксидными или пропиленоксидны-ми группами. Их концентрация в электролите изменяется в пределах от 0,05 до 0,5 г/л.

2. Сульфированные органические сульфиды или полисульфиды, содержащие по крайней мере одну сульфогруппу (5х 10^-4-1,0 г/л). В состав известных композиций добавок к электролитам меднения входит динатри-евая соль дитиодиэтил- или дитиопропил-дисульфокислоты (0,05-0,5 г/л).

3. Выравнивающие агенты — органические красители (фталоцианиновые, азиновые, триарилметановые), гетероциклические соединения, содержащие в цикле азот и серу, амиды или полиамиды, продукты полиал-килениминов с алкилирующими агентами (1х10^-4– 0,1г/л) [4].

Добавка Midel, разработанная в Днепропетровском государственном университете, включает полиэтиленгликоль, краситель и специально синтезированный алифатический дисульфид. Особенностью этого процесса является высокая устойчивость покрытий к термическим нагрузкам — осадок выдерживает без разрушения не менее 10 термоударов (перепад температур от -20 до +240 °С). Свойства медных покрытий из электролита с такой добавкой: относительное удлинение 8-12%, предел прочности на разрыв 40-45 кгс/мм², выравнивание
— до 80% .

Наиболее широко на предприятиях Белоруссии используются добавки ЛТП и БЭСМ. Добавка ЛТИ — комплексная. В качестве первичного блескообразователя применяется ароматический дисульфид, а в качестве вторичных смачивающих агентов — смачиватель

ОС-20 и органические красители (метилено-вый голубой и нитрозин водорастворимый). Наличие в электролите таких эффективных добавок, как ЛТИ или БЭСМ, обусловливает наиболее высокую рассеивающую способность среди кислых электролитов, которая приближается к рассеивающей способности пирофосфатных электролитов. Осадки меди получаются гладкие, блестящие. Электролит с добавкой ЛТИ не требует дополнительной проработки. Средний расход добавки — 0,1л через 1000 А-ч.

Добавки ЛТИ и БЭСМ, поставляемые разными предприятиями, представляют собой один и тот же продукт, но несколько отличаются по технологии изготовления.

Добавки к электролитам меднения БСД и БСД-2 имеют немало достоинств. Они существуют в виде концентратов, что обеспечивает максимальное удобство в работе; при их использовании не нужны дополнительные добавки к сернокислому электролиту меднения. У сернокислых электролитов меднения с этими добавками отличная PC, широкий диапазон i_K (от 1 до 6 А/дм²) при высоком качестве покрытия, высокая эффективность процесса (табл. 2). Аналогичны этим добавкам по свойствам RV-P и RV-B фирмы «Хемета»,
Литва.

Таблица 2. Составы сульфатных электролитов для металлизации печатных плат

Для плат с отношением толщины к диаметру отверстий до 10 : 1 рекомендуются сульфатные электролиты с отношением H₂S0₄: Сu = 10 : 1. Некоторые предприятия отработали аналогичные составы сульфатных электролитов, и они применяются для металлизации многослойных печатных плат с числом слоев до 18-20. Подобного типа электролиты весьма перспективны и в производстве печатных плат для поверхностного монтажа, у которых диаметр
переходных отверстий уменьшается до 0,2-0,15 мм. Режимы меднения для таких плат предусматривают «продавливание» электролитов через отверстия под давлением и воздействием ультразвуковых колебаний.

Литература

1. Федулова А. А., Котов Е. П., Явич Э. П. Многослойные печатные платы. М.: Сов. радио. 1977.
2. Ильин В. А. Химические и электрохимические процессы в производстве печатных плат. М. 1994.
3. Лунд П. Прецизионные печатные платы. Конструирование и производство / Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат. 1983.
4. Лошкарев Ю. М. Электроосаждение металлов в присутствии поверхностно-активных веществ // Гальванотехника и обработка поверхности. Т. 1. № 5-6. 1992.

Гальваника меди, латуни, бронзы на заказ

• Сталь
• Алюминий и его сплавы
• Медь, латунь, бронза

• Токарная обработка с ЧПУ
• Универсально-токарная обработка
• Токарно-карусельная обработка

• Лазерная резка
• Ручная дуговая сварка
• Ручная сварка в среде углекислого газа

• Лазерная резка
• Плазменная резка
• Гидроабразивная резка

• Токарная обработка с ЧПУ
• Автоматно-токарная обработка
• Фрезерная обработка с ЧПУ

• Сталь
• Медь, латунь, бронза
• Алюминий и его сплавы

Гальваническое покрытие медью металлических поверхностей – это способ изменить внешний вид изделий и придать им новые электромеханические свойства. Гальванизация медью позволяет улучшить электропроводность металла, обеспечить пайку, а также создать зонированую защиту стальных поверхностей при цементации. Нанесение на металлические поверхности многослойных покрытий их бронзы и латуни применяют, как в производственных целях, так и для решения дизайнерских задач при создании интерьерного эффектного декора.

Методы омеднения металлов

Все процессы гальванизации металлов медью основаны на использовании двух технологий:

1. Процесс омеднения в кислых электролитах, для которого применяются сульфатные и фторборатные соединения. Сульфатный способ гальванизации обладает низкой рассеивающей способностью и плохим уровнем адгезии – слой меди получается рыхлым и не очень прочным. Частицы меди неравномерно распределяются по поверхности, образуя дендритовые разрастания, что плохо влияет на износостойкость изделия. Фторборатная гальванизация позволяет получить более устойчивый поверхностный слой, но покрывать медью сталь по такой технологии без предварительного никелирования невозможно.
2. Процесс гальванизации в щелочных электролитах производится методом цианистого и пирофосфатного омеднения. В первом случае невысокий уровень выделения анодами меди требует применения плотного тока, подогрева электролита и постоянного перемешивания. Работа с токсичными цианистыми соединениями ведется с соблюдением тщательных правил безопасности. При пирофосфатном омеднении получают гладкий, блестящий слой с мелкозернистой структурой. Электролит имеет высокую рассеивающую способность и обеспечивает проведение качественной гальванизации.

Для скоростного наращивания слоя меди применяют электролит, в котором токсичная серная заменяется органической сульфаминовой кислотой.

Назначение и сфера применения

Омеднение используется для придания изделиям из металла дополнительных свойств:

• прочности и гибкости;
• устойчивости к коррозии и агрессивным средам;
• повышенной тепло- и электропроводности.

Такие свойства позволяют применять омедненные конструктивные элементы в машино-, приборостроении, радиотехнике, электронике, химической промышленности и медицине. Медная гальванопластика позволяет изготавливать монеты, уникальные интерьерные украшения, декорировать холодное оружие и ювелирные изделия.

Гальваническое покрытие бронзой применяется чаще всего в декоративных целях, позволяя придать металлической поверхности более эффектный и благородный вид.

Гальваническое покрытие металлов латунью обеспечивает прочное сцепление деталей из стали и алюминия с резиной. Латунирование уменьшает коэффициент трения и повышает антифрикционные показатели титана, а также некоторых тугоплавких сплавов. Его применяют в качестве декоративного покрытия мебельной и интерьерной фурнитуры.

Техническое описание: Элементы гальваники

Гальваника — это распространенный производственный процесс, при котором тонкий слой одного металла наносится на другой. Пенни США, например, изготавливают из цинка с тонким гальваническим покрытием из меди с 1982 года. На ювелирные изделия и столовые приборы также часто наносят гальваническое покрытие, чтобы улучшить внешний вид или обеспечить износостойкость и устойчивость к коррозии. Сегодня гальваника широко применяется в электронной промышленности для нанесения проводящих металлов, используемых в печатных платах, соединителях, а в последнее время и в полупроводниковых межсоединениях.

В процессе производства микросхем осаждаются слои диэлектрических (изолирующих) и металлических (проводящих) материалов. В зависимости от типа материала и конструкции используются различные физические или химические методы. Гальваника используется для создания медных межсоединений и переходных отверстий, которые соединяют компоненты вместе в интегральной схеме. Медь, нанесенная гальваническим способом, имеет более низкое удельное сопротивление и лучшие характеристики заполнения, чем другие методы осаждения, такие как физическое осаждение из паровой фазы.

Прежде чем мы рассмотрим корпус для изготовления микросхем, давайте сначала рассмотрим базовую электролитическую ячейку, которую можно использовать для покрытия латунного ключа слоем чистой меди — эксперимент, который вы могли бы проделать на уроке химии. Ключ и кусок меди подключены к источнику питания, который обычно представляет собой батарею. Не касаясь друг друга, ключ и медная деталь погружаются в токопроводящую ванну, замыкая цепь. По мере протекания электрического тока ионы из источника меди растворяются и осаждаются на ключе.Со временем ключ будет полностью покрыт слоем меди.

Те же принципы гальваники применимы и к обработке полупроводников. Кремниевая пластина и источник меди помещают в гальваническую ванну, которая обычно содержит сульфат меди и серную кислоту. При подаче тока ионы меди осаждаются на пластине. Количество меди, осажденной на пластине, напрямую контролируется током, который поставляет электроны, необходимые для реакции восстановления ионов меди.Такие параметры, как температура ванны, скорость потока раствора и химический состав раствора для гальваники, определяют свойства меди, которая наносится на пластину.

Это немного сложнее при создании структур межсоединений. Загрязнение медью межуровневых диэлектрических слоев может быть катастрофическим. Чтобы предотвратить такое загрязнение, первым этапом технологического процесса является слой диффузионного барьера (Ta / TaN).Поскольку процессы гальваники меди обычно не могут зародиться на этих высоко резистивных диффузионных барьерах, очень тонкий слой затравки меди наносится на барьер с использованием метода физического осаждения из паровой фазы. Затем применяют гальваническое покрытие медью, чтобы сформировать медную пленку желаемой толщины. Полное заполнение глубоких и узких траншей для межсоединений представляет дополнительные проблемы. Когда процесс не контролируется должным образом, могут образовываться пустоты или швы, которые ухудшают электрическую функциональность и надежность микросхемы, а также производительность процесса изготовления микросхемы.

Заполнение без пустот может быть достигнуто, если медь откладывается в траншеях снизу вверх. Процесс «сверхнаполнения» включает добавление в ванну химикатов, которые ускоряют осаждение меди на дне траншеи и подавляют гальваническое покрытие поля и боковых стенок. Третья добавка, называемая выравнивателем, сводит к минимуму нежелательные медные неровности, которые образуются после заполнения элемента. При правильном выборе и использовании в соответствующих концентрациях эти добавки обеспечивают высококачественное заполнение металла.

Гальваническое покрытие меди и других металлов используется для ряда усовершенствованных приложений упаковки на уровне пластин (WLP), таких как формирование проводящих выступов, столбов и слоев перераспределения, а также для заполнения сквозных кремниевых переходных отверстий (TSV). Гальваника для WLP и TSV, хотя и похожа на медное заполнение межкомпонентных соединений на задней стороне линии (BEOL), имеет гораздо больший масштаб. Это часто требует длительного времени осаждения даже при высоких скоростях нанесения покрытия и многоступенчатой ​​обработки.Системы с высокой производительностью и однородностью, вероятно, будут продолжать расти по мере роста приложений WLP.

Успешное нанесение гальванических покрытий, будь то межсоединения BEOL или упаковка, зависит от поиска правильных добавок для восходящего заполнения, поддержания стабильного состава ванны и минимизации уровня примесей в плакированном металле. Новые барьерные / затравочные материалы и наполняющий металл, а также изменения в размере элементов и соотношении сторон создают дополнительные проблемы для процесса.При правильном выполнении гальваника образует структуры с низким удельным сопротивлением, без пустот и высокой надежностью.

Джон Рид был консультантом по этой статье.

Что такое гальваника и как она работает?

Электрохимия — это процесс, при котором очень тонкие слои выбранного металла прикрепляются к поверхности другого металла на молекулярном уровне. Сам процесс включает создание электролитической ячейки: устройства, которое использует электричество для доставки молекул в определенное место.

Как работает гальваника

Гальваника — это применение электролитических ячеек, в которых тонкий слой металла наносится на электропроводящую поверхность. Ячейка состоит из двух электродов (проводников), обычно сделанных из металла, которые удерживаются друг от друга. Электроды погружены в электролит (раствор).

Когда включается электрический ток, положительные ионы в электролите перемещаются к отрицательно заряженному электроду, называемому катодом.Положительные ионы — это атомы, у которых на один электрон слишком мало. Когда они достигают катода, они соединяются с электронами и теряют свой положительный заряд.

В то же время отрицательно заряженные ионы перемещаются к положительному электроду, называемому анодом. Отрицательно заряженные ионы — это атомы, у которых на один электрон слишком много. Когда они достигают положительного анода, они переносят на него свои электроны и теряют свой отрицательный заряд.

Анод и катод

В одной из форм гальваники металл, который нужно покрыть, расположен на аноде схемы, а элемент, который нужно покрыть, расположен на катоде.И анод, и катод погружены в раствор, содержащий растворенную соль металла, такую ​​как ион металла, на который наносится покрытие, и другие ионы, которые обеспечивают прохождение электрического тока через цепь.

На анод подается постоянный ток, который окисляет его атомы металла и растворяет их в растворе электролита. Растворенные ионы металла восстанавливаются на катоде, нанося металл на изделие. Ток в цепи таков, что скорость растворения анода равна скорости нанесения покрытия на катод.

Назначение гальваники

Есть несколько причин, по которым вы можете покрыть проводящую поверхность металлом. Серебряное и золотое покрытие ювелирных изделий или изделий из серебра обычно выполняется для улучшения внешнего вида и ценности изделий. Хромирование улучшает внешний вид предметов, а также улучшает их износ. Для придания коррозионной стойкости могут применяться цинковые или оловянные покрытия. Иногда гальваника выполняется просто для увеличения толщины предмета.

Пример гальваники

Простым примером процесса гальваники является гальваника меди, при которой металл, который должен быть покрыт (медь), используется в качестве анода, а раствор электролита содержит ион металла, который необходимо покрыть (Cu ²⁺ в этом примере ). Медь переходит в раствор на аноде, так как она покрывается на катоде. В растворе электролита, окружающем электроды, поддерживается постоянная концентрация Cu ²⁺ :

• Анод: Cu (s) → Cu ²⁺ (водн.) + 2 e ^—
• Катод: Cu ²⁺ (водн.) + 2 e ^— → Cu (s)

Общие процессы нанесения гальванических покрытий

Amazon.com: Комплект для гальваники меди — 1,5 галлона

• Наша новая и улучшенная система медного покрытия теперь дает постоянное блестящее медное покрытие, которое практически не требует полировки после покрытия.
• Медь можно использовать для «гальванопластики», изготовления готовых изделий из чистой меди, просто сделав форму из воска и проводящего порошка, покрывая ее медью, а затем расплавив воск. Медь также может образовываться поверх свинцовых форм, а затем свинец плавится. У этого есть несколько приложений для людей, желающих воспроизвести декали. Меднение требует 0,07 — 0,2 ампер на квадратный дюйм площади поверхности детали. Более высокий ток дает более быстрое время покрытия. Системные плиты при температуре 70 ° F-90 ° F.
• На 1,5 галлона раствора для меднения требуется 1 пинта кислоты для автомобильных аккумуляторов (не входит в комплект).
• Медную пластину можно наносить непосредственно на латунь, медь или никель, но нельзя накладывать непосредственно на сталь, металлический горшок, цинк или алюминий. В этом наборе нет цианидов, и при его работе не образуются химические отходы или опасные пары.

Electroplating 101: How Metal Plating Works

Гальваника позволяет сочетать прочность, электрическую проводимость, абразивную и коррозионную стойкость и внешний вид определенных металлов с различными материалами, которые обладают собственными преимуществами, такими как доступные и / или легкие металлы или пластмассы.

Из этого руководства вы узнаете, почему многие инженеры используют гальваническое покрытие на всех этапах производства — от прототипирования до массового производства.

Гальваника — это процесс использования электроосаждения для покрытия объекта слоем металла (ов). Инженеры используют управляемый электролиз для переноса желаемого металлического покрытия с анода (часть, содержащая металл, который будет использоваться в качестве покрытия) на катод (часть, которую необходимо покрыть).

Схема гальванического покрытия меди с использованием ванны электролита из сульфата меди, серной кислоты и хлорид-ионов.(источник изображения)

Анод и катод помещаются в химическую ванну с электролитом и подвергаются непрерывному электрическому заряду. Электричество заставляет отрицательно заряженные ионы (анионы) перемещаться к аноду, а положительно заряженные ионы (катионы) — к катоду, покрывая или покрывая желаемую часть ровным металлическим покрытием. Гальваника использует материал подложки (часто более легкий и / или более дешевый материал) и инкапсулирует подложку в тонкую оболочку из металла, такого как никель или медь.

В этом веб-семинаре вы узнаете, как гальваника расширяет палитру материалов для 3D-печати SLA для получения высокопрочных и износостойких деталей конечного использования. В то время как печать SLA позволяет создавать сложные нестандартные детали, гальваника трансформирует детали SLA для получения металлических свойств, включая высокий модуль упругости, электропроводность или эстетическую отделку.

Гальваника и гальванопластика выполняются с использованием электроосаждения. Разница в том, что при гальванопластике используется форма, которую удаляют после формирования детали.Гальванопластика используется для создания твердых металлических деталей, тогда как гальваника используется для покрытия металлом существующей детали (которая сделана из другого материала).

Вы можете гальванизировать один металл на предмет или их комбинацию. Многие производители наносят слоями металлы, такие как медь и никель, для увеличения прочности и проводимости. Материалы, обычно используемые в гальванике, включают:

• Латунь

• Кадмий

• Хром

• Медь

• Золото

• Утюг

• Никель

• Серебро

• Титан

• цинк

Подложки могут быть изготовлены практически из любого материала, от нержавеющей стали и других металлов до пластика.Ремесленники гальванизируют органические материалы, такие как цветы, а также ленты из мягкой ткани.

Важно отметить, что непроводящие подложки, такие как пластик, дерево или стекло, необходимо сначала сделать проводящими, прежде чем на них можно будет наносить гальваническое покрытие. Это может быть сделано путем покрытия непроводящей основы слоем проводящей краски или спрея.

Благодаря научным достижениям в производстве материалов и пластмасс, легкие и недорогие пластиковые детали заменили более дорогие металлические детали в самых разных сферах применения в различных отраслях промышленности, от автомобилей до водопроводных труб.

Хотя пластик имеет ряд преимуществ по сравнению с металлом, во многих сферах применения металл по-прежнему доминирует. Как бы вы ни старались, у вас никогда не получится, чтобы пластик имел такую ​​же роскошную отделку, как медь. И хотя пластик может быть более гибким, чем большинство металлов, он далеко не такой прочный. Здесь на помощь приходит гальваника.

3D-печать дает уникальные преимущества в сочетании с гальваникой. Инженеры часто выбирают материалы для 3D-печати из-за свободы дизайна в аддитивном производстве.Гальванизировать детали, напечатанные на 3D-принтере, зачастую дешевле, чем отливать, обрабатывать или использовать другие методы производства, особенно когда речь идет о прототипировании.

Стереолитография (SLA) 3D-печать идеально подходит для гальваники, поскольку она позволяет создавать 3D-печатные детали с очень гладкими или мелко текстурированными поверхностями, которые делают переход между двумя материалами — пластиком и металлом — бесшовным. Он также создает водонепроницаемые детали, которые не будут повреждены при погружении в химическую ванну, необходимую во время процесса гальваники.

С инженерной точки зрения сочетание 3D-печати и гальваники предлагает уникальные варианты прочности на разрыв для готовых конструкций. Как вы можете видеть на диаграмме выше, сочетание этих двух производственных процессов устраняет разрыв в прочности на разрыв между двумя группами материалов.

Гальваника дает множество преимуществ, включая повышенную прочность, срок службы и проводимость деталей. Инженеры, производители и художники извлекают выгоду из этих преимуществ различными способами.

Инженеры часто используют гальваническое покрытие для увеличения прочности и долговечности различных конструкций. Вы можете увеличить прочность на разрыв деталей, напечатанных на 3D-принтере, например, на 400% или более, покрывая их металлами, такими как медь и никель. Поместите металлическую пленку на полимерные детали, и вы сможете улучшить их устойчивость к таким факторам окружающей среды, как химическое воздействие и ультрафиолетовый свет.

Сравнение стандартной печатной детали SLA и той же геометрии детали с никелевым и медным покрытием.

Художники часто используют гальваническое покрытие, чтобы сохранить природные элементы, склонные к гниению, например листья, и превратить их в более прочные произведения искусства. В медицинском сообществе гальваника используется для изготовления медицинских имплантатов, которые устойчивы к коррозии и могут быть должным образом стерилизованы.

Гальваника — это эффективный способ добавления косметической металлической отделки к товарам клиентов, скульптурам, статуэткам и произведениям искусства. Многие производители также выбирают гальваническое покрытие подложки, чтобы создавать более легкие детали, которые легче и дешевле перемещать и перевозить.

Гальваника также обладает преимуществом проводимости. Поскольку металлы по своей природе являются проводящими, гальваника — отличный способ увеличить проводимость детали. Антенны, электрические компоненты и другие детали могут быть покрыты гальваническим покрытием для повышения производительности.

Хотя гальваника имеет множество преимуществ, ее ограничения заключаются в сложности и опасном характере самого процесса. Рабочие, выполняющие гальванику, могут пострадать от воздействия шестивалентного хрома, если не примут надлежащих мер предосторожности.Рабочим очень важно иметь хорошо вентилируемое рабочее место. Управление по безопасности и гигиене труда Министерства труда США опубликовало множество документов, в которых описываются риски, связанные с гальваникой.

Из-за необходимого опыта и связанных с этим опасностей многие инженеры и дизайнеры предпочитают нанимать стороннего производителя гальванических покрытий, специализирующегося на этом процессе. Хотя гальванику можно выполнить на дому, зачастую самым простым решением является аутсорсинг.К счастью, несколько компаний, такие как RePliForm и Sharretts Plating, специализируются на проектах по нанесению гальванических покрытий на заказ.

На видео выше показано, как гальванизировать с помощью простых в использовании инструментов, таких как зарядное устройство для сотового телефона и запасная медная трубка. Мы рекомендуем вам надевать маску, перчатки и защитные очки во время гальваники и работать только в хорошо вентилируемом помещении.

Во многих отраслях промышленности гальваника используется для изготовления всего, от обручальных колец до электрических антенн.Вот несколько распространенных примеров:

Многие компоненты самолетов имеют гальваническое покрытие, чтобы добавить «временное покрытие», которое увеличивает срок службы деталей за счет замедления коррозии. Поскольку компоненты самолета подвержены резким перепадам температуры и факторам окружающей среды, к металлической подложке добавляется дополнительный металлический слой, чтобы функциональность детали не ухудшалась из-за нормального износа.

Многие стальные болты и крепежные детали, разработанные для аэрокосмической промышленности, имеют гальваническое покрытие хромом (или, в последнее время, цинк-никелем, в связи с изменением ограничений).

Введите слово «гальваническое покрытие» в Etsy, и вам будет представлен огромный выбор предметов домашнего декора с гальваническим покрытием и уникальные сувениры на память. Ремесленники часто превращают биоразлагаемые предметы, в том числе цветы, ветки и даже насекомых, в прочные и долговечные произведения искусства с помощью этого процесса. Вы можете использовать гальваническое покрытие, чтобы показать и сохранить мелкие детали предметов, которые в противном случае быстро разложились бы.

Гальваника часто используется для создания произведений искусства, таких как медный жук и соты.(источник изображения)

Цифровые дизайнеры иногда используют гальванику для создания скульптур. Дизайнеры могут распечатать подложку на 3D-принтере с помощью настольного 3D-принтера, а затем покрыть дизайн гальваническим покрытием из меди, серебра, золота или любого другого металла по выбору для достижения желаемой отделки. Сочетание 3D-печати с гальваническим покрытием таким образом дает изделия, которые проще (и дешевле) в производстве, но при этом они имеют такой же внешний вид и отделку, как скульптуры из цельного литого металла.

Гальваника очень распространена в автомобильной промышленности.Многие крупные автомобильные компании используют гальваническое покрытие для создания хромированных бамперов и других металлических деталей.

Гальваника также может использоваться для создания нестандартных деталей для концептуальных автомобилей. Например, VW объединился с Autodesk, чтобы создать колпаки для своего концептуального автомобиля Type 20. Колпаки прототипов были напечатаны на 3D-принтере, а затем на них нанесено гальваническое покрытие.

Реставрационные компании и предприятия по настройке автомобилей также используют гальваническое покрытие для нанесения никеля, хрома и других покрытий на различные детали автомобилей и мотоциклов.

Гальваника, пожалуй, чаще всего связана с ювелирной промышленностью и драгоценными металлами. Дизайнеры и производители ювелирных изделий полагаются на этот процесс для улучшения цвета, долговечности и эстетической привлекательности колец, браслетов, кулонов и многих других предметов.

Когда вы видите украшение, которое описывается как «позолоченное» или «посеребренное», велика вероятность, что на изделие, на которое вы смотрите, было нанесено гальваническое покрытие. Комбинации различных металлов используются для достижения уникальных оттенков отделки.Например, золото часто сочетают с медью и серебром для создания розового золота.

Гальваника используется для придания эластичности внешнему виду всех видов медицинских и стоматологических элементов. Позолота часто используется для создания зубных вкладок и помощи при различных стоматологических процедурах. На имплантированные детали, такие как сменные соединения, винты и пластины, часто наносят гальваническое покрытие, чтобы сделать детали более устойчивыми к коррозии и совместимыми с стерилизацией перед вставкой. Медицинские и хирургические инструменты, включая щипцы и радиологические детали, также обычно покрываются гальваническим покрытием.

На многие электрические и солнечные компоненты нанесено гальваническое покрытие для увеличения проводимости. Контакты солнечных элементов и различные типы антенн обычно производятся с использованием гальванических покрытий. На провода можно наносить гальваническое покрытие из серебра, никеля и многих других металлов. Позолота часто используется (в сочетании с другими металлами) для увеличения прочности. Золото также часто используется для увеличения срока службы деталей, поскольку оно проводящее, очень пластичное и не взаимодействует с кислородом.

Изготовление металлических деталей на заказ или небольших объемов для прототипирования может быть очень дорогостоящим и трудоемким при традиционных производственных процессах.В результате инженеры часто комбинируют гальванику с 3D-печатью для получения недорогого и экономящего время решения.

Например, Андреас Остервальдер из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) смог ускорить процесс создания прототипов и снизить затраты на продвинутые экспериментальные установки за счет 3D-печати новых дизайнов на своем 3D-принтере Formlabs SLA и сотрудничества с Galvotec. чтобы эти части были покрыты гальваническим покрытием.

Андреас Остервальдер использовал 3D-печать и гальванику для изготовления этого светоделителя.

Благодаря своей универсальности гальваника открывает бесчисленные возможности для инженеров из разных отраслей. Хотите узнать больше о гальванике деталей, напечатанных на 3D-принтере? Посмотрите наш веб-семинар «3D-печать ближайшего к металлу с помощью принтера за 3500 долларов», чтобы узнать, как гальваника преобразует 3D-печатные детали SLA для получения металлических свойств, включая высокий модуль упругости, электропроводность или эстетическую отделку.

Вы получите идеи и советы от доктора Шона Уайза, президента и генерального директора RePliForm, который также продемонстрирует, как пользователи используют эту технологию для различных приложений.

Введение в гальванику в машиностроении и производстве

Гальваника — популярный процесс отделки металлов, который используется в различных отраслях промышленности для самых разных целей. В процессе гальваники используется электрический ток для нанесения тонкого слоя материала поверх объекта. В основном он используется для повышения износостойкости, защиты от коррозии, увеличения толщины или изменения эстетической привлекательности объекта.В аэрокосмической, автомобильной, компьютерной, военной, космической, медицинской, медицинской, телекоммуникационной и других отраслях он также используется для повышения проводимости, термостойкости, предотвращения окисления и удовлетворения требований инженерных групп в уникальных сочетаниях материалов.

Гальваника может быть выполнена с использованием нескольких металлов, включая золото, платину, родий, никель, медь, олово, а также сплавов, изготовленных из комбинации этих металлов с другими.

Никель — наиболее распространенный гальванический материал. Обычно он используется в многослойном процессе для повышения износостойкости и коррозионной стойкости. Термическая обработка позволяет еще больше повысить износостойкость. Никель также используется в сплавах для увеличения элементного сопротивления, электропроводности и прочности / твердости. Последние разработки включают эстетические покрытия в атласном, жемчужном и черном цвете для использования в автомобилях, мотоциклах и других транспортных средствах, а также в потребительских товарах, таких как смесители для ванных комнат, сантехника, мебель и бытовая электроника.

Детали и узлы самолетов очень подвержены атмосферной коррозии. Коррозия может негативно повлиять на детали из титана, алюминия, стали и магния, ослабляя их структурную целостность. Покрытие никель-цинковым сплавом может помочь решить эту общую проблему для производителей самолетов и аэрокосмической техники.

Медь по популярности гальваники уступает только никелю. Исключительный электрический проводник, он часто используется в качестве грунтовки для других более прочных металлов.Медь иногда используется для сглаживания дефектов, если на базовой детали есть точечная коррозия или другие дефекты поверхности. Его также можно использовать из-за его антибактериальных свойств или когда желательно, чтобы объект имел яркую блестящую поверхность.

Гальваника с использованием золота обеспечивает высокую устойчивость к коррозии, потускнению и износу, электропроводность и эстетический вид. Он также предлагает следующие дополнительные функциональные преимущества при промышленном использовании:

• Электропроводность: Золото естественным образом проводит электричество, поэтому это хороший выбор для деталей в производстве электроники.
• Износостойкость: Золото увеличивает сопротивление нормальному износу, что может иметь решающее значение при использовании в электронной или тяжелой промышленности.
• Защита от коррозии: Добавление золотого покрытия на промышленную деталь помогает уменьшить коррозию и продлевает срок службы объекта.
• Термостойкость: Гальваника с использованием золота создает эффект теплозащитного экрана, защищая основу в условиях высоких температур.

Золото можно гальванизировать на несколько других металлов, а также на полимеры.Во многих случаях изделия могут быть покрыты медью, серебром или никелем, добавляя последний слой золота для эстетики. По сравнению с другими гальваническими металлами, золото имеет более высокую стоимость, которая меняется в зависимости от цен на колеблющемся рынке золота.

Почему гальваника используется во многих отраслях промышленности и в быту? Потому что он невероятно универсален. Вот некоторые из преимуществ производства и применения продукта:

• Защитный барьер: Детали с гальваническим покрытием могут служить дольше с защитным барьером, который применяется во время гальваники.Они лучше выдерживают экстремальные жары и холода и более устойчивы к коррозии.
• Улучшение эстетики: Гальваника обычно используется для улучшения внешнего вида товаров, от ювелирных изделий до автомобильных интерьеров. Это экономично и может быть использовано для создания роскошного образа.
• Уменьшение трения: Гальваника может улучшить производительность за счет уменьшения трения в таких изделиях, как электрические разъемы. Для этого часто используется никелирование.
• Электропроводность: Серебряное покрытие увеличивает электрическую проводимость, что является рентабельным и эффективным вариантом для производителей электрических компонентов и электронной продукции.
• Поглощение кислорода: Гальваника изделия палладием поглощает избыток кислорода при производстве автомобильных каталитических нейтрализаторов, улучшая их характеристики.
• Предотвращение образования усов: Сплав цинка и никеля может помочь предотвратить образование усов, которые представляют собой острые выступы, которые могут возникать во время производственных операций.Эти усы могут вызвать повреждение электрических частей и компонентов в результате дугового замыкания и короткого замыкания. Гальваника этим цинк-никелевым сплавом может значительно уменьшить этот тип повреждений.
• Термостойкость: Золото и цинк-никелевые сплавы можно наносить гальваническим способом на детали и компоненты двигателя, чтобы уменьшить повреждение от экстремальных температур. Это увеличивает срок службы деталей / компонентов и означает, что они лучше выдерживают экстремально высокие температуры.
• Твердость: Гальваника позволяет сделать поверхности более твердыми, делая хрупкие материалы намного прочнее и продлевая срок службы покрытого предмета.Гальванические поверхности также менее подвержены повреждениям при падении или ударе.
• Добавленная адгезия: Медь часто наносят гальваническим способом на деталь, когда она должна иметь более гладкую и однородную поверхность. Это идеальный способ нанести грунтовочный слой для адгезии или дополнительного покрытия другими материалами.
• Добавленная толщина: Бывают случаи, когда продукту требуется дополнительная толщина для общего качества и долговечности отделки. Медно-никелевое покрытие — популярный выбор в производственных ситуациях, когда требуется большая толщина.

Гальваника имеет невероятное количество преимуществ для многих отраслей промышленности, включая аэрокосмическую, оборонную и автомобильную корпорации. Тем не менее, процесс гальваники требует точности, и не каждая компания способна достичь должного уровня усердия и опыта, чтобы сделать это правильно. Требуется совершенство, и твердое гальваническое покрытие зависит как от точных спецификаций электрохимического процесса, так и от последовательной и тщательной подготовки.Это настоящая наука.

Это в основном означает, что могут возникнуть всевозможные дефекты. Процесс сложен, и порой дефекты гальваники возникают после проблем, которые уже присутствуют на объекте, подлежащем гальванике, до того, как процесс гальваники начнется. Эти проблемы могут включать точечную коррозию, острые края, холодное закрытие, нечистое производство и точки расщепления, о которых мы поговорим позже в этой статье.

Гальваника включает в себя как химию, так и металлургию, при этом во многом зависит от правильного и безупречного исполнения.Поскольку гальваника является такой важной частью деятельности и продукции во многих отраслях, таких как аэрокосмическая, автомобильная, телекоммуникационная и т. Д., Важно, чтобы эта работа выполнялась фирмой с звездной репутацией и длинным списком рекомендаций.

Гальваника требует точной подготовки для правильного выполнения. Многие проблемы возникают из-за проблем с дефектами перед нанесением покрытия, а другие возникают после нанесения покрытия. Чтобы помочь вам лучше понять гальваническое покрытие и его проблемы, вот некоторые из дефектов, которые могут проявиться в процессе гальваники:

• Холодное отключение: Обычный дефект, который мы обнаруживаем в материалах, отправляемых нам для гальваники, — это холодное отключение.Они возникают, когда металл затвердевает на разных стадиях, что проявляется на металле в виде следов или линий на поверхности. Разница температур между расплавленным металлом и холодной фильерой может вызвать быстрое охлаждение расплавленного металла, поэтому он затвердевает до того, как полностью заполнит форму. Следующий поток расплавленного металла заполняет зазоры между головкой и предыдущим потоком расплавленного металла. Это приводит к образованию разных «кусков» закаленного металла вместо одного куска закаленного металла. Теперь созданная деталь имеет меньшую прочность и при деформации будет разрушаться по этим линиям разлома.
• Точечная коррозия: Это проявляется в виде небольших отверстий на поверхности объекта. Это может быть связано с непостоянными химическими подавителями дыма, используемыми во время производства, хотя постоянные подавители дыма хорошего качества, похоже, не вызывают той же проблемы точечной коррозии. Точечная коррозия обычно возникает из-за ошибок подготовки, таких как недостаточная очистка или дефекты детали. Предварительная гальваническая полировка, струйная очистка и шлифовка также могут вызвать проблемы, оставляя на объекте очень мелкие частицы мусора.Окисление, микроскопические отверстия и трещины, а также небольшие кусочки неметаллических веществ также могут способствовать появлению точечной коррозии. Кроме того, обломки проволочной щетки, остатки струи и масло также могут вызывать точечную коррозию в гальванических материалах.
• Острые края: На объекты наносится гальваническое покрытие в зависимости от их геометрии. Процесс основан на электрическом токе, который затем вызывает химическую реакцию на поверхности детали, привлекая катионы. Некоторые геометрические формы лучше подвергаются гальванике, привлекая больше катионов, чем другие.Более конкретно, когда электрический ток проходит через покрываемый объект, имеющий острый край, плотность тока увеличивается на остром крае. Это может привести к более толстому распределению металлического покрытия, что приведет к образованию хрупкого слоя покрытия, который может потрескаться. Большинство производственных операций будут шлифовать и снимать заусенцы с краев на покрываемых объектах, пока они не станут такими острыми. Согласно общему практическому правилу, вы должны закруглять все края до тех пор, пока радиус не достигнет 0,4–0,8 миллиметра.
• Точки расщепления: Расщепление твердого тела вдоль структурной плоскости называется расщеплением. При нанесении гальванического покрытия на объект с точками расслоения эти области могут вызвать проблемы с структурной целостностью.
• Нечистое производство: Чистота покрываемого объекта имеет решающее значение для успешного нанесения гальванического покрытия. Грязные поверхности могут возникать в результате производственных проблем, обращения с ними, загрязнения объекта или загрязнения оборудования. Опытный и высококвалифицированный специалист по гальванике должен всегда внимательно осматривать объекты на предмет чистоты перед нанесением покрытия.Неправильно подготовленная поверхность не позволит достичь правильного окончательного сцепления между предметом и покрытием, что может привести к образованию пузырей и пузырей.
• Потеря адгезии: Потеря адгезии между объектом и гальваническим покрытием — один из наиболее распространенных типов гальванических повреждений. В большинстве случаев это результат того, что поверхность объекта, на который будет нанесено покрытие, не была должным образом подготовлена. Поверхность должна быть «активной», то есть готовой к нанесению покрытия. Масла, антиадгезионные вещества, оксиды, легирующие вещества и масла могут нарушить эту адгезию.

Чтобы избежать этой проблемы, большинство надежных гальванических предприятий имеют встроенную систему предварительной обработки. Эта предварительная обработка обычно включает в себя замачивание объекта в щелочной жидкости, электроочистку объекта, травление в кислоте, раскисление, удаление накипи с помощью химикатов, ультразвуковую очистку и активацию ударов. Процесс различается в зависимости от материалов и объекта, на который наносится покрытие, а также от гальванических установок.

Производители могут помочь гальваническим компаниям избежать этих и других проблем, выполнив следующие действия:

• Сообщите пластинщику, какой именно сплав используется.Даже разница в 5% состава сплавов может потребовать другой предварительной обработки и техники нанесения покрытия.
• Используйте масла, которые легче удалить. Органические масла, такие как растительные и животные масла, удаляются легче, чем силиконовый воск и смазки.
• Термообработка в инертной среде. Хотя он более дорогой, он требует значительно меньшей предварительной обработки, что позволяет сэкономить деньги.
• Используйте материалы для гальванических покрытий. Готовая работа по гальванике не может быть бездефектной, если используемые материалы не высокого качества.Материалы, которые не соответствуют стандартам покрытия, часто содержат металлические включения и остатки на своей поверхности.

Водородное растрескивание: При работе с чистовыми металлами водород может привести к их хрупкости, разрушению и разрушению. К сожалению, водород может попасть в детали без ведома производителя. Этот тип охрупчивания обычно проявляется после завершения процесса нанесения покрытия и когда деталь / объект подвергается нагрузке. Чтобы свести к минимуму водородное растрескивание, инженеры могут попробовать несколько мер, в том числе обжиг для снятия напряжения и упрочнение объекта дробью.Оба эти процесса способствуют укреплению сил.

Мутные или матовые отложения: Мутные или матовые пятна на поверхности покрытия могут иметь несколько потенциальных причин, в том числе:

Химический дисбаланс: Недостаточный уровень добавки Dura или чрезмерный уровень сульфата, хромовой кислоты или загрязняющих веществ в ванне для объектов может привести к появлению тусклых или мутных отложений на покрытии продукта. Это может быть вызвано одним из следующих факторов.

• Неправильное функционирование выпрямителя: выпрямитель, который вы используете в процессе гальваники, должен быть в надлежащем рабочем состоянии, иначе вы рискуете получить тупые отложения.Надежная компания по нанесению гальванических покрытий будет регулярно проводить испытания для поиска и выполнения любого необходимого ремонта.
• Недостаточный предварительный нагрев: если детали, на которые наносится гальваническое покрытие, недостаточно горячие, это может привести к дефектам. Предметы необходимо прогревать до температуры ванны последовательно по всей их массе.
• Прерывистый ток: если ток гальваники нестабилен или прерывается, это может отрицательно сказаться на результатах.
• Неправильная температура ванны: хотя параметры ванны для гальваники могут отличаться, температура ванны обычно должна составлять от 130 до 140 градусов по Фаренгейту.Очень важно поддерживать постоянную температуру в пределах двух градусов по Фаренгейту.
• Неправильная плотность тока: правильная плотность тока — два ASI. Любое отклонение от этого уровня может привести к матовости и тусклости послевкусия.
• Неправильное распределение тока: аноды должны находиться на правильном расстоянии от объекта, иначе ток не будет течь правильно. Решить эту проблему помогает использование соответствующих анодов.
• Недостаточное полоскание: предметы необходимо тщательно промыть, обеспечивая удаление всех чистящих средств, химикатов, растворителей или масел.Любые остатки, оставшиеся на детали, могут вызвать проблемы с адгезией.
• Деталь находится слишком высоко в растворе: покрываемый объект должен быть погружен как минимум на 4 дюйма ниже поверхности раствора, чтобы получить необходимое количество тока.
• Загрязнение органическими соединениями: Со временем органические вещества могут образовывать пену на поверхности ванны. Эта накипь может в конечном итоге покрыть покрываемый объект.

Вздутие при гальванике: Когда газ расширяется в порах покрываемого объекта, обычно это водород или азот, на поверхности покрытия могут возникать пузыри.Обычно это происходит, когда объект нагревается, газы расширяются и вызывают вздутие покрытия с поверхности.

Окисление при гальванике: На объекты часто наносят гальваническое покрытие, чтобы предотвратить окисление, хотя производители должны внимательно следить за тем, чтобы объект еще не окислился перед нанесением покрытия. Окисление приводит к плохой адгезии покрытия к объекту, что способствует подъему.

Ознакомьтесь с этими распространенными и передовыми методами нанесения гальванических покрытий.

1. Подготовьте поверхность объекта. Твердое гальваническое покрытие требует предварительной подготовки, чтобы гарантировать, что деталь, которую вы наносите, является «активной» и готовой к нанесению покрытия. Производители используют такие методы, как струйная очистка, промывка, полоскание и кислотные ванны, чтобы устранить все дефекты поверхности.
2. Обратите пристальное внимание на химию. Различные решения могут по-разному влиять на сплавы. Пристальное внимание к решению, рекомендованному для конкретного материала объекта, приведет к наилучшему внешнему виду и функциональности покрытия.
3. Следите за возрастом и качеством ванны. Со временем побочные продукты химических реакций могут разрушить химические ванны, используемые при гальванике. Не позволяйте ванне опуститься ниже желаемого уровня, иначе это ухудшит качество покрытия.
4. Поддерживайте постоянную глубину ванны. Каждый раз, когда на изделие наносится покрытие в ванне, используется некоторое количество растворов, и объем ванны уменьшается. Очень важно измерять объем и химический состав раствора перед каждым нанесением покрытия.
5. Поддерживайте постоянную температуру. На гальванику металла может сильно повлиять температура. При более низких температурах процесс занимает больше времени, однако, если температура слишком высока, процесс происходит слишком быстро. Оба эти эффекта вызывают проблемы с покрытием. Во время процесса нанесения покрытия необходимо постоянно контролировать температуру, предпочтительно с помощью автоматизированного процесса, чтобы избежать этих проблем.
6. После нанесения покрытия использовать термическую обработку. Последующая обработка, нагрев можно использовать для повышения твердости никелевого или легированного покрытия.

Пластмассы были разработаны для использования в бесчисленных отраслях промышленности и в различных продуктах по всему миру. Пластмассы, изготовленные из современных полимеров, популярны в аэрокосмической, автомобильной, авиационной, медицинской и других высокотехнологичных отраслях благодаря своей простоте обработки, отличной отделке поверхности, легкости и универсальности. Гальваника пластмасс также позволяет командам инженеров использовать эффект масштаба, который сделал литье под давлением чрезвычайно популярным в крупномасштабном производстве.

В то время как большая часть гальванических покрытий выполняется на металле, нанесение металлического покрытия на пластмассы и полимеры позволяет инженерам использовать комбинации полимер / металл для создания уникальных физических характеристик. Гальванический пластик добавляет дополнительные свойства, которые делают его еще более ценным для использования в промышленности, например:

• Экранирование электромагнитных помех (EMI)
• Защита от износа
• Коррозионная стойкость
• Повышенная твердость поверхности
• Электропроводность
• Улучшен внешний вид
• Добавить паяемость
• Удельное химическое сопротивление
• Увеличенный тепловой диапазон

Гальваника превращает непроводящую пластиковую поверхность в поверхность, проводящую электричество.Это означает, что производители электронных компонентов, используемых в автомобилях, самолетах, космических кораблях и множестве других продуктов, могут создавать более легкие продукты, проводящие электричество. Металлическое покрытие также может использоваться для отражения повреждающего света от поверхности пластикового объекта и служить барьером от вредных веществ, износа и коррозии. Металлическое покрытие также может помочь уменьшить рассеивание энергии.

Производители наносят гальваническое покрытие на пластмассовые детали, чтобы защитить детали от химикатов, которые могут их повредить, замедлить коррозию и увеличить износ и прочность.Этот процесс также можно использовать для создания впечатления повышенного качества и роскоши.

Термопласты обычно используются в компонентах и ​​деталях для 3D-печати, в частности, поликарбонат, полистирол, полиацеталь, полипропилен и смешанные нейлоны. Однако некоторые методы 3D-печати также позволяют экструдировать детали с использованием титана, стали и воска, материалов, которые очень редко покрываются гальваническим покрытием.

Использование 3D-печатных деталей стало критически важным для медицинской, инженерной и автомобильной промышленности.Возможность экструдировать готовые прототипы и ранние модели оборудования и транспортных средств с нуля быстро сделала этот процесс бесценным для инженерных групп по всему миру.

При нанесении покрытия на детали, напечатанные на 3D-принтере, тип материала, который будет использоваться для покрытия, является важным решением. Если материал, используемый для компонента, представляет собой химически стойкий пластик, будет сложнее покрыть пластину. Покрытие пластмасс требует химической обработки поверхности в качестве предварительной обработки для улучшения адгезии.

Покрытие для 3D-печатных деталей выполняется как по эстетическим, так и по функциональным причинам. Например, серебро может улучшить внешний вид продукта, сделав его более устойчивым к коррозии. Металлическое покрытие для деталей, напечатанных на 3D-принтере, также обеспечивает функциональные преимущества, повышая устойчивость к нагреву, коррозии и химическим веществам, защищая от электромагнитных и радиочастотных помех и увеличивая прочность.

При производстве литых пластиковых деталей для гальваники необходимо тщательно соблюдать несколько процессов, в том числе:

• Использование приятных на вкус смол может свести к минимуму проблемы с поверхностной адгезией, которые возникают из-за высоких напряжений при формовании.
• Сведение к минимуму времени пребывания смолы в цилиндре для впрыска может помочь избежать потенциальной деградации, которая может отрицательно повлиять на способность пластинчатого пластика.
• Смолу необходимо тщательно высушить, чтобы избежать образования пузырей и проблем с влажностью поверхности после нанесения покрытия.
• Безупречный процесс литья под давлением очень важен. Все детали и участки вокруг формовочной машины не должны быть загрязнены, например, чистящими химикатами, маслом и жиром.
• При обращении с деталями, изготовленными литьем под давлением, надевайте соответствующие перчатки, чтобы уменьшить количество масел, которые могут оставить отпечатки пальцев.
• Все формованные детали необходимо немедленно поместить в защитную упаковку, чтобы избежать попадания пыли и защитить ее, пока она не будет покрыта гальваническим покрытием.

К сожалению, пластмассы не электропроводны, поэтому их трудно покрыть пластинами, а также трудно добиться надлежащей адгезии. Достижение отличной адгезии и радиочастотных характеристик имеет решающее значение, поскольку многие из этих гальванических пластиков будут использоваться в экстремальных температурных условиях.

Пластиковые предметы должны быть должным образом подготовлены перед нанесением покрытия. Часто для этого требуется химическая очистка и удаление загрязняющих веществ, а затем нанесение слоя меди, полученной методом химического восстановления, которая не требует электропроводности для адгезии.Затем к медному покрытию можно приклеить дополнительные металлы или сплавы, такие как никель или серебро, чтобы создать желаемые свойства в конечном покрытом предмете.

Есть несколько привлекательных причин для гальваники металлов. Некоторые из них дороже других или обладают другими желательными качествами. Процесс используется с начала 19 века.

Например, золото и серебро считаются первоклассными металлами, как редкими, так и дорогими.Ювелиры создают менее дорогие изделия, нанося тонкий слой золота или серебра на менее ценный металл. Тонкие слои хрома, еще одного блестящего металла, десятилетиями использовались для придания блеска и привлекательности потребительским товарам, таким как автомобили и домашний декор.

Металл часто наносят гальваническим способом на другой металл для защиты поверхности. Например, медь, никель и хром часто используются для обеспечения защитного покрытия (которое менее реактивно) для предметов, сделанных из более реактивных веществ цинка и кадмия.

В электронной промышленности гальваника используется для увеличения проводимости электронных компонентов и схем, изготовленных из менее дорогих металлов. Золото и серебро, которые являются отличными (но дорогими) проводниками электричества, можно нанести на эти компоненты гальваническим покрытием, что сэкономит деньги производителям сотовых телефонов, компьютеров и других электронных потребительских товаров.

Композитный материал состоит из двух или более различных составляющих материалов.Хотя составляющие ингредиенты внутри композита остаются разными, материал конечного продукта имеет новые свойства, такие как повышенная прочность или термостойкость, в результате комбинации.

Обычно композитные материалы образуются путем добавления армирующего компонента к матричному материалу, например, смешивания гравия с цементом для создания более прочного материала — бетона. Действительно, такие строительные материалы, как бетон и фанера, являются знакомыми примерами композитов.

Однако некоторые композиты имеют более тщательную структуру, чем бетон.Инженеры часто вплетают небольшие армирующие волокна в матрицу, используя преднамеренные узоры, чтобы улучшить характеристики материала в различных областях. Матрица удерживает армирующие волокна на месте, а армирование обеспечивает улучшенные свойства матрицы, предотвращая, например, разрыв или изгиб.

популярны для промышленного применения, потому что широкий спектр доступных компонентов позволяет легко адаптировать композиты к любой отрасли или уникальным физическим требованиям продукта.Композитный материал может быть легче, прочнее, долговечнее или даже дешевле, чем единый однородный материал.

Композитные материалы становятся все более популярными в производстве, и эта тенденция, несомненно, сохранится в течение некоторого времени в будущем. Давайте рассмотрим три композитных материала, которые производители часто покрывают металлом.

Стеклопластики (GRP): Стеклопластики в целом более экономичны, чем углеродистые легированные стали, нержавеющие стали, сплавы с высоким содержанием никеля или титановые материалы, с плотностью около четверти материала стали.Стеклопластик также легок, прост в ремонте и позволяет безопасно использовать электропроводность там, где это обычно недопустимо.

Пластмассы, армированные волокном (FRP) : FRP создается путем использования волокон в качестве армирования пластиковой матрицы. Эти волокна могут быть углеродными или стеклянными. Гальваника FRP обычно включает слой никеля, нанесенного химическим способом, чтобы обеспечить основу для гальваники.

Композиты с металлической матрицей (MMC) : Композиты с металлической матрицей состоят из металлического армирующего материала, встроенного в металлическую матрицу.На эти материалы наносят покрытие, используя процесс, аналогичный другим гальваническим проектам.

Композиты с керамической матрицей (КМЦ) : КМЦ представляют собой комбинацию керамической матрицы и керамических волокон. Они могут включать углерод и углеродные волокна. Для гальваники CMC основание будет подвергнуто химическому нанесению, так что оно будет проводить электричество. Обычно химический никель используется для подготовки к традиционному гальваническому покрытию.

Композитные материалы часто используются при создании деталей в аэрокосмической и военной промышленности, где современные композиты могут повысить прочность, снизить вес (и, таким образом, стать более экологичными), минимизировать затраты и обеспечить широкий спектр дополнительных преимуществ в обоих аспектах. форма и функция, в зависимости от материалов, используемых в композите.

Например, серебряная дверная ручка значительно дороже дверной ручки из пластика, покрытого глянцевым никелем и хромом. Блестящая металлическая (гальваническая) отделка обеспечивает прекрасный эстетический вид за меньшие деньги.

По другому сценарию, в некоторых отраслях промышленности используются композитные материалы, потому что их можно использовать в высокопроизводительных ситуациях. Стандартная керамика не так прочна, как керамические композиты. Керамические композиты термостойкие к экстремальным температурам, поэтому их можно использовать в качестве теплозащитных экранов для космических кораблей.А когда вы гальванизируете эти керамические композиты с металлами, вы создаете очень термостойкий объект с электропроводностью.

• Sharret’s Plating — это промышленная компания по нанесению покрытий, основанная в 1925 году. Они предлагают индивидуальные услуги по нанесению гальванических покрытий и сопутствующей обработке металлов для промышленных и производственных заказчиков.
• New Brunswick Plating — компания по отделке металлов, основанная в 1932 году.Предлагаем гальваническое покрытие цилиндров и стоек с отделкой ROHS. У них есть лаборатория с тремя дипломированными химиками.
• American Plating Company — это предприятие по нанесению гальванических покрытий, обслуживающее промышленные и крупные коммерческие предприятия. Они занимаются нанесением металлических покрытий на своем предприятии в Сент-Луисе, штат Миссури, и были основаны в 1944 году.
• SAT Plating — это семейная и управляемая компания под руководством ветеранов, которая разрабатывает технические решения для нанесения металлических покрытий на высокоэффективные инженерные полимеры.

Гальваника везде. Гальванические материалы используются из-за их универсальности, проводимости, внешнего вида и многого другого — от автомобильной отделки до частей последнего ракетного корабля, который вы видели запускаемым в космос. Вот несколько примеров распространенных приложений:

• Экранирование электромагнитных помех в электронике: Электромагнитные помехи (EMI) являются проблемой в любой ситуации, связанной с электронными системами.Экранирование от электромагнитных помех с помощью гальваники может защитить устройство или кабели, так что конфликтующие сигналы и помехи будут заблокированы. Экранирование от электромагнитных помех также может использоваться для предотвращения проблем с падением мощности в кабелях.
• Хромирование в автомобильной отделке: Ваш «хромированный» бампер на самом деле не может быть хромом. Скорее всего, он сделан из литого под давлением АБС-пластика, покрытого тонким слоем меди, никеля и хрома, так что он супер-блестящий, более устойчивый к ржавчине и не так легко царапается.
• Твердое хромирование поверхностей с высоким износом: Твердое хромирование используется для повышения твердости, долговечности и коррозионной стойкости поверхностей с высоким износом. Металлический хром используется для придания твердой, долговечной поверхности с улучшенным износом даже в экстремальных ситуациях. Детали служат дольше и устойчивы к коррозии, а хром менее подвержен износу в суровых условиях.

Гальваника является важной частью отделки металла в аэрокосмической и спутниковой промышленности, где она используется для:

• Убрать массу / вес и сложность компонентов
• Защита от коррозии
• Увеличение срока службы и износа компонентов
• Повышение термостойкости при экстремальных температурах
• Добавить или увеличить электропроводность
• Повышение стойкости к окислению
• Повышение прочности металлических оснований и компонентов
• Добавьте к визуальной эстетике

Космические аппараты и спутники сталкиваются с многочисленными экологическими угрозами как в атмосфере, так и за ее пределами, которые могут привести к деградации и повреждению оборудования и материалов.Дополнительные угрозы, которые можно уменьшить или устранить с помощью гальваники, включают:

• Яркий свет: солнечный свет невероятно мощный и без защиты от земной атмосферы спутники и космические корабли подвергаются воздействию огромного количества солнечного света, вызывая тепло и блики. Металлическая изоляция может отражать и поглощать этот вредный свет.
• Жара: Солнечное тепло невероятно сильнее за пределами земной атмосферы. Светоотражающие покрытия и металлическое покрытие используются для передачи тепла, чтобы уменьшить повреждение электронного оборудования.
• Температурный цикл: спутники и космические корабли могут пройти через множество циклов экстремальной жары и экстремального холода за один день. Металлические покрытия могут использоваться для минимизации воздействия этих быстрых термических изменений на оборудование и сами корабли.
• Космический мусор: Спутники и космические корабли могут быть поражены небольшими объектами в космосе, независимо от того, являются ли эти объекты естественными в форме микрометеороидов или искусственного космического мусора. Прочное металлическое покрытие может помочь защитить корабль или спутник снаружи.

Оборудование, которое используется в вооруженных силах нашей страны, должно выдерживать экстремальные температуры, частое и почти постоянное использование, высокий уровень трения и другие проблемы, которые могут возникнуть при эксплуатации и боевых условиях. Большинство материалов в этих случаях использования должны быть покрыты металлической отделкой для решения следующих проблем: электропроводность, твердость, кислородное голодание или насыщение, воздействие химических и едких материалов, изоляция и другие крайности.В оборонных приложениях гальваника требует строгого соблюдения технических требований, предоставленных Министерством обороны и производителями оборонных контрактов

Необходимость создания более легких и аэродинамических транспортных средств для всех новых форм мобильности будущего вызвала растущий и возобновленный интерес к нанесению гальванических покрытий на пластик. Производители автомобилей используют все больше литых под давлением деталей с гальваническим покрытием в электромобилях, среди прочего, для внутренних компонентов двигателя, корпусов разъемов и соединительных устройств, внешней отделки и панелей, а также корпусов аккумуляторных батарей.

Медицинские устройства и имплантаты, устанавливаемые внутри тела, должны соответствовать высоким стандартам санитарии, надежности, долговечности и безопасности. Многие из этих продуктов используют гальваническое покрытие металла, чтобы гарантировать высочайшее качество, чистоту и отсутствие дефектов, которые могут вызвать проблемы у пациента. Вот лишь несколько примеров применения гальванических покрытий в производстве медицинского оборудования:

• Золото часто используется из-за его высокой биосовместимости, коррозионной стойкости и электропроводности.Помимо прочего, он часто используется для изготовления артериальных стентов, кардиостимуляторов и зубных коронок.
• Silver обладает антибактериальными свойствами, что делает его хорошим выбором для медицинского покрытия инструментов и оборудования.
• Platinum твердый, устойчивый к коррозии и биосовместимый материал, поэтому он является отличным выбором для катетеров, кардиостимуляторов и имплантатов.

Мы — ветеранов, семейные и управляемые. Мы разрабатываем технические решения для аэрокосмической, оборонной, автомобильной и медицинской промышленности, которые обращаются к нам, когда им нужно нанести металлическое покрытие на высокоэффективные инженерные полимеры.

Мы очень гордимся тем, как мы предоставляем контролируемые и воспроизводимые технические решения. Наша миссия Quality FIRST означает, что мы сосредоточены на нашей приверженности руководства качеству и вам, нашему клиенту. Мы стремимся совершенствоваться каждый день с каждым производимым нами продуктом. Мы стремимся снизить и идентифицировать риски, превзойти требования для любых без исключения запрашиваемых продуктов, соответствовать или превзойти ваши ожидания; и работать вместе как счастливая и эффективная команда.

Узнайте больше о нас здесь: https: // www.satplating.com/about-us/

Медное покрытие — обзор

Контроль коррозии

Как правило, большинство отказов технологического теплопередающего оборудования являются результатом локальной коррозии. Большинство отказов углеродистой стали происходит из-за отложений (коррозия под отложениями / щелевая коррозия), меднения (гальваническая коррозия) или биологического загрязнения (MIC). Коррозия медных сплавов является результатом локального отложения (коррозия под отложениями / щелевая коррозия), высоких остаточных концентраций галогенов, используемых для микробиологического контроля, или сочетания галогенов и условий высокой солености.Щелевая и точечная коррозия — наиболее распространенные механизмы разрушения нержавеющей стали [4].

Скорость и серьезность проникновения коррозии зависят от рабочей среды и материала, выбранного для применения. Например, углеродистая сталь может быть выбрана для оборудования с пониманием того, что общая коррозия будет прогрессировать постепенно и ее необходимо контролировать с помощью купонов и датчиков коррозии. Разработчик может выбрать типичную нержавеющую сталь для теплообменника, не осознавая, что условия низкого расхода могут вызвать отложение, которое может привести к точечной коррозии под отложениями.Следовательно, скорость точечной коррозии трудно оценить, поскольку скорость загрязнения неизвестна, и ее особенно трудно контролировать с помощью образцов коррозии. Это связано с тем, что купоны не могут подвергаться воздействию повышенных температур, низких скоростей потока и загрязнения, фактически происходящего в теплообменнике. Большая часть оборудования для теплопередачи изготавливается из низкоуглеродистой стали из-за ее низкой стоимости и медного сплава из-за высокой эффективности теплопередачи.

Системы водяного охлаждения обычно изготавливаются из нескольких металлических сплавов, каждый из которых имеет различные свойства, связанные с коррозией.Когда железо корродирует, оно образует оксид железа, который препятствует потоку и выделяет растворимое железо (Fe ²⁺ ) в охлаждающую воду. Растворимое железо затем окисляется и образует нерастворимые соединения, которые загрязняют теплопередающие поверхности и снижают производительность процесса. Если коррозия меди не контролируется должным образом, растворимая медь, попадающая в охлаждающую воду, будет оседать на стальных поверхностях. Образуются гальванические элементы медь / железо (Cu / Fe), которые вызывают точечную коррозию и приводят к отказу оборудования.Для этих строительных материалов контроль и мониторинг коррозии требуют комплексного подхода к управлению, который может включать регулирование химического состава охлаждающей воды и / или рабочего pH, добавление биологических дезинфицирующих средств и выбор соответствующих ингибиторов коррозии.

Ингибитор коррозии — это любое вещество, которое при добавлении в окружающую среду эффективно снижает скорость коррозии. Анодные, катодные и смешанные ингибиторы — это три типа ингибиторов коррозии.

Анодные ингибиторы (известные как пассиваторы) блокируют реакцию анодной коррозии, образуя защитный оксидный слой (оксид железа) на поверхности металла.Это делает металлическую поверхность пассивной к коррозии. Наиболее распространенными пассиваторами стали являются нитрит, молибден и ортофосфат. Эти материалы являются неэффективными ингибиторами коррозии меди и медных сплавов.

Катодные ингибиторы замедляют коррозию за счет механизма осаждения, запускаемого локализованным высоким pH на катоде; осажденная пленка действует как микроскопический барьер, предотвращающий перенос электронов с поверхности металла на растворенный кислород. Катодные ингибиторы или ингибиторы осаждения образуют соединения, которые нерастворимы при таком высоком pH (на 2–3 единицы pH выше, чем у воды в объеме), но чье осаждение можно предотвратить при pH в объеме воды (обычно 6.5–9). Соответствующий ингибитор осаждения / осаждения необходим для обеспечения растворимости в основной массе воды и предотвращения образования накипи на поверхностях теплопередачи. Ингибиторы осаждения не подходят для закрытых систем с длительным временем удерживания, потому что даже хорошие ингибиторы осаждения не могут оставаться растворимыми. Примерами этих типов ингибиторов являются цинк, ортофосфат, полифосфат, фосфорорганические соединения (фосфонаты) и карбонат кальция. Цинк является наиболее эффективным ингибитором, поскольку он может выпадать в осадок в виде гидроксида, фосфата и / или силикатной соли.

Смешанные ингибиторы абсорбируются на поверхности металла и образуют хемосорбированные пленки, которые одновременно блокируют участки анодной и катодной коррозии.

Скорость коррозии увеличивается с увеличением проводимости воды (Рисунок 22-21). Хотя все ионные частицы вносят вклад в проводимость, хлорид (Cl-) и сульфат, (SO42-) анионы являются наиболее вредными. Оба они ответственны за ускоренную коррозию в очищенной и неочищенной воде. На рис. 22-22 показана взаимосвязь между pH и скоростью коррозии железа.В очень кислом диапазоне pH (pH <4) пленка оксида железа постоянно растворяется, и коррозия ускоряется реакцией восстановления водородом, которая является доминирующей катодной реакцией.

РИСУНОК 22-21. Скорость коррозии в зависимости от проводимости.

РИСУНОК 22-22. Скорость коррозии железа относительно постоянна.

Коррозию можно уменьшить, изменив металлургию или окружающую среду. Выбор сплавов, которые обладают естественной устойчивостью к общей коррозии, например нержавеющая сталь, может быть слишком дорогостоящей.Высоколегированные материалы также более подвержены разрушению из-за механизмов локальной коррозии. Изменение окружающей среды путем регулирования химического состава воды или добавления ингибиторов коррозии часто является наиболее широко применяемым методом контроля коррозии.

(22-10) 2H ++ 2e− → h3

При увеличении pH от 4 до 10 концентрация ионов водорода уменьшается, а карбонатная щелочность увеличивается. Это увеличивает вероятность образования пленки карбоната кальция на катодных участках с высоким pH и подавления реакции коррозии.В отсутствие карбоната кальция скорость коррозии в диапазоне pH 4–10 относительно постоянна для любого данного химического состава воды. При pH выше 10 железо становится все более пассивным. Кислород может быть основной движущей силой коррозии стали в охлаждающей воде. Увеличение коррозии с повышением температуры при данной концентрации кислорода происходит из-за более быстрой диффузии кислорода. Склонность воды к коррозии можно уменьшить путем механического или химического удаления кислорода. Хотя вакуумная деаэрация является подходящим средством снижения уровня кислорода, химические поглотители чаще используются в закрытых системах, в которые поступление воздуха незначительно или совсем отсутствует.Обычно используемые поглотители кислорода включают катализированный сульфит натрия (Na ₂ SO ₃ ), гидроксиламин и аскорбиновую кислоту. Ингибитор адсорбции обычно используется с поглотителем для обеспечения полной защиты от коррозии [6].

Серебряное покрытие меди или медных сплавов

Серебряное покрытие меди или медных сплавов — это высокофункциональная отделка для передачи тепла и электричества, используемая в самых разных отраслях промышленности.Серебро применяется с конца 1800-х годов на электрических распределительных устройствах и других компонентах, пропускающих электрический ток. В последние годы серебряное покрытие медных электронных компонентов, включая разъемы и клеммы, быстро выросло на рынках электроники, автомобилей и электромобилей (EV). Серебряное покрытие обладает множеством уникальных свойств, которые делают его востребованным для этих целей. Основная причина в том, что серебро имеет самую высокую электрическую и теплопроводность из всех металлов, что способствует эффективной передаче электричества и тепла.Кроме того, серебро является относительно мягким металлом, который позволяет серебряному осадку сжиматься и формироваться вокруг соединительного элемента, заполняющего небольшие пустоты и микрошероховатости. Это увеличивает эффективную площадь контакта, что приводит к снижению общего сопротивления разъема.

Рисунок 1: Электропроводность серебра по сравнению с медью и другими металлами

Silver обладает отличной смазывающей способностью и сопротивляется истиранию при переключении, скольжении или вращении. Однако изнашиваемые поверхности под высоким давлением, такие как ножевые соединители, могут быть подвержены износу серебра.В таких случаях рекомендуется использовать серебро большей толщины, а также использовать никелевую подложку или никелевый слой. Более тонкое серебряное покрытие без никелевой подложки лучше всего использовать на статических соединениях или соединителях с низким рабочим циклом, которые сопрягаются и отключаются относительно редко.

Одной из исторических проблем, связанных с серебряным покрытием, является образование соединений сульфида серебра, обычно называемых потускнением серебра. Потускнение серебра — это прежде всего косметическая проблема, поскольку оно вызывает лишь относительно небольшое снижение проводимости.Однако для микроэлектроники и низковольтных разъемов следует учитывать возможность потускнения при правильном выборе ингибитора потускнения. Существует множество различных ингибиторов потускнения, позволяющих избежать потускнения серебра, которые очень хорошо работают, включая органические, тиоловые и оловянные иммерсионные системы.

Медь уже более века является основным материалом в электротехнической и электронной промышленности.Это связано с тем, что, как и серебро, медь также обладает многими желательными свойствами, такими как отличная электрическая и теплопроводность, что делает ее идеальной для работы с высокими напряжениями и большими токами. Медь также является относительно благородным металлом, который снижает вероятность коррозии при контакте с такими металлами, как олово, никель или серебро. По этой причине серебряное покрытие меди дает много преимуществ при проектировании, поскольку свойства двух металлов дополняют друг друга. Сегодня доступны многочисленные медные сплавы, которые обладают рядом механических и электрических свойств.Многие из распространенных марок меди, используемых сегодня в производстве, включают C101 (бескислородную), C110 (ETP — электролитический твердый пек), C145 (теллур), C147 (сернистый подшипник), C172 (бериллий) и C182 (хром). Все эти различные сорта меди могут быть покрыты серебром для повышения электрических характеристик в предназначенном для них применении.

Использование никелевой подложки перед серебряным покрытием меди может улучшить характеристики осаждения в целом несколькими способами.Некоторые из преимуществ никелевой плиты приведены ниже:

• Диффузионный барьер: Когда серебро наносится на медь, со временем происходит естественная твердотельная диффузия меди в серебро. Скорость диффузии сильно увеличивается при повышенных температурах. Когда медь диффундирует в серебро, она образует гибридный эвтектический слой медь / серебро, который отрицательно влияет на адгезию, паяемость и электрические характеристики. Никель образует эффективный диффузионный барьер, предотвращающий миграцию меди / серебра.Этот промежуточный слой из никеля настоятельно рекомендуется в большинстве спецификаций и даже требуется в некоторых, таких как ASTM B700 (раздел 6.3.4) и QQ-S-365 (раздел 3.3.5).
• Коррозионные свойства: Серебро защищает медь от окисления, образуя барьерный слой между окружающей средой и медной подложкой; этот тип защиты от коррозии обычно называют защитой от барьерной коррозии. Добавление никелевой подложки перед серебряным покрытием помогает сформировать более эффективный барьер между медным основанием и окружающей средой, поскольку он ограничивает общую пористость отложений.Поскольку никель является менее дорогим металлом, чем серебро, для улучшения коррозионных характеристик можно использовать тяжелое осаждение никеля с гораздо меньшими затратами, чем увеличение толщины серебра.
• Нагрузка / прочность подшипника: Использование никелевой подкладки помогает обеспечить жесткую структуру, на которую можно наносить слой серебра. Это помогает снизить износ серебра при переключении с высоким контактным давлением и износе, например, при срабатывании предохранителей или переключателях высокого напряжения.
• Основание для пайки: Использование надлежащей никелевой подложки перед нанесением серебряного покрытия может помочь улучшить паяемость медного компонента; особенно это актуально при пайке медных сплавов. Кроме того, поскольку никель помогает уменьшить диффузию меди в серебро, никелевая подложка может продлить срок хранения паяемости и уменьшить общее количество серебра, которое необходимо покрыть для успешной пайки медных компонентов, таких как шины или клеммы. .

Наиболее распространенные никель, используемый в качестве подложки для серебра, — это электролитический сульфамат никеля или никель, полученный химическим способом.Выбор типа никелевой подложки зависит от многих факторов, включая геометрию детали, конструктивные характеристики коррозии, стоимость, паяемость и даже магнитные характеристики. Сотрудник инженерного отдела или технического отдела продаж Advanced Plating Technologies может помочь с выбором лучшего никелевого основания, а также рекомендуемой толщины покрытия.

Рисунок 2: Медный обжимной соединитель C101, обычно покрытый серебром

При нанесении серебряного гальванического покрытия на медные сплавы небольшие различия в составе сплава могут иметь большое влияние на цикл нанесения покрытия, чтобы гарантировать высококачественное окончательное осаждение серебра.Несмотря на то, что большинство медных сплавов состоит в основном из меди, для небольшого процента легирующих элементов может потребоваться специальная предварительная обработка или ударные слои, чтобы гарантировать адгезию окончательного серебряного слоя. Краткое описание некоторых из этих факторов приведено ниже для многих распространенных меди и медных сплавов.

Серебряное покрытие меди C101 (бескислородная) и C110 (ETP)

Медные сплавы C101 и C110 — самые простые марки меди для пластин — 99.9% или более чистой меди. Для этих двух сплавов рекомендуется, чтобы они оба прошли предварительную щелочную очистку для очистки деталей, а также кислотное травление для удаления любых оксидов с поверхности меди. В результате получается «активная» медная поверхность, восприимчивая к последующим этапам гальваники. Затем медь может получить никелевую подложку (если указано) с последующим серебряным ударом и, наконец, серебряным покрытием. Слой серебра очень важен для достижения прочного серебряного слоя и предотвращения погружения серебра, которое могло бы произойти, если бы медь была немедленно покрыта серебром без удара.

Вышеупомянутые шаги будут называться стандартным методом , потому что этот метод обычно нужно лишь немного изменить, чтобы приспособиться к другим медным сплавам.

Теллуровая медь — это хорошо поддающийся механической обработке сплав меди с превосходными электрическими свойствами. По этой причине теллуровая медь является одним из наиболее часто используемых медных сплавов, когда компонент изготавливается с помощью операций механической обработки, таких как токарная обработка или фрезерование.Теллуровая медь требует уникальной предварительной обработки из-за того, что в сплаве содержится 0,5% теллура. Из-за наличия теллура этот материал нельзя подвергать воздействию цианидных покрытий. Если это происходит, образуется нерастворимое соединение теллура / цианида, которое не будет восприимчиво к последующему покрытию. Поскольку большинство ванн для нанесения серебряного покрытия и серебряных покрытий представляют собой составы цианида; теллуровая медь сначала должна быть покрыта нецианидным покрытием, таким как никель, кислотная медь или олово. После нанесения такого же покрытия остальная часть процесса предварительной обработки такая же, как и при использовании стандартного метода.

Из-за необходимости нанесения кислотной смазки перед нанесением серебряного покрытия, в некоторых применениях могут быть предпочтительны альтернативные обрабатываемые меди, такие как серная медь C147, а не теллуровая медь C145. К ним относятся, в частности, приложения с глубокими внутренними характеристиками, которые могут быть затруднены полностью покрыть пластину кислотной ударной обработкой без ущерба для размеров и допусков деталей. Торговый и технический персонал Advanced Plating Technologies может помочь в разработке дизайна для обеспечения технологичности, чтобы гарантировать выбор лучшего материала с точки зрения отделки.

Рис. 3: Обработанные обработанные поверхности из меди C147 с ярким посеребренным покрытием на пальцах

C147 Медь — это по существу чистая медь с добавлением только около 0,4% серы. Однако эта небольшая добавка серы дает C147 значительно улучшенную обрабатываемость по сравнению с медью C101 или C110. Фактически, медь C147 имеет тот же рейтинг обрабатываемости, что и теллуровая медь C145 (85% свободно режущей латуни) ² . С точки зрения покрытия медь C147 намного предпочтительнее меди C145, поскольку в сплаве нет теллура.Поскольку C147 не содержит теллура, его можно предварительно обработать и нанести на него металлическое покрытие без необходимости воздействия кислоты в соответствии со стандартным методом, указанным выше. Таким образом, C147 может предложить значительную экономию затрат по сравнению с теллуровой медью C145 для серебряного покрытия; это особенно верно, если детали имеют сложную геометрию.

Бериллиевая медь, как и теллуровая медь, проходит специальную предварительную обработку из-за содержания в ней 1,9% бериллия.Из-за содержания бериллия на поверхности этого медного сплава обычно присутствует оксид бериллия, который необходимо удалить перед нанесением покрытия на деталь. Кроме того, медь C172 и C173 часто подвергают термообработке перед нанесением покрытия, что приводит к образованию накипи, которую необходимо удалить перед нанесением покрытия. Самый распространенный метод удаления слоя оксидов / накипи — это процесс светлого окунания (смесь нескольких кислот). Правильное яркое погружение удалит оксидный слой и богатые бериллием области, оставив активную медную поверхность.После яркого погружения в бериллиевую медь обычно можно использовать стандартный метод гальваники. Поскольку операция светлого погружения обычно выполняется автономно, а не параллельно с типичным процессом нанесения покрытия; Серебряное покрытие медно-бериллиевых сплавов может быть дороже, чем других медных сплавов.

Хром-медь легирована небольшим процентным содержанием хрома (~ 0,8%). Эта, казалось бы, небольшая добавка хрома делает этот медный сплав пригодным для термической обработки и улучшает как прочность, так и твердость.Добавление хрома требует использования специального электролитического никелевого активатора после первичной очистки и кислотного травления. После активации материала применяются стандартные методы меднения. Используемый никелевый активатор представляет собой очень неэффективный процесс, который не достигает малых внутренних характеристик детали. Таким образом, хром-медные детали C182 со сложной геометрией могут создавать уникальные проблемы для активации перед серебряным покрытием.

Рисунок 4: Обработанные посеребренные латунные соединители C360

C260 может считаться основной формой латуни, поскольку она представляет собой комбинацию только меди и цинка.Цинк обычно составляет около 30% состава материала, а остальное — медь. Латунь C260 очень популярна, поскольку она обеспечивает хорошую коррозионную стойкость и самую высокую пластичность среди желтых латуни. Латунь C260 обычно используется для изготовления штампованных или вытянутых компонентов. Несмотря на то, что этот сплав имеет существенное различие по составу, латунь C260 обрабатывается так же, как медь C102 и C110. Однако следует проявлять осторожность при активации сплава, чтобы не допустить чрезмерной очистки материала, поскольку цинк в сплаве может вступить в реакцию.Помимо этой модификации, базовый стандартный метод покрытия хорошо подходит для серебряного покрытия латуни C260.

Серебряное покрытие C360 (свободная обработка) Латунь

Латунь C360 отличается от C260 по нескольким причинам. Во-первых, содержание цинка выше (около 37%), а во-вторых, он также содержит свинец (около 3%). Добавление свинца делает латунь C360 одним из самых обрабатываемых медных сплавов, который обычно используется для токарной и фрезерной обработки.Побочным эффектом добавления свинца является необходимость модификации предварительной обработки этого сплава. Необходимо использовать дуплексный кислотный травитель, в котором первая кислота удаляет стандартные оксиды меди / цинка с поверхности, а второй сплав удаляет любые включения свинца, присутствующие на поверхности. Как и в случае с латуни C260, следует проявлять осторожность, чтобы не подвергнуть чрезмерной очистке латунь, поскольку цинк в подложке делает сплав более хрупким, чем сплав чистой меди. Помимо этих модификаций, стандартный метод применяется для серебряного покрытия латуни C360.

Серебряное покрытие меди или медных сплавов обычно попадает в один из четырех диапазонов толщины: мгновенное, промышленное, среднее, тяжелое или подшипниковое. Каждая из этих категорий использует различный диапазон толщины, который необходим для покрытия детали в соответствии с требованиями проекта.

Рисунок 5: Небольшой корпус для серебряного покрытия, обычно используемый для покрытия электронных медных компонентов

Одним из важнейших факторов, влияющих на стоимость серебряного покрытия, является то, должен ли компонент быть гальваническим или стойким.Эти два метода являются наиболее распространенными способами пластинчатой ​​пластины медных компонентов. В обшивке ствола детали массой загружаются в сосуд, который вращается во время обработки, пропуская ток в нагрузку. При обработке стеллажа компоненты по отдельности закрепляются на каркасе, по которому ток проходит через детали. Гальваника ствола обеспечивает значительную экономию труда, поскольку детали могут обрабатываться в массе, что делает этот метод гальванического покрытия гораздо более экономичным способом нанесения серебряного покрытия на более мелкие медные компоненты.Однако детали должны быть меньше по размеру и допускать переворачивание, что ограничивает размер и тип компонента, на который можно наносить покрытие в цилиндре.

Покрытие ствола может быть выполнено с различными размерами и конфигурациями стволов. Маленькие стволы могут иметь диаметр 2 дюйма и длину 4 дюйма, тогда как более крупные стволы могут достигать 14 дюймов в диаметре и 48 дюймов в длину. Выбор цилиндра будет зависеть от размера / конфигурации детали и от того, сколько продукта нужно покрыть. Покрытие ствола работает только в том случае, если у вас достаточно деталей, чтобы заполнить сосуд примерно на 30-50%.По этой причине, если детали указаны с методом гальваники ствола, обычно указывается минимальный объем заказа (минимальное количество заказа), чтобы успешно поставить пластину ствола.

Рисунок 6: Детали стойки с серебряным покрытием

Способность нарезать серебряную пластину на медный компонент зависит от трех основных переменных: размера детали, веса детали и требований к чистоте поверхности. Как правило, детали должны быть меньше 3 дюймов в любом измерении и менее 0,75 дюйма в диаметре, что является очень общим правилом.Чаще всего, медные компоненты должны быть меньше примерно 0,1 фунта до пластины цилиндра; однако геометрия детали также имеет значение. Например, мягкие медные детали с открытой наружной резьбой могут быть повреждены во время металлизации цилиндра. Кроме того, детали, которые могут сцепляться, слипаться или вставляться во время галтовки, часто не могут быть покрыты гальваническим покрытием. Окончательное рассмотрение — это обработка поверхности детали. Поскольку детали опрокидываются во время нанесения покрытия на ствол, качество обработки поверхности (<30 дюймов) может быть улучшено за счет опрокидывания металлического покрытия ствола.Опять же, размер / вес детали также следует учитывать при рассмотрении чистоты поверхности, поскольку более мелкие детали с низкой чистотой поверхности с большей вероятностью будут успешно покрыты гильзой, чем более крупные медные детали.

Для медных деталей, которые не могут быть покрыты цилиндрическим покрытием, целесообразной альтернативой является металлизация стойки. Детали обычно покрываются гальваническим покрытием, потому что они либо слишком велики для обшивки цилиндра, либо детали могут вставляться / блокироваться или иным образом быть повреждены при опрокидывании. Одно из соображений, которое следует учитывать при нанесении покрытия на стойку, заключается в том, что следом на стойке или отсутствием полного покрытия покрытия будет место, где деталь будет контактировать с приспособлением для нанесения покрытия.Есть способы минимизировать эту точку контакта; однако это необходимо обсудить на этапе разработки нового приложения. Несмотря на то, что покрытие стеллажа является более дорогостоящим процессом, чем покрытие цилиндра, его можно использовать для успешной обработки очень больших деталей практически любой геометрии конфигурации

Посеребрение меди и медных сплавов дает высокопроводящее, смазывающее и коррозионно-стойкое покрытие, используемое на рынке электромобилей (EV) и аналогичных рынках.Комбинация серебряного покрытия на меди обеспечивает поверхность, которая обладает высокой теплопроводностью как в термическом, так и в электрическом отношении, что делает эту комбинацию отличным выбором для деталей, передающих тепло или электричество. Разнообразие медных сплавов предлагает широкий диапазон механических свойств, что увеличивает область применения меди. Сплавы меди необходимо предварительно обработать и активировать уникальными способами, которые могут повлиять на методы и стоимость серебряного покрытия. Правильный выбор подкладок и толщины серебра имеют решающее значение для работы медного компонента с серебряным покрытием, чтобы гарантировать, что область применения соответствует предполагаемому сроку службы.Наконец, требования к размеру, геометрии и чистоте поверхности медного компонента могут повлиять на то, может ли он быть покрыт серебром в корпусе или стойке.

Для получения дополнительной информации о серебряном покрытии меди или других областях применения, пожалуйста, свяжитесь с представителем инженерного или технического отдела продаж Advanced Plating Technologies.

Автор: Доминик Скардино, инженер по оценке

Артикул:

• Мальоне, Грегорио.Изучение области проводимости. Цифровое изображение. https://ysjournal.com/exploring-the-realm-of-conductivity/ Журнал молодых ученых. 22 апреля 2017 г. 28 апреля 2020 г.
• Оберг, Джонс, Хортон и Райффелл. Справочник по машинному оборудованию, 26-е издание, Нью-Йорк.

  No related posts.