Galvanizace kovů: typy, metody, popis procesu

Povlak elektrolyticky pokrytý chemickou metodou nanášením kovového filmu na ochranu výrobků a dodáním dalších vlastností: odolnost proti korozi, tvrdost, odolnost proti opotřebení, dekorativnost atd. Kterýkoliv kovový výrobek potřebuje dodatečnou ochranu, dokonce i hliníkové části jsou potaženy galvanickou izolací.

Zásada

Schéma, pomocí kterého se provádí pokovování kovu, je poměrně jednoduché. Zahrnuje výrobek, na který se aplikuje ochranný povlak, nádobu s roztokem elektrolytu, kde je výrobek umístěn. Třetím účastníkem procesu je kovová deska, na níž je aplikován kladný proud, působí jako anoda, produkt umístěný do roztoku se stává katodou, kde je aplikován záporný náboj.

Když je elektrický obvod uzavřen, kov anody (desky) se rozpustí v elektrolytu a pod působením proudu proudí na záporně nabitý výrobek (katoda), čímž vznikne odolný povlak. Elektrolyt je vodivé řešení pro přemísťování kovů z anody na katodu. Velikost nádrží (vany) s elektrolytem je odlišná v závislosti na výrobních problémech.

Velké výrobky jsou umístěny na závěsech, díky nimž je záporný náboj přenesen, konstrukce je udržována v hmotnosti objem koupelny. Malé výrobky obdrží galvanizovaný povlak v bubnech, kde je současně galvanizováno velké množství výrobků. V tomto případě je na buben aplikován záporný náboj, který se v nádrži otáčí elektrolytem, ​​kde je anoda navinutá.

Existují zvonovité lázně, kde je galvanizovaný povlak současně aplikován na velké množství velmi malých částí, jako je například hardware. Výrobky se nalijí do nádrže, nalévá se složení elektrolytu a instaluje se anoda. Vany mají pomalou rotaci, během níž jsou výrobky rovnoměrně pokryty ochranným kovem.

Metody

Galvanická metoda nanášení povlaků umožňuje vytvořit odolný ochranný povlak na kovových materiálech a izolovat součásti od korozivních účinků pracovního prostředí. Izolace může být vyrobena z různých kovů, aplikace se provádí anodickým a katodickým postřikem.

Povlak katody se vyznačuje skutečností, že při nejmenším narušení integrity nanesené vrstvy je kov pod ním intenzivněji zničen, což je usnadněno samotnou technologií povlaku. Příkladem rychlé eroze jsou výrobky vyrobené z pocínovaného kovu, kde izolační vrstva je cínu.

Anodické galvanické pokovování má další vlastnosti. Když vzniknou podmínky ohrožení koroze, je galvanická izolace vystavena zničení, kov zůstane dlouhodobě neporušený. Eloxované výrobky jsou dobře chráněny před korozívním prostředím, mechanickým poškozením. Nejběžnější typ izolace je galvanizace. Metoda umožňuje uložit všechny vlastnosti zpracovaného produktu, jeho vzhled, tvar a velikost.

Cíle

Galvanizace je rozdělena do několika typů v závislosti na účelu výrobku:

• Ochranné a dekorativní. Účelem aplikace je získání vysokých estetických vlastností a ochrana výrobků před škodlivými faktory.
• Ochranné. Izolujte kovové části z působení korozívních médií, mechanické poškození.
• Speciální účel. Galvanické pokovování se používá pro získání nových vlastností - zvýšená odolnost proti opotřebení, zvýšené vlastnosti tvrdosti a magnetické, elektrické izolační vlastnosti hotového výrobku. V některých případech se galvanizace používá k obnově původního vzhledu výrobku nebo po delším používání.

Typy nátěrů

Metoda galvanického pokovování se provádí použitím různých kovů na výrobek, z nichž každá má své vlastní charakteristiky a cíle při dalším provozu součásti nebo předmětu:

• Stříbro - zvyšuje estetickou hodnotu, chrání proti korozi, zlepšuje reflexní a vodivé vlastnosti. Typ aplikace je vyžadován při výrobě statických relé, stykačů, elektromagnetických relé, elektromagnetických akčních členů, mikroobvodů a dalších elektronických výrobků.
• Niklování je nejžádanější pokovování výrobků z oceli, mědi a hliníku. Niklová vrstva spolehlivě chrání výrobky nebo součásti strojů před korozí, která se vytváří pod vlivem vnějšího prostředí, stejně jako z typů koroze způsobené kontaminací agresivním prostředím pracovního prostředí - zásad, kyselin, solí. Poniklované výrobky vykazují vysokou odolnost proti těžkým mechanickým poškozením, oděru.
• Chromování - zvyšuje odolnost proti opotřebení, tvrdost eloxovaných povrchů, umožňuje zlepšit vzhled, obnovit poškozené části původních parametrů. V závislosti na změnách v technologickém módu obdrží elektrolytické pokovování s různými parametry a vlastnostmi - šedou matou (zvýšení tvrdosti, ale nízkou odolností proti opotřebení), brilantní (vysoká odolnost proti opotřebení, tvrdost), mléčný plast (estetika, vysoký stupeň antikorozní ochrany, nízká tvrdost) - Antikorozní úprava pevných ocelových plechů, automobilových dílů, stavebních a dokončovacích materiálů.

• Zlacení - používá se v klenotnictví, elektronice a jiném průmyslu. Vrstva zlata dává detailům vysokou reflexní vlastnosti, estetiku, ochranu proti korozi, zvyšuje vodivé vlastnosti.
• Měď se pokovuje často k pokovování kovu za účelem ochrany proti korozi, měď zlepšuje své vodivé vlastnosti, kov s tímto povlakem se často používá k výrobě elektrických vodičů, které jsou používány venku.
• Mosaz - slouží k ochraně oceli, hliníku a slitin před poškozením koroze. Mosazná vrstva zajišťuje potřebnou přilnavost kovových dílů kaučukem.
• Rhodium je speciální nátěr aplikovaný tak, aby poskytoval vysokou odolnost proti částem v chemicky korozivních prostředích, aby byla zajištěna dodatečná mechanická odolnost proti opotřebení. Rovněž potahování rhodiem dává produktům dekorativitu, chrání stříbrné předměty před oxidací, otupělostí.

Regulace kvality a technologických procesů galvanického pokovování se provádí pomocí GOST 9.301-78.

Přípravná fáze

Galvanické pokovování je víceúrovňový proces, který se provádí ve třech hlavních etapách (příprava, povlak, konečné zpracování hotového výrobku).

Příprava povrchu pro další galvanické pokovování je časově náročnější a nejdůležitější etapa celého procesu. Kvalita získaného ochranného nátěru závisí na přesnosti a přiměřenosti jeho provedení. Při přítomnosti nejmenších stop oxidů tuku a oxidu na kovovém povrchu nebude možné získat stejnoměrnou souvislost ochranného filmu - povlak nebude schopen proniknout do vrstev základního kovu, mohou se vytvářet bubliny, roztrhnou atd.

Poruchy mohou nastat v místech, kde se vyskytují otřepy, povrchové nepravidelnosti, v místech špatně leštěných křižovatek, místa, která nejsou dostatečně bezprašná. Galvanické pokovování vyžaduje nízkou drsnost povrchu, důkladné čištění po leštění a povinnou úpravu odmašťovacích prostředků.

Typy zpracování dílů

Obrábění a dosažení dokonalé hladkosti kovových dílů je dosaženo doma broušením povrchu smirkovým papírem a jinými brusnými materiály, pískování, chemické a automatizované metody dosažení výsledků se používají v průmyslovém měřítku. V přípravné fázi se provádí izolace dílů nebo jednotlivých míst, která nejsou galvanizována.

V závislosti na druhu použitého kovu se provádějí různé přípravky. Před galvanizací nebo vytvrzením je povrch chráněného dílu odmaštěn a naplněn. Pokovování chrómu a pokovování niklem předchází mechanické broušení, odmašťování a odstraňování oxidového filmu. Odmašťování se provádí ve dvou fázích - zahájení práce a úplné odmaštění.

Předsady jsou promyty rozpouštědly - benzinem, benzínem, speciálními organickými směsmi apod. Konečné zpracování se provádí alkalickými roztoky nebo elektrochemickou metodou. Poté se díly omyjí horkou vodou, lehce aktivují a lehce roztahují kov, aby se odstranily nejmenší oxidové vrstvy, což zlepšuje přilnavost povrchu dílu elektrolytickým pokovením kovu.

Jak je proces implementován

Ukládání ochranné vrstvy kovu na výrobky se provádí pomocí speciálního zařízení. Rozdíly v aplikaci typů galvanického pokovování se odrážejí v receptu používaného elektrolytu.

Galvanická metoda nanášení kovů a dalších materiálů je následující:

• Galvanizační lázně jsou naplněny elektrolytickým roztokem. Umístějí anody a zpracované produkty. Velikost a vzhled lázně závisí na velikosti součástí, které vyžadují nátěr.
• Topné zařízení přivádí teplotu elektrolytické kompozice na požadovanou technologicky přijatelnou hodnotu.
• Proud je dodáván do struktury ze zdroje vybaveného regulátorem napětí.
• Proces galvanického pokovování trvá určitou dobu, jeho hodnota je určena velikostí dílu, dosažením požadované tloušťky ochranné vrstvy.

Funkce procesu

V některých případech jsou při galvanizačním způsobu nanášení obrobků zavěšeny na katodovou tyč umístěnou v koupelně a kovové desky jsou umístěny na anodové tyči, která pokryje výrobky. K získání určitých charakteristik povlaku mohou být do elektrolytu zaváděny kovové soli, organické sloučeniny, světlé činidla atd.

Pro urychlení procesu přenosu kovů se elektrolyt míchá, což umožňuje použití vysoké hustoty proudu. Reverzace směru proudu poskytuje hladký povrch.

Přesný čas galvanického povlékání se provádí empiricky - nanesením ochranné vrstvy na část, která měří tloušťku výsledné vrstvy po určitou dobu za daných podmínek technologického procesu. Ve fázi montáže se věnuje zvláštní pozornost tloušťce vrstvy v dutinách a dutinách ošetřované experimentální části.

Tloušťka vrstvy

Tloušťka elektrolyticky pokrytého povlaku se stanoví podle údajů o průměrné tloušťce nanesené vrstvy, v závislosti na podmínkách, ve kterých bude část použita. Jsou rozděleny do skupin:

• Světelné podmínky (LS) - díly se používají v uzavřených vyhřívaných místnostech s poměrně suchou atmosférou nebo se výrobek bude používat krátkodobě v prostředí, ve kterém nejsou aktivní činidla koroze. Tloušťka jednovrstvého potahu je asi 7 mikronů, vícevrstvá - 15 mikronů.
• Střední podmínky (CC) - díly budou použity v prostředí se střední vlhkostí, znečištěním, malým množstvím paliva, průmyslovými emisemi nebo odpařováním mořské vody. Tloušťka jednovrstvého povlaku je 15 mikronů, vícevrstvá - 30 mikronů.
• Drsné podmínky (JS) - zajišťují provoz dílů v podmínkách vysoké vlhkosti, vysokého stupně znečištění průmyslovými plyny, palivového odpadu, tuhých látek, prachu. Tloušťka jednovrstvého povlaku - 30 mikronů, vícevrstvá - 45.

Údaje o tloušťce pokovování dílů v jedné vrstvě obsahují GOST 2249-43. Patří sem zinkové povlaky. Řídí vícevrstvé pokovení GOST 3002-45 (niklové povlaky). Tloušťku vrstvy lze měnit podle konstrukčních požadavků nebo v případech, kdy je obrobek konstruován pro krátkou životnost. Životnost pozinkování je až 5 let, u jiných typů povlaků až 3 roky.

Hotové zpracování produktu

Galvanizace součástí končí koncem dalšího zpracování. V tomto procesu jsou implementovány následující operace:

• Osvětlení.
• Zbarvení laky a laky.
• Pasivace.
• Dehydratace.
• Olejování nebo leštění.
• Stříhání kompozic proti poškrábání.

Zesvětlení a pasivace zvyšují antikorozní vlastnosti pozinkovaných výrobků a kadmiových povlaků. Proces pasivace je ponoření produktů do speciálního roztoku, čímž se na povrchu části vytvoří ochranná fólie až do tloušťky 1 mikron.

Výrobky z oceli, mědi s elektrolytickým povlakem jsou navíc ošetřeny oleji - olej je olejovaný. To se provádí za účelem zlepšení ochranných vlastností kovové izolace a přispívá ke zlepšení odolnosti proti korozi.

Kontrola kvality

Požadavky na kvalitu galvanického povlaku závisí na provozních podmínkách zpracovávaného výrobku. Pro posouzení žádosti se používá takové typy kontroly :

• Vyhodnocení vzhledu části vizuální kontrolou, porovnání s referenčními vzorky (povrchová úprava, barva, přítomnost nebo absence lesku).
• Stanovení tloušťky pokovování a poréznosti se provádí za laboratorních podmínek (měření).
• Odolnost proti korozi podle TU nebo GOST (test).
• Mechanická fyzikální stabilita (reflexní vlastnosti, plasticita, odolnost proti opotřebení, odolnost proti elektrickému a teplotnímu namáhání, tvrdost apod.)

Výhody

Výhody této metody ochrany kovových výrobků zahrnují:

• Vysoké antikorozní vlastnosti.
• Odolnost proti mechanickému a fyzickému poškození.
• Odolnost vůči agresivnímu prostředí přírodního a průmyslového původu.
• Nízká poréznost povlaku.
• Tvrdost, odolnost proti opotřebení.
• Schopnost nastavit tloušťku aplikovaného nátěru během aplikace.

Nevýhody této metody zahrnují vysokou spotřebu energie, ohrožení životního prostředí a vysoké náklady na opatření při čištění.