Galvanisering og dens anvendelse

Galvanisering - en metode for å avsette metaller på overflaten av metall og ikke-metallprodukter ved hjelp av elektrolyse… Etter slik avsetning får overflaten av produktet seg stor korrosjonsbestandighet, vakrere utseende (dekorativt belegg), noen ganger - større hardhet, slitestyrke.

Hvis produktet i dette tilfellet er dekket med et veldig tynt (5 - 30 μm) lag av metall, bare i sjeldne tilfeller (overflateherding) som når tiendedeler av en millimeter, kalles denne typen prosess galvanisk belegg.

For tiden er galvanisering mye brukt (kobberbelegg, nikkelbelegg, forkromning, sølvbelegg, gullbelegg, kadmiumbelegg, sinkbelegg, tinnbelegg, blybelegg).

Gullbelegg, sølvplettering, fornikling og forkromning brukes hovedsakelig til dekorative formål, samtidig som disse beleggene øker korrosjonsbestandigheten.

Kobber brukes hovedsakelig som mellomlag på nikkel- eller kromstålprodukter.Den gode vedheften av det beskyttende metallet til materialet i produktet er svært viktig for holdbarheten til beleggene. Sikkel og krom fester seg tett til stålet, derfor blir sistnevnte først myknet, og deretter påføres et lag med nikkel eller krom til kobberet.

Siden kromlaget i noen tilfeller ikke beskytter mot korrosjon, brukes også et trelags belegg (kobber-nikkel-krom). Å dekke produkter med et lag av nikkel eller krom beskytter overflaten mot oksidasjon når den varmes opp til 480 — 500 ° C. Sinkbelegg er mye brukt for korrosjonsbeskyttelse; i noen tilfeller tyr de til kadmiumbelegg.

Krom og nikkelbelegg brukes også for å forbedre slitestyrken til overflater, for eksempel stereotypier i trykkeriindustrien. Å dekke en stereotyp med et lag av nikkel, krom eller jern kan øke levetiden med 10 eller flere ganger. I disse tilfellene bør tykkelsen på den påførte filmen være større (30-50 mikron eller mer).

En uerstattelig betingelse for adhesjonsstyrken til det påførte laget til basismetallet er renheten til sistnevntes overflate. Derfor, før elektrolyse, fjernes de minste sporene av skitt, oksider, fett forsiktig fra produktene. For å gjøre dette avfettes de vanligvis i varme løsninger av baser eller i organiske løsningsmidler - parafin, bensin.

For å fjerne oksider og urenheter etses produktene i svovelsyre eller saltsyre, og for å få glatte overflater - ved sliping og polering. Den siste operasjonen gjentas etter påføring, hvis det av dekorative årsaker er nødvendig å oppnå en skinnende overflate, siden baderomsprodukter vanligvis er matte.

Hoveddelen av elektrolytten er saltene av det påførte metallet.I tillegg, for å forbedre ledningsevnen til elektrolytten, introduseres ofte syrer eller baser i den, som gjør elektrolytten sur eller alkalisk. Under forgylling og sølvplettering, og noen ganger med kobberplettering, innføres cyanidforbindelser i elektrolytten, noe som gir bedre vedheft av belegget til grunnmetallet.alun.

Som regel brukes løselige anoder i galvaniseringsprosesser i form av strimler eller staver av metall påført katoden..V I dette tilfellet overføres metallet fra anoden til katoden. Men anoder laget av et metall eller en legering som er uløselige i en gitt elektrolytt brukes også for eksempel i forkromning, laget av bly eller bly-antimon legering.I dette tilfellet separeres metallet på produktene pga. elektrolytt og saltet av det påførte metallet må systematisk tilsettes til elektrolytten.

Galvanisering utføres i bad laget av et materiale som er kjemisk motstandsdyktig mot elektrolytten som brukes. Store kar er laget av stål, sveiset, og for syreløsninger er de isolert fra innsiden med gummi, ebonitt, vinylplast eller dekket med syrefast og varmebestandig lakk.

Arbeidsstykkene som skal bearbeides er vanligvis montert på kleshengere i badekaret. For prosesser som foregår ved lav strømtetthet (0,01 - 0,1 A / cm2), brukes stasjonære bad med faste katoder.

Ved høye strømtettheter (f.eks. ved forkromning) brukes kontinuerlige bad, hvor produktene under belegningsprosessen beveger seg fra den ene kanten av badekaret til den andre. Slike bad er vanligvis utstyrt med enheter for å blande elektrolytten med trykkluft og filtrere den.

Ved høy kapasitet brukes automatiske maskiner utstyrt med en rekke bad, der ikke bare belegget av selve produktene, men også deres overflatebehandling (avfetting, etsing og skylling) utføres. I slike maskiner passerer produktene, som beveger seg på trinn horisontalt og vertikalt, suksessivt gjennom alle karene.

Elektroplettering, som med alle elektrolytiske prosesser, bruker likestrøm, vanligvis lavspenning (6 - 24 V). Prosessen reguleres ved å endre strømtettheten, verdien av sistnevnte endres avhengig av prosessen fra hundredeler og tiendedeler av A/dm2 i forgylling og sølv til tiendedeler av A/cm2 i forkromning.

Når strømtettheten øker, øker mengden avsatt metall per tidsenhet, men når den overstiger en viss verdi (sin egen for hver prosess), forringes kvaliteten på belegget kraftig. Galvaniserte bad drives av DC-generatorer eller halvlederomformere.

For de fleste galvaniseringsprosesser er strømeffektiviteten relativt høy (fra 100 til 90%), for en rekke prosesser, for eksempel forgylling og noen typer kobberplettering, synker strømeffektiviteten til 70 - 60%. Bare med forkroming er svært lav (12%), siden i denne prosessen brukes mesteparten av forbrukt elektrisitet på sidereaksjoner.

De siste årene er det utført forsøk med bruk av vekselstrøm i galvaniske prosesser. Vanligvis er en AC-komponent overlagret på en DC-strøm, med amplituden til AC-komponenten som er omtrent 2 ganger DC-verdien.Bruk av vekselstrøm i produksjon av nikkel-, kobber- og sinkbelegg kan forbedre kvaliteten, spesielt redusere forurensning av det påførte laget med urenheter.

I noen tilfeller er et kobberbelegg mulig når badekaret forsynes med en strøm på 50 Hz. Dette forklares av den delvise likerettingen av vekselstrømmen av en elektrokjemisk celle, på grunn av hvilken en konstant komponent vises i badstrømmen.