Galvanisering och dess tillämpning

Galvanisering — en metod för att avsätta metaller på ytan av metall och icke-metallprodukter med hjälp av elektrolys… Efter sådan avsättning får ytan på produkten stor korrosionsbeständighet, vackrare utseende (dekorativ beläggning), ibland — större hårdhet, slitstyrka.

Om produkten i detta fall är täckt med ett mycket tunt (5 - 30 μm) lager av metall, endast i sällsynta fall (ythärdning) som når tiondels millimeter, kallas denna typ av process galvanisk beläggning.

För närvarande används galvanisering i stor utsträckning (kopparplätering, nickelplätering, kromplätering, silverplätering, guldplätering, kadmiumplätering, zinkplätering, tennplätering, blyplätering).

Guldplätering, silverplätering, nickelplätering och kromplätering används främst för dekorativa ändamål, samtidigt som dessa beläggningar ökar korrosionsbeständigheten.

Koppar används främst som mellanskikt på nickel- eller kromstålprodukter.Den goda vidhäftningen av skyddsmetallen till materialet i produkten är mycket viktig för beläggningarnas hållbarhet. Zickel och krom fäster tätt på stålet, därför mjukas det senare först och sedan appliceras ett lager av nickel eller krom. till kopparn.

Eftersom kromskiktet i vissa fall inte skyddar mot korrosion används även en treskiktsbeläggning (koppar-nickel-krom). Att täcka produkter med ett lager av nickel eller krom skyddar ytan från oxidation vid upphettning till 480 - 500 ° C. Zinkbeläggning används ofta för korrosionsskydd; i vissa fall tillgriper de kadmiumplätering.

Krom och nickelplätering används också för att förbättra slitstyrkan på ytor, till exempel stereotyper i tryckeribranschen. Att täcka en stereotyp med ett lager av nickel, krom eller järn kan öka dess livslängd med 10 eller fler gånger. I dessa fall bör tjockleken på den applicerade filmen vara större (30-50 mikron eller mer).

Ett oersättligt villkor för det applicerade skiktets vidhäftningsstyrka på basmetallen är renheten på den senares yta. Därför, före elektrolys, avlägsnas de minsta spåren av smuts, oxider, fetter försiktigt från produkterna. För att göra detta avfettas de vanligtvis i heta lösningar av baser eller i organiska lösningsmedel - fotogen, bensin.

För att avlägsna oxider och föroreningar etsas produkterna i svavelsyra eller saltsyra, och för att få släta ytor - genom slipning och polering. Den sista operationen upprepas efter applicering, om det av dekorativa skäl är nödvändigt att få en blank yta, eftersom badrumsprodukter vanligtvis är matta.

Huvuddelen av elektrolyten är salterna av den applicerade metallen.Dessutom, för att förbättra elektrolytens ledningsförmåga, införs ofta syror eller baser i den, vilket gör elektrolyten sur eller alkalisk. Vid förgyllning och silverplätering, och ibland med kopparplätering, införs cyanidföreningar i elektrolyten, vilket ger bättre vidhäftning av beläggningen till basmetallen.alun.

Som regel används lösliga anoder i galvaniseringsprocesser i form av remsor eller stavar av metall som appliceras på katoden..V I detta fall överförs metallen från anoden till katoden. Men även anoder av metall eller legering som är olösliga i en given elektrolyt används till exempel vid förkromning, gjorda av bly eller bly-antimonlegering.I detta fall separeras metallen på produkterna p.g.a. elektrolyten och saltet av den applicerade metallen måste systematiskt tillsättas till elektrolyten.

Galvanisering utförs i bad av ett material som är kemiskt resistent mot den använda elektrolyten. Stora kar är gjorda av stål, svetsade, och för sura lösningar är de isolerade från insidan med gummi, ebonit, vinylplast eller täckta med syrafasta och värmebeständiga lacker.

Arbetsstyckena som ska bearbetas är vanligtvis monterade på hängare i badet. För processer som äger rum med låg strömtäthet (0,01 - 0,1 A / cm2) används stationära bad med fasta katoder.

Vid höga strömtätheter (t.ex. vid förkromning) används kontinuerliga bad, där produkterna under beläggningsprocessen rör sig från ena kanten av badet till den andra. Sådana bad är vanligtvis utrustade med anordningar för att blanda elektrolyten med tryckluft och filtrera den.

Vid hög kapacitet används automatiska maskiner utrustade med ett antal bad, där inte bara beläggningen av själva produkterna, utan också deras ytbehandling (avfettning, etsning och sköljning) utförs. I sådana maskiner passerar produkterna, som rör sig på steg horisontellt och vertikalt, successivt genom alla kar.

Galvanisering, som med alla elektrolytiska processer, använder likström, vanligtvis lågspänning (6 - 24 V). Processen regleras genom att ändra strömtätheten, värdet på den sistnämnda ändras beroende på processen från hundradelar och tiondelar av A/dm2 i förgyllning och silver till tiondelar av A/cm2 i förkromning.

När strömtätheten ökar ökar mängden avsatt metall per tidsenhet, men när den överstiger ett visst värde (sitt eget för varje process) försämras kvaliteten på beläggningen kraftigt. Galvaniserade bad drivs av DC-generatorer eller halvledaromvandlare.

För de flesta galvaniseringsprocesser är strömverkningsgraden relativt hög (från 100 till 90%), för ett antal processer, till exempel förgyllning och vissa typer av kopparplätering, minskar strömverkningsgraden till 70 - 60%. Endast med kromplätering är mycket låg (12%), eftersom i denna process går det mesta av den förbrukade elektriciteten till sidoreaktioner.

Under senare år har experiment genomförts med användning av växelström i galvaniska processer. Vanligtvis överlagras en växelströmskomponent på en likström, varvid växelströmskomponentens amplitud är ungefär 2 gånger likströmsvärdet.Användningen av växelström vid tillverkning av nickel-, koppar- och zinkbeläggningar kan förbättra deras kvalitet, i synnerhet minska föroreningen av det applicerade skiktet med föroreningar.

I vissa fall är en kopparbeläggning möjlig när badet förses med en ström på 50 Hz. Detta förklaras av den partiella likriktningen av växelströmmen av en elektrokemisk cell, på grund av vilken en konstant komponent uppträder i badströmmen.