Galvanizacija kovin: vrste, metode, opis postopka

Galvanska prevleka je kemijska metoda nanašanje kovinske folije za zaščito izdelkov in zagotavljanje dodatnih lastnosti: odpornost proti koroziji, trdoti, odpornosti proti obrabi, dekorativnosti itd. Vsak kovinski izdelek potrebuje dodatno zaščito, tudi aluminijasti deli so prevlečeni z galvansko izolacijo.

Načelo

Shema, po kateri se realizira kovina, je dokaj preprosta. Vključuje izdelek, na katerega je nanešen zaščitni premaz, posodo z raztopino elektrolitov, kjer je izdelek nameščen. Tretji udeleženec v procesu je kovinska plošča, na katero se nanaša pozitivni tok, deluje kot anoda, izdelek v raztopini postane katoda, kjer se uporabi negativni naboj.

Ko je električni tokokrog zaprt, se kovina anode (plošče) raztopi v elektrolitu in pod vplivom toka teče proti negativno nabitemu produktu (katodi) in tako ustvari trpežen premaz. Elektrolit je prevodna rešitev za premikanje kovin od anode do katode. Velikost rezervoarjev (kopeli) z elektrolitom je drugačna, odvisno od proizvodnih težav.

Velikoproizvodi se namestijo na suspenzije, skozi katere poteka negativni naboj, pri čemer se konstrukcija ohrani na teži v. T prostornino kopalnice. Majhni izdelki dobijo galvanizirano prevleko v bobenskih kopelih, kjer je istočasno pocinkano veliko število izdelkov. V tem primeru se na boben uporabi negativni naboj, ki se vrti v rezervoarju z elektrolitom, kjer je anoda navita.

Obstajajo zvončaste kopeli, kjer se galvanizirani premaz hkrati uporablja za veliko število zelo majhnih delov, kot je strojna oprema. Izdelke vlijemo v rezervoar, nalijemo sestavo elektrolitov in namestimo anodo. Kopeli se počasi vrtijo, med katerimi so izdelki enakomerno prekriti z zaščitno kovino.

Metode

Galvanska metoda premazov omogoča izdelavo trajnega zaščitnega premaza na kovine, ki izolira dele pred korozivnimi učinki delovnih okolij. Izolacijo lahko izdelamo iz različnih kovin, nanos izvedemo z anodnim in katodnim razprševanjem.

Za katodni premaz je značilno dejstvo, da se pri najmanjši kršitvi celovitosti odložene plasti kovina pod njim uniči bolj intenzivno, kar je olajšano s samo tehnologijo premaza. Primer hitre erozije so izdelki iz kositrane kovine, kjer je izolacijska plast kositra.

Anodna galvanizacija ima druge značilnosti. Ko se pojavijo pogoji grožnje korozije, je galvanska izolacija izpostavljena uničenju, kovina ostaja nedotaknjena dolgo časa. Anodizirani izdelki so dobro zaščiteni pred korozivnimi okolji, mehanskimi poškodbami. Najpogostejši tip izolacije je pocinkanje. Metoda vam omogoča, da shranite vse lastnosti predelanega proizvoda, njegov videz, obliko in velikost.

Cilji

Galvanska obdelava je razdeljena na več vrst, odvisno od namena izdelka:

• Zaščitna in dekorativna. Namen aplikacije je pridobiti visoke estetske lastnosti in zaščititi izdelke pred škodljivimi dejavniki.
• Zaščitna. Izolirajte kovinske dele pred korozivnimi mediji, mehanskimi poškodbami.
• Posebni namen. Galvanska obdelava se uporablja za pridobivanje novih lastnosti - povečana odpornost na obrabo, povečane lastnosti trdote in magnetne, električne izolacijske lastnosti končnega izdelka. V nekaterih primerih se galvanizacija uporablja za obnovitev prvotnega videza izdelka ali po daljši uporabi.

Vrste premazov

Postopek galvanske prevleke se izvaja z nanosom različnih kovin na proizvod, vsak od njih ima svoje lastnosti in cilje pri nadaljnjem delovanju dela ali predmeta:

• Srebro - poveča estetsko vrednost, ščiti pred korozijo, izboljša odsevne, prevodne lastnosti. Vrsta uporabe je zahtevna pri proizvodnji statičnih relejev, kontaktorjev, elektromagnetnih relejev, elektromagnetnih aktuatorjev, mikrovezij in drugih elektronskih izdelkov.
• Niklanje je najbolj zahtevna prevleka iz jekla, bakra in aluminija. Plast niklja zanesljivo ščiti izdelke ali strojne dele pred rjo, ki nastane pod vplivom zunanjega okolja, kot tudi vrste korozije zaradi kontaminacije z agresivnimi okolji delovnega okolja - alkalije, kisline, soli. Niklovani izdelki imajo visoko odpornost na hude mehanske poškodbe, odrgnine.
• Chrome plating - povečuje odpornost proti obrabi, trdota anodiziranih površin, vam omogoča, da izboljšajo videz, obnoviti poškodovane dele na prvotne parametre. Glede na spremembe v tehnološkem načinu dobivajo galvanizacijo z različnimi parametri in lastnostmi - sivo mat (povečanje trdote, vendar nizka odpornost proti obrabi), briljantno (visoka odpornost proti obrabi, trdota), mlečna plastika (estetika, visoka stopnja protikorozijske zaščite, nizka trdota), pocinkanje - Protikorozijska obdelava trdnih jeklenih plošč, avtomobilskih delov, gradbenih in zaključnih materialov.

• Pozlačevanje - uporablja se v nakitu, elektroniki in drugih industrijah. Plast zlata daje detajlom visoke odsevne lastnosti, estetiko, zaščito pred korozijo, povečuje prevodne lastnosti.
• Bakrena prevleka se pogosto uporablja za prekrivanje kovin, da se zaščiti pred korozijo, baker izboljša svoje prevodne lastnosti, kovina s takšnim premazom se pogosto uporablja za proizvodnjo električnih vodnikov, ki se uporabljajo na prostem.
• Medenina - uporablja se za zaščito jekla, aluminija in zlitin pred poškodbami zaradi korozije. Plast medenine zagotavlja potrebno lepljenje kovinskih delov z gumo.
• Rodij je poseben premaz, ki se uporablja za odpornost na dele v kemičnih korozivnih okoljih, kar zagotavlja dodatno mehansko odpornost proti obrabi. Tudi rodijska obloga daje dekorativnost izdelkov, ščiti predmete iz srebra pred oksidacijo, dolgočasnostjo.

Ureditev kakovosti in tehnoloških procesov galvanizacije se izvaja z uporabo GOST 9.301-78.

Pripravljalna faza

Galvanska obdelava je večnivojski proces, ki se izvaja v treh glavnih fazah (priprava, premaz, končna obdelava končnega izdelka).

Priprava površine za nadaljnjo galvanizacijo je najbolj zamudna in ključna faza celotnega procesa. Kakovost pridobljene zaščitne prevleke je odvisna od natančnosti in ustreznosti njene izvedbe. V prisotnosti najmanjših sledi maščobnih in oksidnih filmov na kovinski površini ne bo mogoče doseči enakomernega trajnega zaščitnega filma - premaz ne bo mogel prodreti v plasti osnovnega kovine, nastati bodo mehurčki, razpoke itd.

Napake se lahko pojavijo na mestih, kjer so brazde, nepravilnosti na površini, na mestih slabo poliranih spojev, kjer ni dovolj prahu. Galvanska obdelava zahteva nizko površinsko hrapavost, temeljito čiščenje po poliranju in obvezno obdelavo z razmaščevalnimi sredstvi.

Vrste obdelave dela

Strojno obdelavo in doseganje popolne gladkosti kovinskih delov dosežemo doma z brušenjem površine s smirkovim papirjem in drugimi abrazivnimi sredstvi, peskalnimi, kemičnimi in avtomatiziranimi metodami za doseganje rezultatov v industrijskem merilu. V pripravljalni fazi se izvede izolacija delov ali posameznih mest, ki niso predmet galvanizacije.

Glede na vrsto uporabljene kovine se izvajajo različne priprave. Pred galvanizacijo ali utrjevanjem se površina zaščitenega dela razmaže in kisla. Pred kromiranjem in prevleko iz niklja je potrebno mehansko brušenje, razmaščevanje in odstranjevanje oksidnega filma. Razmaščevanje poteka v dveh fazah - začetno delo in popolno razmaščevanje.

Predobdelki se sperejo s topili - beli špirit, bencin, posebne organske mešanice itd. Končno obdelavo izvedemo z alkalnimi raztopinami ali elektrokemijsko metodo. Nato se deli sperejo z vročo vodo, aktivirajo in jedkajo kovino rahlo, da se odstranijo najmanjše oksidne folije, kar izboljša oprijemljivost površine dela z galvanizirano prevleko kovine.

Kako se proces izvaja

Odlaganje zaščitne plasti kovine na izdelke se izvaja s posebno opremo. Razlike v uporabi vrst galvanizacije se odražajo v receptu uporabljenega elektrolita.

Galvanska metoda premazovanja kovin in drugih materialov je naslednja:

• Električne kopeli so napolnjene z elektrolitsko raztopino. Postavijo anode in predelane proizvode. Velikost in videz kopeli sta odvisna od velikosti delov, ki zahtevajo premaz.
• Grelna naprava prinaša temperaturo elektrolitske sestave do želene tehnološko sprejemljive vrednosti.
• Tok se v strukturo napaja iz vira, opremljenega z regulatorjem napetosti.
• Proces galvanizacije traja določen čas, njegova vrednost pa je določena z velikostjo dela, doseganjem zahtevane debeline zaščitne plasti.

Lastnosti procesa

V nekaterih primerih se z galvanizacijskim načinom premazovanja obdelovance obesi na katodno palico, ki se nahaja v kopalnici, na kovinsko palico pa se namestijo kovinske plošče, ki pokrivajo izdelke. Za pridobitev določenih lastnosti prevleke lahko v elektrolit vnesemo kovinske soli, organske spojine, svetla sredstva itd.

Za pospeševanje postopka prenosa kovin se elektrolit meša, kar omogoča uporabo visoke gostote toka. Obrat smeri toka zagotavlja gladko površino.

Točen čas postopka galvanske prevleke se določi empirično - z uporabo zaščitnega sloja na delu, ki v danih pogojih tehnološkega procesa meri določeno debelino nastalega sloja za določeno časovno obdobje. V fazi montaže je posebna pozornost namenjena debelini plasti v votlinah in votlinah obdelanega eksperimentalnega dela.

Debelina plasti

Debelina galvanizirane prevleke se določi glede na podatke o povprečni debelini nanosa, odvisno od pogojev, v katerih se bo del uporabljal. Razdeljeni so v skupine:

• Svetlobni pogoji (LS) - deli se uporabljajo v zaprtih ogrevanih prostorih s sorazmerno suhim ozračjem ali pa se izdelek uporablja za krajši čas v okolju, kjer ni aktivnih korozivnih sredstev. Debelina enoslojne prevleke je približno 7 mikronov, večplastna - 15 mikronov.
• Srednji pogoji (CC) - deli se bodo uporabljali v okolju s srednjo vlažnostjo, onesnaženjem, majhnimi količinami goriva, industrijskimi emisijami ali izparevanjem morske vode. Debelina enoslojne prevleke je 15 mikronov, večplastna - 30 mikronov.
• Težji pogoji (JS) - zagotavljajo delovanje delov v pogojih visoke vlažnosti, visoke stopnje onesnaženosti s tehničnimi plini, gorivnimi odpadki, trdnimi delci, prahom. Debelina enoslojne prevleke - 30 mikronov, večplastna - 45.

Podatki o debelini prevleke delov v enem sloju vsebujejo GOST 2249-43. Ti vključujejo cinkove prevleke. Nadzira večslojno prevleko GOST 3002-45 (nikeljske prevleke). Debelina plasti se lahko spremeni glede na zahteve glede konstrukcije ali v primerih, ko je obdelovanec zasnovan za krajšo življenjsko dobo. Življenjska doba galvanizacije je do 5 let, za druge vrste premazov do 3 leta.

Predelava končnega izdelka

Galvaniziranje delov se konča s stopnjo dodatne obdelave. V tem procesu se izvajajo naslednje operacije:

• Osvetljevanje.
• Barvanje s sestavki za barve in lake.
• Pasivacija.
• Dehidracija.
• Olje ali poliranje.
• Srebrovanje kompozicij proti bledenju.

Razsvetljava in pasivacija povečata antikorozijske lastnosti pocinkanih izdelkov in kadmijevih premazov. Proces pasivacije je potopitev izdelkov v posebno raztopino, ki na površini dela tvori zaščitno folijo do debeline 1 mikrona.

Izdelki iz jekla, bakra z galvaniziranim premazom se dodatno obdelajo z olji - olje se olja. To se izvaja z namenom izboljšanja zaščitnih lastnosti kovinske izolacije in prispeva k izboljšanju odpornosti proti koroziji.

Nadzor kakovosti

Zahteve za kakovost galvanske prevleke so odvisne od pogojev delovanja predelanega proizvoda. Za oceno uporabe se uporabljajo taki vrste nadzora :

• Ocena videza dela z vizualnim pregledom, primerjava z referenčnimi vzorci (površinska obdelava, barva, prisotnost ali odsotnost sijaja).
• Določanje debeline nanosa in poroznosti se izvaja v laboratorijskih pogojih (meritve).
• Odpornost proti koroziji v skladu s TU ali GOST (test).
• Mehanska, fizikalna stabilnost (odsevne lastnosti, plastičnost, odpornost proti obrabi, električna in temperaturna odpornost, trdota itd.)

Koristi

Prednosti tega načina zaščite kovinskih izdelkov so:

• Visoke antikorozijske lastnosti.
• Odpornost na mehanske in fizične poškodbe.
• Odpornost na agresivna okolja naravnega in industrijskega izvora.
• Nizka poroznost premaza.
• Trdota, odpornost proti obrabi.
• Možnost prilagajanja debeline nanosa premaza med nanosom.

Slabosti metode vključujejo visoko porabo energije, okoljske nevarnosti, visoke stroške ukrepov čiščenja.