Cum se aplică galvanizarea la locul de muncă și acasă

În activitățile fiecărui electrician competent, există momente care necesită o analiză precisă a fenomenelor care au loc în timpul electrolizei. În multe cazuri, este necesară reglarea fină a surselor de alimentare CC în modul de funcționare cu caracteristici de sincronizare diferite pentru automatizarea completă a procesului.

Referință istorică

Pentru prima dată, legile de bază care descriu efectul curentului continuu asupra comportamentului substanțelor dizolvate în electroliți au fost stabilite de omul de știință englez Michael Faraday.

Procesele fizico-chimice de electroliză au loc într-o celulă electrolitică.

Produs într-un recipient cu electrolit. În interiorul corpului sunt doi electrozi cărora li se aplică sarcini pozitive și negative de la o sursă de tensiune constantă controlată. Puterea curentului care curge prin circuitul comun este reglată în mărime și controlată de operator folosind contoare. Celulele electrice automate funcționează sub supravegherea electronicii.

Electrodul căruia i se aplică sarcina pozitivă se numește „anod”, iar cel negativ - „catod”. Sub acțiunea unui curent în electrolit se formează ioni cu sarcini de semne opuse:

1. cationi;

2. anioni.

Ionii încărcați pozitiv sunt numiți „cationi” deoarece se deplasează spre catod. Anionii sunt ioni încărcați negativ care sunt atrași de anod.

Tehnologiile care apar în timpul electrolizei se află la răscrucea a două științe:

1. chimie;

2. inginerie electrică.

Din punct de vedere istoric, așadar, s-a dezvoltat practica că o ramură specială a electrochimiei se ocupă de galvanizare, care studiază atât fenomenele electrochimice, cât și cele fizice care apar în timpul depunerii cationilor metalici pe orice tip de anod. Aceasta se realizează pentru a alege condițiile tehnologice optime, pentru a dezvolta tehnici și metode speciale de prelucrare, pentru a alege modurile nominale de echipare în timpul depunerii anumitor metale pe diferite baze.

In practica acoperire galvanică mult timp a fost împărțit în două direcții separate, independente:

1. electroformare;

2. Galvanizare.

Aceste metode funcționează pe aproximativ aceleași tehnologii, dar diferă în ceea ce privește materialele bazei pe care se aplică acoperirea galvanică.

Electrotip

Aceasta este o modalitate de a crea o copie superficială a unei imagini de volum a unei piese nemetalice. Principalele materiale pot fi prelucrate cu ușurință ipsos, piatră, lemn, semifabricate din plastic și alte substanțe.

În atelierele de artă se creează forme unice de bijuterii prin acoperirea cu un strat de metal a frunzelor diverșilor copaci, flori, insecte.

Fondatorul acoperirii galvanice a fost rusul Boris Semenovich Yakobi, care a dezvoltat tehnologia care a făcut posibilă crearea celebrelor sculpturi metalice care încă decorează clădirea Catedralei Sf. Isaac din Sankt Petersburg. Pentru această lucrare, a primit recunoaștere mondială, a primit Premiul Demidov, cel mai prestigios pentru oamenii de știință din Rusia și a primit o mare medalie de aur în timpul unei ceremonii solemne la Expoziția de la Paris.

Grosimea produselor create prin metode de electroformare se caracterizează prin dimensiuni crescute, care le conferă rezistență în timpul funcționării. Poate ajunge de la 0,25 la doi sau mai mulți milimetri.Acest lucru se realizează prin durata proceselor electrochimice.

Metalele prețioase neferoase sunt cel mai adesea aplicate prin galvanizare în produse artistice:

• aur;

• argint,

• platină;

• rodiu.

În scopuri tehnice utilizați:

• cupru;

• nichel;

• fier.

În aurire, argint, nichelare, cuprul este folosit ca strat intermediar în procesele tehnologice de galvanizare.

Galvanizarea

Această metodă de galvanizare se bazează pe aplicarea unui strat subțire de metal protector pe suprafața unei piese metalice sau a unui grup de obiecte. Capacul superior poate îndeplini diverse funcții:

• protectie anticoroziva;

• decor protector;

• îmbunătățirea aspectului;

• conferirea diferitelor proprietăți electrice suprafeței pentru a îmbunătăți conducția curentului sau a crește caracteristicile de izolare;

• creșterea caracteristicilor de rezistență ale anti-gripare;

• prelungirea rezistenței la uzură;

• îmbunătățirea aderenței la cauciucarea oțelurilor;

• aderență crescută la lipituri și o serie de alte proprietăți.

O gamă largă de produse de galvanizare poate fi găsită în toate locațiile din jurul nostru.

Fotografia de mai sus prezintă detaliile prelucrate care ne înconjoară în viața de zi cu zi: elemente decorate de mobilier și lămpi, acoperiri de protecție pentru electrocasnice și cutii.

Calitatea stratului aplicat produsului depinde de structura stratului creat. În scopuri tehnice, se folosesc straturile de sedimente cele mai fin și în același timp dense. Sunt create:

• selectarea componentelor și compoziția electroliților;

• menținerea unui regim optim de temperatură a mediului de lucru în timpul electrolizei;

• setările curente, stabilitatea densității sale și durata ciclului de producție.

Tipuri de galvanizare

Un strat de aur conferă produselor un aspect bogat, protejează împotriva coroziunii, crește reflectivitatea produsului. Proprietățile conductoare ale suprafețelor placate cu aur funcționează bine în dispozitivele electronice.

Placarea cu argint este utilizată în aceleași scopuri și, în același timp, este adesea folosită pentru a îmbunătăți proprietățile conductoare ale circuitelor de putere. Se aplică la contactele demaroarelor, contactoarelor, releelor ​​electromagnetice și statice, picioarelor amplificatoarelor operaționale, microcircuitelor și altor componente electronice.

Placarea cu nichel permite produselor din oțel, cupru și aliajele sale, aluminiu, zinc și mai rar tungsten, titan și molibden să ofere un aspect decorativ și să ofere protecție împotriva coroziunii nu numai de la expunerea atmosferică, ci și atunci când se lucrează în condiții:

• contaminare cu soluții de săruri, alcaline, acizi slabi;

• expunere crescută la sarcini abrazive mecanice.

Cromarea crește duritatea și rezistența la uzură a metalelor și vă permite să restabiliți suprafețele uzate ale pieselor de frecare la parametrii inițiali. Modificarea caracteristicilor modului de tehnologie vă permite să creați:

• acoperiri mate cu o nuanță gri, care au cea mai mare duritate, fragilitate, dar cea mai mică rezistență la uzură;

• suprafețe strălucitoare cu rezistență și duritate bună la uzură;

• învelișuri din lapte plastic cu duritate scăzută, dar aspect atractiv și bune proprietăți anticorozive. Acoperirea cu zinc protejează tablele de oțel și produsele din oțel împotriva coroziunii și este adesea folosită în industria auto și în construcții.

Acoperirea cu cupru a produselor din oțel protejează împotriva coroziunii și mărește proprietățile conductoare ale metalului, folosit pentru a acoperi firele electrice care funcționează în aer liber.

Învelișul de alamă nu numai că protejează oțelul și aliajele de aluminiu de coroziune, dar asigură și o bună aderență a acestora la anvelopă.

Armurarea conferă suprafețelor un aspect unic.

Placarea cu rodiu oferă:

• protejează argintul împotriva pătarii;

• decorarea suprafetelor;

• rezistență chimică ridicată;

• rezistență crescută la uzură.

Caracteristicile proceselor tehnologice de galvanizare

Metodele industriale de galvanizare sunt utilizate pe scară largă în procesele de fabricație.

Varietatea echipamentelor și a metodelor de aplicare a stratului exterior determină un număr mare de tehnologii pentru construcția metalului de suprafață.

De obicei, procesele tehnologice includ etape:

1. pregătirea prealabilă a semifabricatelor;

2. acumularea stratului galvanic în băi;

3. prelucrarea finală a piesei.

În etapa preliminară, se efectuează prelucrarea mecanică și decaparea suprafețelor:

• curățarea de oxizi și impurități;

• degresare preliminară;

• atașare la echipamente suspendate;

• izolarea site-urilor care nu necesită prelucrare;

• degresare finală.

În timpul tratării anodice a pieselor, este important să se respecte parametrii optimi ai curentului și durata acestora.

Etapa finală include:

• neutralizarea reziduurilor electrolitice pe piesele prelucrate;

• tratament alternativ cu jeturi de apă la diferite temperaturi;

• îndepărtarea pieselor elementelor de suspensie;

• îndepărtarea unui strat izolat din obiectele închise;

• uscare;

• efectuarea tratamentului termic, dacă este necesar;

• finisare mecanică la dimensiunea dorită.

Caracteristicile de design ale echipamentelor moderne de galvanizare

Pentru a găzdui electrolitul se folosesc băi galvanice din polimeri rezistenti:

• PVC;

• PVDF;

• polipropilenă.

Acestea sunt montate pe o bază metalică robustă împreună cu unități de control în design modular.

Curățarea de înaltă calitate a pieselor este asigurată prin metode de creare:

• curent cu jet;

• metoda fluxului;

• recepție în cascadă.

Evaluarea finală a procesului de curățare se realizează de către operator folosind metode de observare vizuală.

Echipamentele electrice instalate și dispozitivele de încălzire sunt controlate automat sau de către operator. Pentru a accelera operațiunile, se efectuează barbotare, balansare și alte tehnici.

Întreprinderile industriale sunt echipate cu dispozitive de protecție, absorbante, sisteme de aspirație la bord, sisteme de tratare a apelor uzate și permit efectuarea numai a anumitor procese, de exemplu:

• depunerea de straturi de nichel-aur pe produse industriale;

• nichel, argint, cupru, cromat pe pandantive;

• placare cu nichel în tamburi;

• prelucrarea cuprului și staniului în butoaie mici;

• ornamente pe pandantive;

• tratarea apelor uzate și alte tehnologii.

Instalațiile industriale utilizate în întreprinderile mari sunt combinate în linii de producție.

Metode galvanice de casă

Folosirea metodelor de galvanizare și galvanizare în scopuri casnice este în puterea oricărui meșter de acasă. Cu toate acestea, înainte de a realiza astfel de dispozitive, ar trebui să studiați și să țineți cont de regulile de siguranță care trebuie respectate atunci când lucrați cu lichide agresive și instalații electrice, să asigurați o bună ventilație a spațiilor și eliminarea apelor uzate.

Utilizarea căzilor de sticlă este nedorită din cauza fragilității lor. Este mai bine să alegeți vase din polimeri transparenți puternici.

Pentru fluxul de curent electric de magnitudine constantă în rezervoare mici de electroliți, puteți utiliza designul blocurilor gata făcute de la un computer sau un telefon mobil sau le puteți realiza singur pentru nevoi specifice.

Dispozitivele de alimentare destul de simple de la radiourile vechi cu reglare cu tranzistori pot fi găsite pe Internet sau luați ca bază următoarea diagramă.

În acesta, puteți folosi un transformator de la orice televizor vechi sau îl puteți înfășura singur.Caracteristicile nominale ale tranzistorului de putere, puntea diodelor de redresare și rezistența de reglare sunt selectate în funcție de puterea sarcinii. Un condensator electrolitic egalizează tensiunea netezită. Un ampermetru este încorporat pentru monitorizarea continuă a valorii curentului.

Dispunerea părților unui bloc similar, dar cu un nod suplimentar de tranzistori de control, este prezentată în fotografie.

Un răcitor de aer este utilizat pentru o răcire mai bună a tranzistorului de putere.

Este foarte ușor să faceți o altă unitate de alimentare: ieșirile contactelor separate «+» și «-» de la încărcătorul telefonului mobil sunt conectate printr-un dispozitiv de măsurare și o rezistență de reglare a sarcinii cu puterea corespunzătoare la electrozii galvanici. baie.

Atunci când efectuează lucrări prin metode galvanice sau galvanice, un meșter de acasă va trebui să efectueze în mod independent experimente și să înregistreze rezultatele acestora pentru a câștiga experiență. Numai așa vor apărea stăpânirea și abilitățile practice.