Galvanizarea și aplicarea acesteia

Galvanizarea - o metodă de depunere a metalelor pe suprafața metalului și a produselor nemetalice folosind electroliză… După o astfel de depunere, suprafața produsului capătă rezistență mare la coroziune, aspect mai frumos (acoperire decorativă), uneori — duritate mai mare, rezistență la uzură.

Dacă în acest caz produsul este acoperit cu un strat foarte subțire (5 — 30 μm) de metal, doar în cazuri rare (întărirea suprafeței) ajungând la zecimi de milimetru, atunci acest tip de proces se numește acoperire galvanică.

În prezent, galvanizarea este utilizată pe scară largă (cupru, nichelare, cromare, placare cu argint, placare cu aur, placare cu cadmiu, placare cu zinc, placare cu cositor, placare cu plumb).

Placarea cu aur, placarea cu argint, placarea cu nichel și placarea cu crom sunt utilizate în principal în scopuri decorative, în timp ce, în același timp, aceste acoperiri cresc rezistența la coroziune.

Cuprul este utilizat în principal ca strat intermediar pe produsele din oțel cu nichel sau crom.Buna aderență a metalului de protecție la materialul produsului este foarte importantă pentru durabilitatea acoperirilor..Zickelul și cromul aderă strâns la oțel, prin urmare acesta din urmă este mai întâi înmuiat, apoi se aplică un strat de nichel sau crom la aramă.

Deoarece stratul de crom în unele cazuri nu protejează împotriva coroziunii, se folosește și o acoperire cu trei straturi (cupru-nichel-crom). Acoperirea produselor cu un strat de nichel sau crom protejează suprafața de oxidare atunci când este încălzită la 480 - 500 ° C. Acoperirea cu zinc este utilizată pe scară largă pentru protecția împotriva coroziunii; în unele cazuri recurg la placarea cu cadmiu.

Placarea cu crom și nichel este, de asemenea, utilizată pentru a îmbunătăți rezistența la uzură a suprafețelor, cum ar fi stereotipurile din industria tipografică. Acoperirea unui stereotip cu un strat de nichel, crom sau fier poate crește durata de viață a acestuia de 10 sau mai multe ori. În aceste cazuri, grosimea filmului aplicat ar trebui să fie mai mare (30-50 microni sau mai mult).

O condiție de neînlocuit pentru rezistența de aderență a stratului aplicat la metalul de bază este curățenia suprafeței acestuia din urmă. Prin urmare, înainte de electroliză, cele mai mici urme de murdărie, oxizi, grăsimi sunt îndepărtate cu grijă din produse. Pentru a face acest lucru, ele sunt de obicei degresate în soluții fierbinți de baze sau în solvenți organici - kerosen, benzină.

Pentru îndepărtarea oxizilor și impurităților, produsele sunt gravate în acid sulfuric sau clorhidric și pentru a obține suprafețe netede - prin șlefuire și lustruire. Ultima operațiune se repetă după aplicare, dacă din motive decorative este necesară obținerea unei suprafețe strălucitoare, deoarece produsele de baie sunt de obicei mate.

Partea principală a electrolitului este sărurile metalului aplicat.În plus, pentru a îmbunătăți conductivitatea electrolitului, se introduc adesea în el acizi sau baze, care fac electrolitul acid sau alcalin. În timpul auririi și argintării și uneori cu placarea cu cupru, în electrolit sunt introduși compuși de cianuri, ceea ce asigură o mai bună aderență a acoperirii la metalul de bază.alum.

De regulă, anozii solubili sunt utilizați în procesele de galvanizare sub formă de benzi sau tije de metal aplicate pe catod..V În acest caz, metalul este transferat de la anod la catod. Totuși, anozii din metal sau aliaj care sunt insolubili într-un anumit electrolit sunt utilizați și, de exemplu, în cromarea, din plumb sau aliaj plumb-antimoniu, în acest caz, metalul este separat pe produse datorită electrolit și sarea metalului aplicat trebuie adăugate sistematic la electrolit.

Galvanizarea se realizează în băi dintr-un material rezistent chimic la electrolitul utilizat. Căzile mari sunt din oțel, sudate, iar pentru soluțiile acide sunt izolate din interior cu cauciuc, ebonită, plastic vinil sau acoperite cu lacuri rezistente la acizi și la căldură.

Piesele de prelucrat sunt de obicei montate pe umerase în baie. Pentru procesele care au loc la o densitate de curent scăzută (0,01 — 0,1 A / cm2), se folosesc băi staționare cu catozi fiși.

La densități mari de curent (de exemplu, în cromarea) se folosesc băi continue, în care produsele în timpul procesului de acoperire se deplasează de la o margine la alta a băii. Astfel de băi sunt de obicei echipate cu dispozitive pentru amestecarea electrolitului cu aer comprimat și filtrarea acestuia.

La capacitate mare, se folosesc mașini automate echipate cu un număr de băi, în care se realizează nu numai acoperirea produselor în sine, ci și pregătirea suprafeței acestora (degresare, gravare și clătire). La astfel de mașini, produsele, deplasându-se pe trepte orizontal și vertical, trec succesiv prin toate căzile.

Galvanizarea, ca și în cazul tuturor proceselor electrolitice, utilizează curent continuu, de obicei tensiune joasă (6 - 24 V). Procesul este reglat prin modificarea densității de curent, valoarea acesteia din urmă modificându-se în funcție de proces de la sutimi și zecimi de A/dm2 la aurire și argint la zecimi de A/cm2 la cromare.

Pe măsură ce densitatea de curent crește, cantitatea de metal depusă pe unitatea de timp crește, dar când depășește o anumită valoare (proprie pentru fiecare proces), calitatea acoperirii se deteriorează brusc. Băile galvanizate sunt alimentate de generatoare de curent continuu sau convertoare cu semiconductori.

Pentru majoritatea proceselor de galvanizare, eficiența curentului este relativ mare (de la 100 la 90%), pentru o serie de procese, de exemplu, aurire și unele tipuri de placare cu cupru, eficiența curentului scade la 70 - 60%. Numai cu cromarea este foarte scăzută (12%), deoarece în acest proces cea mai mare parte a energiei electrice consumate este cheltuită pe reacții secundare.

În ultimii ani, au fost efectuate experimente privind utilizarea curentului alternativ în procesele galvanice. De obicei, o componentă de curent alternativ este suprapusă unui curent continuu, amplitudinea componentei de curent alternativ fiind de aproximativ 2 ori valoarea CC.Utilizarea curentului alternativ în producția de acoperiri cu nichel, cupru și zinc poate îmbunătăți calitatea acestora, în special, reduce contaminarea stratului aplicat cu impurități.

În unele cazuri, un strat de cupru este posibil atunci când baia este alimentată cu un curent de 50 Hz. Acest lucru se explică prin rectificarea parțială a curentului alternativ de către o celulă electrochimică, datorită căreia apare o componentă constantă în curentul băii.