Гальванизация как технология: гальваностегия и гальванопластика

Гальваническое покрытие — это метод покрытия одного металла каким-либо другим путём электролиза, поверхности металлов гальванизируют.

Гальванические покрытия

Наша компания предлагает услуги по нанесению защитных покрытий на изделия, а также восстановление ранее нанесенных покрытий:

  • Хромирование
  • Никелирование
  • Меднение
  • Чернение
  • Химическое оксидирование
  • Цинкование
  • Анодирование
  • Серебрение и многие другие.

История появления и развития

Историки утверждают, что технология гальванического осаждения, а точнее ее разновидность под названием гальванопластика, появилась в 1838 г. Автором идеи стал исследователь Борис Якоби. В ходе многочисленных опытов ученый изобрел необычный способ обработки металлических заготовок и стал активно внедрять его в разные сферы промышленности. Вскоре гальванику стали использовать на монетных дворах и организациях, которые производили типографические приспособления или оборудование для художественной деятельности.

Метод был назван не в честь первооткрывателя, а итальянского ученого Луиджи Гальвани, который попробовал обработать изделия электрохимическим путем почти в один промежуток времени с Якоби.

Суть гальванического процесса

Гальванизация представляет собой особый электрохимический процесс, который приводит к образованию тонкого металлического покрытия на исходной заготовке. Обработка состоит из нескольких основных циклов:

  1. Подготовка электролита с подходящим составом (меняется в зависимости от типа материала и желаемого результата).
  2. Опускание в готовый раствор 2 анодов, которые соединяются с плюсовым контактом источника постоянного тока.
  3. Погружение в гальванизирующую смесь заготовки, размещение ее между анодами и подсоединение к контакту с минусовым значением. В результате обрабатываемая деталь станет катодом.
  4. Замыкание электрической цепи.

Суть гальванического процессаГальванизация приводит к образованию тонкого металлического покрытия.

Гальванические циклы, которые происходят в такой цепи, подразумевают передвижение заряженных частиц наносимого металла, присутствующих в электролитическом растворе, к отрицательно заряженному катоду с последующим оседанием на поверхности. Это приводит к появлению металлической пленки.

Существует широкий спектр целей, для которых может использоваться гальванизация. Если нужно выполнить гальваническое хромирование, образец следует покрыть никелевым слоем. В большинстве случаев такая технология применяется для улучшения защитных и декоративных свойств образцов. Гальваника может применяться и с целью получения точных копий деталей, которые обладают сложным рельефом. В таких условиях процесс называется гальванопластикой.

Не меньшей популярностью пользуется цинкование черных металлов посредством гальваники. Такая обработка предназначается для формирования на поверхности антикоррозийного оцинкованного покрытия. Металлические детали, гальванизированные таким методом, могут эксплуатироваться в течение долгого времени во влажной среде, взаимодействовать с соленой или пресной водой и при этом не терять начальных свойств.

Цели гальванизацииНаносить гальванические покрытия на поверхность металла можно с различными целями.

Качественное цинкование обязательно при производстве трубопрокатных изделий, технических емкостей, составляющих кровельных или строительных конструкций.

Гальваника незаменима и в ювелирной деятельности. Ее используют для улучшения декоративных качеств обрабатываемых образцов. Процесс подразумевает распределение на изделии золота или серебра, восстановления поврежденных поверхностей и других действий, нацеленных на улучшение внешнего вида украшений.

Методы гальваники

Формирование защитной пленки посредством распределения другого металла выполняется с помощью 2 технологий:

  1. Катодное напыление. При незначительном повреждении слоя происходит образование ржавчины на основном изделии. Это связано с реакцией самого поверхностного покрытия.
  2. Анодное нанесение. Метод характеризуется большей эффективностью в сравнении с предыдущим вариантом. Если появляется угроза развития коррозийных процессов, то они происходят только в поверхностном слое. Основная часть изделия долго не теряет начальных внешних свойств. Кроме того, материал остается защищенным от негативных воздействий окружающей среды.

Ключевые преимущества

Для гальваники характерны важные преимущества, которые делают ее популярным методом обработки металлов. Специалисты отмечают такие пункты:

  1. Покрытие металлом выполняется на любые типы исходных образцов, независимо от их формы или конфигурации.
  2. Финишный слой имеет высокую плотность и равномерную толщину.
  3. Поверхность характеризуется неплохой адгезией с обработанным покрытием.
  4. Защитные и декоративные свойства обрабатываемых деталей находятся на высоком уровне.
  5. Толщина металлического слоя, который наносится посредством гальваники, регулируется без особых сложностей.

Ключевые преимуществаПокрытие металлом выполняется независимо от формы.

Кроме того, технология качественно отработана и не требует каких-либо сложных операций при выполнении.

Ее реализация не сопровождается большими финансовыми вложениями.

Контактная коррозия случается при взаимодействии 2 разнородных металлов. Так, запрещено соединять листы алюминия с помощью медной заклепки, поскольку это приведет к образованию сильной гальванической пары.

Различные металлы различаются электродными потенциалами. При контакте с электролитом один становится катодом, а другой анодом. В ходе химической реакции начинается коррозия, при которой медь (катод) беспощадно уничтожает алюминий (анод).

Практически все разнородные материалы, контактирующие друг с другом, не защищены от образования ржавчины, т.к. даже частицы влаги, содержащиеся в воздухе, могут превратиться в электролит и запустить электродный потенциал.

Ознакомиться с совместимостью гальванических пар можно с помощью таблицы:

  Алюминий Латунь Бронза Медь Оцинкованная сталь Железо
Алюминий Д Н Н Н Д О
Медь Н О О Д О Н
Свинец О О О О Д Д
Цинк Д Н Н Н Д Н

Д — допустимые контакты (минимальный риск ГК).

О — ограниченно допустимые контакты (средний риск ГК).

Н — недопустимые контакты (повышенная вероятность ГК).

Производство крепежных изделий и метизной продукции

Наша компания готова организовать поставки разнообразной метизной продукции, изготовленной по ГОСТ ,ОСТ, DIN, ISO — болты, винты, гайки, заклепки, саморезы, шурупы, наконечники, а также резинотехнические изделия и инструментальные пружины.

Поставка продукции производится как из наличия со склада в Москве, так и изготовление  под заказ в минимальные сроки.

Свойства гальванических покрытий

Покрытия гальваникой обладают несколькими свойствами:

  1. Шероховатость. Степень фактурности зависит от используемого метода гальванизации.
  2. Твердость внешнего слоя. Параметр измеряется с помощью специального устройства ПМТ-3.
  3. Электрические свойства. Они незаменимы при производстве разных токопроводящих деталей.

Свойства гальванических покрытийПокрытия гальваникой обладают твердостью внешнего слоя.

Области применения гальванических покрытий

Прочность и износостойкость гальванических покрытий позволяет использовать данный вид защиты:

  • В авиастроении

  • В машиностроении

  • В радиотехнической промышленности

  • В электронной промышленности

  • В строительстве

Используемые материалы и оборудование

Для всех видов гальванизации металла применяется однотипное гальваническое оборудование. Емкость, куда погружаются изделия из металла, называется ванной. Различие наблюдается только в разновидности электролита.

Исключение составляет холодное цинкование, совершаемое «Гальвонолом». Это жидкая суспензия, которая непосредственно наносится на металл. Отличается неустойчивостью к некоторым растворителям, поэтому нуждается в финишном покрытии.

Различается несколько групп гальванических ванн:

  1. Крупные. Рассчитаны на крупногабаритные изделия.
  2. Средние. В них нет возможности поместить большое изделие. При этом они остаются наиболее востребованными в условиях средних масштабов производства.
  3. Мелкие. В них можно проводить гальванизацию только мелких деталей.

В ванну помещаются анодные пластины. Изготавливаются из разных материалов. Их основная задача заключается в восполнении убывающего металла с изделия в процессе гальванизации.

Важными составляющими являются разновидность электролита и плотность тока. Эти параметры меняются в зависимости от вида операции.

Процесс гальванирования крупных изделий

Составы цианидных ванн для серебрения представлены в таблице.

Состав Номер электролита
1 2 3 4
Цианистое серебро 2 6 30 100
Цианистый натрий 70 70
Цианистый калий 70 100
Углекислый натрий 10 10
Углекислый калий 10 25
Гипосульфит натрия 0,4 0,5
Аммиак водный, мл/л 1-2 2
Едкий калий 15

Величина плотности тока оказывает влияние на структуру формируемого осадка. Измеряется как отношение силы тока к единице поверхности обрабатываемой детали.

Такой параметр имеет важное значение во время работы. При низкой величине плотности осадка вообще не образуется. Слишком большая его величина приводит к образованию порошкового отложения. Поэтому гальванический процесс требует контроля этого показателя.

Гарантии и условия сотрудничества

Мы гарантируем каждому клиенту индивидуальный подход , гибкие и конкурентоспособные цены , накопительные скидки  и быстрые сроки исполнения Ваших заказов.

 – Контроль качества наносимых покрытий со стороны ОТК.

 – Предоставление сертификатов .

 – Каждый клиент может получить квалифицированную консультацию персонального менеджера по телефонам:  8 (495) 151-52-53

Гальванические покрытия ГОСТ

Таблица. Способы обозначений покрытий определены ГОСТ 9.306-85

Вид покрытия Обозначение покрытия
По ГОСТ 9.306-85 цифровое
Цинковое, хроматированное Ц.хр 01
Кадмиевое, хроматированное Кд.хр. 02
Многослойное: медь-никель М-Н 03
Многослойное: медь-никель-хром М-Н-Х 04
Окисное, пропитанное маслом Окс. прм. 05
Фосфатное, пропитанное маслом Фос. прм 06
Оловянное О 07
Медное М 08
Цинковое Ц 09
Серебряное Ср 12
Никелевое Н 13

Толщина гальванического покрытия

Варьируется от 6 до 20 мкн. Точное значение зависит от типа материалов, которые используются для процесса.

Гальванические технологии

В гальванике широко распространен метод гальванопластки. При этом изделие, погружаемое в гальваническую ванну, выступает в роли негатива, то есть покрытие растет не на рабочей стороне изделия а на задней, обратной стороне. На форму из непроводящего материалы осаждается слой металла, чаще всего это медь.
Толщина меди может достигать 2 мм, обычно такого запаса по прочности не требуется и в среднем, в гальванопластике растят покрытия до 1 мм. После отделения матрицы от созданного слоя получают его точную копию. Таким способом создают точные копии окладов, медали, панно, декоративные элементы.

Альтернатива гальваническому покрытию

Для повышения прочностных свойств и устойчивости к коррозии металлической заготовки используются и другие методы. Среди них:

  1. Закалка образца.
  2. Рекристаллизация.
  3. Чеканка.
  4. Обкатывание.
  5. Наплавка и т.д.

Закалка образцаДля повышения прочностных свойств используется закалка образца.

К наиболее простым и эффективным вариантам относят распределение твердосмазочных смесей. Они похожи на лакокрасочные материалы, но с наличием твердых смазочных частиц в составе. Подобная обработка способствует образованию тонкой пленки с высокими несущими свойствами и невысоким коэффициентом трения.

Подготовительный этап

Процесс гальванической металлизации требует проведения тщательной подготовки обрабатываемой детали. Для этого необходимо выполнить несколько действий:

  1. Очистить поверхности от грязи, пыли, ржавчины, налета.
  2. Отшлифовать деталь мелкой наждачной бумагой.
  3. Обезжирить поверхность, чтобы удалить масляные подтеки, жировые пятна.

После выполнения подготовки можно приступать к проведению основных работ.

Подготовка деталиПодготовка детали (Фото: pixabay.com)

Особенности гальванической обработки

Металлические изделия гальванизируются в несколько этапов. Чтобы не допустить ошибок, нужно в точности придерживаться алгоритма действий.

Приготовление электролитического раствора

Компоненты выбирают опытным путем с учетом таких особенностей:

  1. Типа покрытия, которое формируется.
  2. Толщины наружного слоя.
  3. Материала изготовления заготовки.

Для каждой детали, которая подвергается гальванике, нужен индивидуальный состав с соответствующей рецептурой.

Погружение 2 анодов в готовый раствор

К анодам подсоединяются контакты с плюсовым значением. Подача напряжения осуществляется источником постоянного тока.

Погружение 2 анодовК анодам подсоединяются контакты.

Погружение заготовки в электролит

Перед погружением образца в электролитическую смесь нужно тщательно обработать его с помощью щеточки и наждачной бумаги. Затем анодную пластину опускают в ванну, а с помощью анодов замыкают клемму с плюсовым значением.

Между анодами закрепляется заготовка, а затем к ней подводится отрицательный полюс от источника электроснабжения.

Готовая смесь отправляется в резервуар и заполняется выше уровня размещения детали.

Промежуток времени, который требуется для реализации задач, зависит от толщины слоя.

Оценка результата

По завершении обработки эксперты оценивают итоговый результат. Если работы по гальванике проводят профессионалы, сомневаться в высоком качестве покрытия не стоит. С использованием точных инструментов оценивается толщина нанесенного слоя металла, равномерность покрытия, прочие критерии.

Обратиться по вопросу гальваники могут физические или юридические лица. Любая идея клиента будет передана на рассмотрение нашим технологам!

Технологи ООО «6 микрон» имеют большой опыт в области гальваники и подготовительных этапов. Нанесение покрытия возможно, как по строгому заданию, так и по простому словесному описанию. Гальваника – это наш профиль!

Преимущества

К преимуществам данного метода защиты металлических изделий относятся:

  • Высокие антикоррозионные качества.
  • Стойкость к механическим и физическим повреждениям.
  • Сопротивляемость агрессивным средам природного и промышленного происхождения.
  • Низкая пористость покрытия.
  • Твердость, износостойкость.
  • Возможность регулировать толщину наносимого покрытия в процессе нанесения.

К недостаткам метода относится большой расход электроэнергии, экологические угрозы, высокая стоимость очистных мероприятий.

Материалы, которые чистящие химикаты не могут удалить

Частицы различных материалов или дефекты, присутствующие на подготавливаемом катоде, могут не удаляться с помощью химикатов. К ним относятся следующие позиции:

  • остатки сварочного припоя и шлак;
  • капли различных смол или их остаточные покрытия;
  • глубокие повреждения в виде заусенцев или неровных краёв;
  • слои пригоревшего жира или остатки эмалей и красок.

Недопустимо приступать к работе с изделием до полного удаления инородных вкраплений или покрытий.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...