Операция гальванического покрытия металлов заключается в нанесении на поверхность металлического изделия тонкой пленки из такого же материала с использованием электролита. В процессе обработки детали молекулы покрывающего металла переносятся токопроводящим раствором и проникают в верхний слой изделия. В итоге происходит внедрение одного металла в поверхностное пространство другого.
Как результат, такой гальванический метод позволяет металлоизделиям приобретать дополнительную твердость, устойчивость к коррозии и износостойкость. У металла с гальваническим покрытием значительно повышается декоративность.
Для проведения гальванического процесса необходима ванна, которая является основой всего оборудования. В нее заливается токопроводящий раствор, в который помещаются 2 анода.
Для гальванизации металлов существуют линии оборудования. Устанавливаются они в отдельных цехах. Поскольку работа связана с химическими реактивами, в помещении монтируется вентиляция.
Несмотря на сложность гальванического процесса, он достаточно хорошо изучен. Поэтому его можно проводить и в домашних условиях. При этом следует помнить основное правило: общая площадь анодов должна превышать этот же параметр обрабатываемой детали.
Для чего гальванизируют металл
Во время гальванической обработки металла преследуются определенные цели. Все зависит от условий, в которых будет работать данное изделие, и требований, которые к нему будут применяться.
Цели гальванизации металла бывают следующие:
- Придание поверхностному слою защитных функций. Как вариант – никелирование.
- В целях улучшения декоративности предметов. Например, хромирование.
- Для получения копий деталей, отличающихся сложностью рельефа поверхности.
- Нашло широкое применение гальваническое цинкование продукции. Проводится оно с трубопрокатными, кровельными и строительными конструкциями. Это придает им устойчивость в условиях повышенной влажности.
- В ювелирном деле. Поверхностный слой украшений насыщается золотом и серебром. При этом не только улучшаются декоративные качества продукции, но и верхний слой золотых изделий увеличивает свою твердость в 2 раза.
Процесс гальванизации металлов отличается характерной особенностью. На поверхности изделий формируется пленка. Вне зависимости от сложности конфигурации ее толщина везде будет одинаковая. Это особенно важно, когда на первый план выходит внешний вид продукции.
Методы гальваники
Процесс образования защитной пленки другим металлом осуществляется двумя методами:
- Гальваническое катодное напыление. Такая технология покрытия металла отличается тем, что при небольшом ее нарушении происходит быстрая коррозия основного изделия. Этому процессу способствует сам поверхностный слой. В качестве примера можно привести лужение оловом.
- Гальваническое анодное нанесение. Относится к надежным гальваническим покрытиям. При возникновении угрозы коррозии в первую очередь начинаются разрушения в поверхностном слое. Основной металл длительное время сохраняет первоначальную форму. При этом он надежно защищен не только от внешней среды, но и от механических воздействий.
Процесс гальванического покрытия металла
Гальваническая обработка металла состоит из 3 этапов:
- Подготовка. Это наиболее трудоемкий процесс. В случае наличия на поверхности металла жира, заусенцев или пыли качество гальванизирования будет низким. Изделия должны быть обработаны вручную или на пескоструйной машине. При наличии остатков жира их следует обработать химическим раствором.
- Сам процесс гальванической обработки металла. Электролит заливается в ванну, в него помещаются 2 анода и покрываемая деталь. Проводится нагрев электролита с помощью специального устройства до температуры, указанной в технологии. Затем включается ток, который контролируется регулятором напряжения. Катодом является сама деталь. Положительно заряженные ионы движутся через электролит и оседают на отрицательно заряженном изделии, образуя поверхностный слой. Длительность второго этапа продолжается до тех пор, пока поверхностный слой металла не достигнет требуемой величины.
- После гальванической процедуры детали нуждаются в дополнительной обработке. Заключается она в осветлении, пассивировании или промасливании поверхности. Для этого изделия погружаются в специальный раствор с реактивами. В результате идет образование поверхностной пленки толщиной 1 мм.
При проведении процесса гальванической операции существует понятие совместимости материалов. Все металлы в соединениях корродируют. В некоторых случаях это процесс идет замедленно. Но существуют пары, которые нельзя соединять вместе.
О совместимости гальванических пар таблица дает наглядное представление.
| Алюминий | + | — | + | — | — | — | — | — | + | — | + |
| Бронза | — | + | — | + | + | + | Пайка | Пайка | — | + | — |
| Дюраль | + | — | + | — | — | — | — | — | + | — | + |
| Латунь | — | + | — | + | + | + | Пайка | Пайка | — | + | — |
| Медь | — | + | — | + | + | + | Пайка | Пайка | — | + | — |
| Никель | — | + | — | + | + | + | Пайка | Пайка | + | Отсутствуют данные | + |
| Олово | — | Пайка | — | Пайка | Пайка | Отсутствуют данные | + | + | + | Отсутствуют данные | + |
| Сплав свинца с оловом | — | Пайка | — | Пайка | Пайка | Пайка | + | + | + | Отсутствуют данные | + |
| Углеродистая сталь и чугун | + | — | + | — | — | + | + | + | + | + | + |
| Хром | — | + | — | + | + | Отсутствуют данные | Отсутствуют данные | Отсутствуют данные | + | + | + |
| Цинк | + | — | + | — | — | + | + | + | + | + | + |
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:
- Крупные. Рассчитаны на крупногабаритные изделия.
- Средние. В них нет возможности поместить большое изделие. При этом они остаются наиболее востребованными в условиях средних масштабов производства.
- 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.
Составы цианидных ванн для серебрения представлены в таблице.
| 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.
Виды гальванических покрытий
Процессы гальванического нанесения покрытия на металл отличаются своими особенностями в зависимости от применяемого материала. К видам гальванических покрытий относятся:
- хромирование;
- цинкование;
- травление;
- золочение и серебрение;
- меднение;
- латунирование;
- гальваника алюминия.
Хромирование
Это процесс внедрения в поверхность металла хрома с использование электролита под воздействием тока. В результате изделие приобретает коррозионную устойчивость к агрессивной среде. Увеличивается твердость поверхностного слоя. Обработанные детали находят применение во многих отраслях промышленности.
Цинкование
При проведении цинкования металлическая поверхность покрывается слоем цинка. Образующаяся гальваническая пара хорошо работает в агрессивной среде. Продолжительность эксплуатации такого изделия зависит от времени разрушения цинка. До этих пор расположенный внутри металл не будет подвергаться коррозии.
Травление
Травление – это электролитическое снятие поверхностного слоя с изделия. Процедура проводится с целью обнаружения внутренних дефектов, устранения ржавчины или окислов. После такой операции часто детали подвергаются финишному покрытию. Обработанные поверхности заготовок хорошо сопрягаются друг с другом.
Золочение и серебрение
Золочение и серебрение применяются в ювелирном деле. Ванна заполняется электролитом, куда опускается обрабатываемое украшение. В электролите растворяются ионы серебра или золота. По окончании процедуры на поверхности изделия образуется тонкий поверхностный слой драгоценного металла.
ПОСМОТРЕТЬ чистый никель для гальванического производства на AliExpress →
Меднение
Меднение является промежуточной операцией, поскольку такая поверхность плохо противостоит коррозии. С течением времени она окисляется. В дальнейшем идет наслоение еще одного покрытия. В качестве электролитов используются щелочные и кислотные составы.
Латунирование
При работе используются цианистые электролиты меди, цинка, натрия или калия. Латунная поверхность наносится с целью улучшения декоративных качеств. Особенно это касается белого латунирования. Еще такой обработке подвергаются стальные заготовки, которые обклеиваются резиной.
Гальваника алюминия
К гальваническим покрытиям алюминия относятся сочетания:
- медь – никель – хром;
- никель – хром;
- свинец – олово;
- медь – олово;
- латунирование;
- цинкование.
Работа с алюминием и его сплавами сопровождается определенными трудностями. На их поверхностях присутствует окисная пленка, которая затрудняет процесс гальванизации.
Гальваническое покрытие металлических изделий проводится не только в промышленных масштабах. Домашние условия тоже позволяют заняться этим видом деятельности. Если у кого-то есть опыт проведения таких мероприятий, большая просьба поделиться им в х к этой статье.
Технология гальванической обработки деталей из металла: особенности покрытия
Покрытия гальванического типа создаются не банальным нанесением металлического слоя, а путем проникновения частиц внутрь поверхностных слоев элемента.
Суть процесса
Перед тем как вдаваться в подробности, следует выяснить суть этой электрохимической процедуры. Гальваническая обработка состоит из нескольких важных стадий:
- изготовление раствора электролита (состав подбирается индивидуально для каждой ситуации);
- помещение пары анодов от «плюса» источника электротока в электролит;
- погружение в гальванический состав обрабатываемой детали, помещение ее между парой анодов и последующее подключение к «минусу» источника электротока (то есть обрабатываемый элемент становится своеобразным катодом);
- замыкание созданной электроцепи.
Сам процесс гальванизации базируется на том, что положительные частицы металлического сплава, присутствующие в составе электролита, под влиянием электротока стремятся к катоду-элементу, который заряжен отрицательно. Затем этот состав оседает на поверхности обрабатываемой детали и создает на ее поверхности тоненькую пленку из металла.
Цели гальванического покрытия металла
Существует целый ряд целей для нанесения гальванического покрытия. К примеру, для гальванического хромирования поверхность нужно предварительно покрыть никелем. К гальванике, как правило, обращаются с целью улучшения декоративных и защитных качеств конструкций. Эту процедуру используют и для изготовления точных копий сложных элементов. В этом случае процесс принято называть гальванопластикой.
Широко распространена технология оцинковки металлов посредством гальваники. Она позволяет сделать на поверхности цинковое покрытие, которое характеризуется отменными антикоррозийными свойствами.
Изделия из металлических сплавов, которые прошли обработку с применением этой технологии, могут долго сохранять свои свойства при высокой влажности и даже при постоянном воздействии соленой и пресной воды.
Посредством цинкования также производят обработку трубопрокатных изделий, всевозможные емкости, опорные и строительные конструкции. Благодаря применению цинкования металлические поверхности получают и электрохимическую, и барьерную защиту.
Если посредством цинкования увеличивается лишь стойкость материала к коррозии, то гальваника хромом решает и эту задачу, делая поверхность более износостойкой и крепкой и также улучшая ее внешний вид. Аналогичным эффектом обладают и гальванические покрытия на основе никеля.
Другая область применения гальваники — ювелирная промышленность. Эта технология в данной ситуации используется для того, чтобы улучшить внешний вид ювелирной продукции. При этом на украшение наносится слой серебра или золота. Кроме того, пленка, которая наносится на изделие при обработке, делает его ярче и привлекательнее.
Гальваническая обработка разных материалов предполагает применение соответствующих «расходников» и оборудования. Для покрытия элементов металлами применяются однотипные гальванические установки. Разница будет лишь в составе применяемого электролитного раствора, его температурных показателях и в режимах работы.
Итак, процедура может производиться с применением следующего оборудования:
- специальные ванны с электролитом, в которые помещается обрабатываемый элемент и аноды;
- источник электротока, который оборудован регулятором напряжения на входе;
- устройство нагрева, которое будет доводить электролит до нужной температуры.
Следует отметить, что для изготовления электролитов используются опасные соединения, потому их нужно хранить в надежных сосудах.
Любое гальваническое оборудование должно находиться в помещениях с хорошей вентиляцией. Нужно очень внимательно отнестись и к требованиям безопасности.
Все мероприятия, связанные с гальванической обработкой, необходимо производить в защитном респираторе и очках, а также в специальной обуви, фартуке и перчатках.
Если гальваника осуществляется дома, то следует предварительно изучить соответствующую литературу или посмотреть видеоуроки по данной тематике.
Преимущества и история развития
Эта технология была изобретена в 1838-м году ученым по имени Борис Якоби. Именно он начал активное внедрение гальваники в самые разные процессы производственного плана. В скором времени гальваническую обработку успешно освоили и монетные дворы, и художники-ремесленники, и промышленные предприятия.
Однако название эта методика получила в честь ученого из Италии Луиджи Гальвани. Он начал изучение электрохимической технологии обработки почти одновременно с Борисом Якоби.
К основным достоинствам гальваники относятся следующие:
Покрытия, прошедшие гальванику, характеризуются равномерной толщиной и высочайшим уровнем плотности.- Гальваническое покрытие можно с легкостью наносить даже на конструкции сложной формы.
- Покрытие, появившееся при гальванической обработке, отличается хорошей адгезией со многими металлами.
- Декоративные и защитные свойства деталей, прошедших гальванику, очень высоки.
- Толщина гальванического покрытия очень просто регулируется.
Кстати, слово «гальваника» встречается не только в промышленных сферах деятельности и ювелирном производстве, но и в косметологии. Так называется процесс, при котором на кожный покров воздействуют маломощными токами, позволяющими избавиться от излишков жира сальных желез.
Гальваническое покрытие металла
09.02.2019 VT-METALL 
Вопросы, рассмотренные в материале:
- Какие существуют способы гальванических покрытий металлов
- Какое оборудование используется для гальванического покрытия металлов
- Как проходит процесс гальванизации металлов
- Какие свойства обретают металлические детали после гальванизации
- Как происходит обработка металлических деталей после гальванизации
Существуют различные способы защиты металлов от возникновения коррозии. Одним из наиболее распространенных из них является нанесение гальванических покрытий.
К тому же, гальваническое покрытие металла способствует повышению износостойкости, электропроводности и других характеристик защищаемого изделия.
Из этой статьи вы узнаете о том, каким образом выполняется гальваническое покрытие, какие при этом необходимо соблюдать требования, какие свойства приобретают металлы после подобной обработки.
В каком случае требуется гальваническое покрытие металла
Гальваническое покрытие металла является, по сути, электрохимическим процессом, в котором, помимо обрабатываемого изделия, принимают участие электролит, два электрода и электрический ток.
Электролит представляет собой токопроводящую жидкость, в которой под воздействием электрического тока выделяются молекулы металла, оседающие затем на поверхности обрабатываемой детали и покрывающие ее тонкой пленкой.
Отличительной особенностью гальванического покрытия является то, что металл не просто наносится на нужную поверхность, а его молекулы проникают в поверхностный слой изделия.
Технология начала применяться в 1838 году благодаря ученому Борису Якоби. Он первым начал активное внедрять гальванику в различные сферы производства. Затем его изобретение начало использоваться монетными дворами, художниками-ремесленниками, промышленными предприятиями.
Впрочем, своим названием этот способ защиты металлов от коррозии обязан итальянскому ученому Луиджи Гальвани, начавшему изучать электрохимическую технологию обработки изделий практически в то же время, что и Борис Якоби.
Гальваническое покрытие металлов преследует различные цели. К примеру, для выполнения гальванического хромирования обрабатываемое изделие покрывается слоем никеля.
В большинстве случаев такие слои предназначены для повышения защитных и декоративных характеристик изделий.
Также при помощи гальваники можно создавать точные копии деталей, в том числе со сложным рельефом поверхности. Этот процесс носит название гальванопластики.
Преимущества гальванического покрытия металлов заключаются в следующем:
- Для них характерна равномерная толщина и высочайший уровень плотности покрытия.
- Гальванические покрытия подходят и для обработки деталей, отличающихся сложными формами.
Гальванизированный металл что это
Содержание статьи
- Метод покрытия
- Процесс покрытия
- Виды покрытий:
- Покрытие медью
- Покрытие золотом
- Покрытие хромом
- Покрытие серебром
- Покрытие никелем
- Покрытие цинком
- Покрытие оловом
- Обозначение гальванических покрытий
В современном мире большую популярность получила процедура нанесения на металлические материалы различных веществ, которые предотвращают образование на них коррозийного налета. Гальваника служит для защиты металлов от образования на них ржавчины и для продления срока службы того или иного изделия.
Метод гальванического покрытия
В современном мире не редко при обработке металлических поверхностей используется гальванический метод. Гальваническое покрытие материалов заключается в нанесении, на их поверхность тонкого металлического слоя. При этом образуется пленка небольшой толщины, которая противостоит окислению отдельных металлов. Гальванический метод используется для придания изделию или материалу:
- прочность,
- износостойкость,
- устойчивость к появлению коррозии,
- привлекательные внешние качества.
В современном мире данный метод обработки металлических покрытий приобрел большую популярность, потому что к оборудованию и другим изделиям предъявляется большое количество требований.
Требуется постоянно увеличивать прочность отдельных деталей и повышать их устойчивость к влиянию агрессивной внешней среды. Металлические детали на современном производстве должны обладать способностью выдерживать температурные перепады.
Именно этим обусловлено то, что многие отрасли промышленности широко используют гальванический метод обработки металлических изделий.
Важно: Толщина гальванического покрытия является достаточно тонкой при методе гальваники. Она составляет от 6 до 20 микрон. Она зависит от материалов, которые используются для гальванического процесса.
Гальваническеи покрытия за счет своей прочности получили широкое распространение в таких промышленных отраслях, как:
- авиастроение,
- машиностроение,
- строительная промышленность,
- радиотехническая промышленность,
- электронная промышленность.
Процесс гальванического покрытия
Впервые гальваническое покрытие появилось в 1836и году. Оно было открыто русским физиком Якоби. Он провел ряд экспериментов и выяснил, что на катоде после пропускания металлов через водные и соляные растворы под воздействием электрического тока оседают положительно заряженные ионы. Во время прохождения через солевые растворы при помощи электрического тока происходит распад металлов на ионы, которые обладают разными зарядами. Те, которые имеют отрицательный заряд, оседают на аноде. Те, которые имеют положительный заряд, оседают на катоде. Его роль при гальванике играют металлы, которые необходимо защитить от образования коррозии.
Процесс гальванического покрытия с физической точки зрения является достаточно простым.
Он состоит из трех основных этапов:
- Подготовка поверхности. На данном этапе необходимо тщательным образом подготовить металлическую поверхность к проведению процедуры гальваники. Для этого сначала нужно убрать с нее все загрязнения и провести процесс обезжиривания. Затем необходимо промыть поверхность водой и обработать средствами для остановки процесс окисления.
- Нанесение гальванического покрытия. После всех подготовительных процедур наступает процесс погружения металлических деталей в гальванические ванны. В них содержится сплав металла, которым будет покрываться поверхность. Вся процедура проводится при высоких температурах. При этом величина электрического тока поддерживается на определенном уровне.
- Обработка покрытого металлом материала. На завершающем этапе проводятся тесты по определению уровня сцепления металлического сплава с поверхностью.
Виды гальванических покрытий
В современном мире для гальванического покрытия могут быть использованы различные металлы. Они дают тонкую пленку, которая обладает надежной защитой.
Сегодня выделяют:
Гальваническое покрытие медью
Данная процедура получила название медирование. Благодаря меди можно создать на поверхности самых разных металлов прочную защитную пленку. Чаще всего для проведения данной процедуры использует медный купорос.
Гальваническое покрытие золотом
В настоящее время большое распространение получила процедура золочения. Она заключается в том, чтобы раствором покрыть металлическую поверхность придания ей боле дорого внешнего вида и для защиты от появления коррозии.
Гальваническое покрытие хромом
Обработка металлов хромом делает их более прочными и устойчивыми к условиям, которые предлагает агрессивная внешняя среда. Благодаря данному элементу на поверхности образуется тонкая пленка, которая обладает защитными и эстетическими качествами.
Гальваническое покрытие серебром
Нередко в промышленных условиях применяется серебрение. При этом на поверхности металлов появляется серебристая пленка, которая придает металлам немалое количество полезных характеристики. К тому же покрытые серебром изделия всегда выглядят дорого.
Гальваническое покрытие никелем
Покрытие данным элементом обладает экономичностью. Использование данного метода обработки металлов является оптимальным для придания металлическому материалу устойчивости к внешним воздействиям окружающей среды.
Гальваническое покрытие цинком
Данная процедура получила названием цинкование. Благодаря ней на поверхности металлов образуется тонкая пленка цинка, которая предотвращает образование ржавчины. К тому же такое покрытие придает блеск изделиям.
Гальваническое покрытие оловом
Олово применяется для нанесения на такие металлы, как: алюминий, цинк, сталь и медь. Оно придает им прочность и твердость.
Гальванические покрытия ГОСТ
Гальваническое покрытие металла: виды, методы, описание процесса
Гальваника представляет собой особый электрохимический процесс, при котором применяется электролит, электроток, пара электродов и обрабатываемый элемент. Это уникальная технология, предназначенная для обработки изделий из металла.
Электролит является жидким веществом с высокой токопроводностью, из которого под воздействием электротока выделяются частицы металлического сплава, оседающие на обрабатываемом элементе и формирующие на его поверхности защитную пленку.
Покрытия гальванического типа создаются не банальным нанесением металлического слоя, а путем проникновения частиц внутрь поверхностных слоев элемента.
Гальванизация металла
Покрытие поверхностей готовых изделий дополнительным слоем позволяет решить многие технические и эстетические задачи. Одним из наиболее распространённых методов нанесения таких покрытий является гальванизация металла.
Этот метод относится к категории электрохимических процессов, протекающих в ёмкости, наполненной электролитом. Гальваника формирует новый слой благодаря проникновению (диффузии) молекул в поверхностный слой заготовки, формируя тонкую плёнку.
В результате проведения этого процесса получается слой с новыми физическими и механическими свойствами.
Особенности процесса
Основными видами гальванической обработки, применяемой на промышленных предприятиях и домашних мастерских, считаются:
Особенности сборки лебедки из стартера своими руками
- хромирование;
- цинкование;
- серебрение и золочение;
- гальваника алюминия;
- покрытие медным или латунным слоем;
- травление.
Реализация подобного электрохимического процесса зависит от многих факторов. К ним относятся:
- материал заготовки, которая должна подвергнуться обработки (тип металла, неметаллические поверхности);
- геометрические размеры изделия;
- заданная глубина гальванизации;
- состав выбранного электролита;
- применяемое оборудование;
- стоимость всех работ (в том числе подготовительных).
В зависимости от материала процесс гальванизации может протекать двумя способами:
- гальваническое катодное напыление;
- термическая обработка.
Первый способ предполагает воздействие на поверхность заготовки электролита под воздействием электрического тока. Скорость и глубина проникновения наносимого металла зависит от концентрации электролита и величины пропускаемого тока.
Особое внимание следует уделить показателям совмести различных металлов. Это связано с ускоренными процессами коррозии, которые возникают между несовместимыми металлами.
Например, для гальванизации стали целесообразно применять цинк (получаются оцинкованные поверхности с хорошими антикоррозийными свойствами).
Для гальванизации изделий из алюминия применяют нанесение комбинированных покрытий. К ним относятся соединения никеля с хромом или трёх металлов: меди, никеля, хрома. Кроме антикоррозийной защиты с помощью цинкатного метода и декоративного оформления, нанесение другого металла необходимо для улучшения пайки алюминия.
Технологически процесс гальванизации состоит из трёх этапов. Первый этап является подготовительным. Он достаточно трудоёмкий и предполагает тщательную обработку поверхности самого изделия. Она предполагает механическую и химическую обработку.
Необходимо удалить все остатки механических воздействий на поверхность, затем убрать с поверхности остатки грязи, жирных и маслянистых образований. Только в этом случае на поверхности будет образован ровный и надёжный слой поверхностного покрытия.
Второй этап – это этап непосредственной обработки. Подготовленное изделие опускается в ванну с электролитом, в которой находятся два электрода. Перед погружением необходимо нагреть электролит до температуры, позволяющей достаточно стабильно протекать химической реакции. Для каждого электролита разработаны специальные таблицы с указанием необходимых физико-химических характеристик.
В качестве катода выступает сама обрабатываемая деталь. После погружения анода и катода пропускают электрический ток, величина которого контролируется в ходе всего процесса. Продолжительность действия определяется качеством и толщиной нанесённого слоя металла.
На заключительном этапе производят три операции: осветление, пассивирование, промасливание. С этой целью готовую деталь опускают в специальные реактивы, производящие действия над поверхностью детали.
Для термической гальванизации поверхности используют более мягкий металл с относительно невысокой температурой плавления, например, латунь или олово. При помощи паяльника или расплавленной ванны наносят эти металлы на поверхность всей детали или только части. Этот процесс называется лужением и используется для подготовки контактов к последующей пайке (например, на печатных платах).
Особое место в этом процессе занимает гальванопластика. Это более трудоёмкий и технологически сложный метод изготовления детали.
Назначение гальванического покрытия металла
Наносимое гальванопокрытие позволяет решить две основные задачи:
- Повышение защитных свойств поверхностного слоя детали от вредного внешнего воздействия.
- Улучшение внешнего вида детали (придания её более высоких эстетических свойств).
- Создание подробных копий готовых деталей самой сложной геометрической формы.
В первом случае для покрытия поверхности выбирают металл с более высокими механическими и антикоррозийными свойствами. Он препятствует прямому механическому воздействию на основной материал детали и замедляет коррозию.
Применение цинка позволяет повысить коррозийную устойчивость, покрытие хромом кроме этого повышает твёрдость и износоустойчивость. Цинкование или никелирование придаёт деталям высокую декоративную привлекательность.
Как правильно мыть машину керхером с шампунем самостоятельно
Для придания детали наибольшего декоративного эффекта и повышения потребительских свойств, применяют смеситель, который вступает в реакцию с поверхностным слоем изделия.Украшение в этом случае становиться более продаваемым. Например, при производстве ювелирных украшений гальваническое покрытие осуществляется с помощью золота или серебра.
Решение третьей задачи называется гальванопластикой. С её помощью получают копии деталей с повышенными потребительскими свойствами.
Гальванизированная сталь что это такое?
- Гальваника как технология обработки металлических изделий представляет собой электрохимический процесс, участниками которого являются обрабатываемая деталь, электролит, два электрода и электрический ток.
- Электролит – это токопроводящее жидкое вещество, из которого в результате прохождения через него электрического тока выделяются молекулы металла, оседающие на поверхности обрабатываемого изделия и образующие на ней тонкую пленку.
- Гальванические покрытия, чем они и примечательны, формируются не простым нанесением слоя металла на обрабатываемую поверхность, а в результате проникновения его молекул в поверхностный слой детали.
- Гальваника является надежным способом получения защитного или декоративного покрытия на металлических изделиях
В чем заключается суть гальванического процесса
Чтобы разобраться в том, что такое гальваника, важно понять сущность такого электрохимического процесса. Гальваническая обработка изделия, в процессе которой на его поверхности формируется тонкий металлический слой, может быть разбита на несколько основных этапов:
- приготовление электролитического раствора, состав которого подбирается в каждом конкретном случае;
- погружение в электролитический раствор двух анодов, подключаемых к плюсовому контакту источника постоянного тока;
- погружение в раствор для гальванизации обрабатываемого изделия, расположение его между анодами и подключение к минусовому контакту источника электрического тока (таким образом, обрабатываемое изделие будет выступать в роли катода);
- замыкание сформированной электрической цепи.
Схема гальванической ванны
Гальванические процессы, начинающие протекать в такой электрической цепи, заключаются в том, что положительно заряженные частицы наносимого металла, содержащиеся в растворе электролита, под воздействием электрического тока начинают стремиться к отрицательно заряженному катоду-изделию, оседая на его поверхности и формируя на ней тонкую металлическую пленку.
Цели выполнения
Наносить гальванические покрытия на поверхность металла можно с различными целями. Например, чтобы выполнить гальваническое хромирование, обрабатываемую поверхность надо покрыть слоем никеля.
В основном же гальванические покрытия наносятся для того, чтобы улучшить защитные свойства и декоративные характеристики изделий. Используется гальваника и для создания точных копий деталей, отличающихся даже очень высокой сложностью рельефа.
В таких случаях данный процесс называют гальванопластикой.
Широко распространен метод цинкования черных металлов с помощью гальваники. Он позволяет сформировать на их поверхности слой цинка, отличающийся исключительно высокой устойчивостью к коррозии.
Металлические изделия, обработанные по данной технологии, могут очень длительное время эксплуатироваться в условиях повышенной влажности, находиться в постоянном контакте с пресной и соленой водой, не утрачивая при этом своих изначальных характеристик.
Производство упаковочных материалов с доставкой по РФ
При помощи цинкования, в частности, обрабатывают трубопрокатную продукцию, различные емкости, элементы кровельных, строительных и опорных конструкций. За счет цинкования металл получает не только барьерную, но и электрохимическую защиту.
Оцинковка кузова автомобиля в гальванической ванне
Если при помощи цинкования повышают только коррозионную устойчивость металла, то гальваническое покрытие хромом позволяет не только решить эту важную задачу, но и сделать поверхность обрабатываемой детали более твердой и износоустойчивой, а также повысить ее декоративную привлекательность. Этим же целям служат гальванические покрытия из никеля.
Ювелирное дело – еще одна сфера, где гальванике отведена особая роль. Гальванирование в данном случае применяется для того, чтобы улучшить декоративные характеристики обрабатываемых изделий.
Гальванический процесс используется для нанесения на ювелирное изделие слоя золота или серебра, реставрации поверхности, утратившей свою привлекательность с течением времени.
Примечательно, что золочению с помощью гальваники подвергают даже изделия из золота, что позволяет почти в два раза увеличить твердость их поверхностного слоя. Кроме того, такая пленка, нанесенная на золотое изделие, как будто подсвечивает его, делает ярче и красивее.
Оборудование и материалы
Нанесение гальванических покрытий на различные металлы требует использования соответствующего оборудования и расходных материалов.
Для хромирования, цинкования, а также для покрытия обрабатываемых деталей другими металлами используется однотипное гальваническое оборудование.
Различия при выполнении таких процессов будут заключаться только в составе используемого электролита, его температуре и других режимах выполнения обработки.
Обработка металла методом гальваники выполняется с использованием такого оборудования, как:
- гальванические ванны, в которые заливается электролитический раствор, помещаются аноды и обрабатываемое изделие;
- источник постоянного тока, оснащенный регулятором выходного напряжения;
- нагревательное устройство, при помощи которого электролитический раствор доводят до требуемой рабочей температуры.
Гальваническая ванна с механизмом покачивания
Для выполнения гальваники также необходимы анодные пластины, которые могут быть изготовлены из различных металлов. Назначение таких пластин состоит не только в подаче электрического тока в электролит, а также в равномерном распределении тока по поверхности обрабатываемого изделия, но и в том, чтобы восполнять убыль наносимого на деталь металла, активно расходуемого из состава электролита.
- Различные виды гальванических покрытий наносятся с использованием электролитических растворов с разным химическим составом.
- Для приготовления таких растворов применяются опасные химические вещества, поэтому храниться они должны в герметичных стеклянных емкостях с притертыми крышками.
- Все химические реагенты, из которых готовится электролитический раствор для гальваники, должны отмеряться в точных количествах, поэтому для выполнения такой процедуры необходимо использовать электронные весы.
- Ручная линия гальванопластики драгоценных металлов
Любая линия для выполнения гальваники металлов или простейшее гальваническое оборудование должны устанавливаться в помещениях, оснащенных эффективной вентиляционной системой. Необходимо также очень ответственно отнестись к личной безопасности специалиста, обслуживающего оборудование для гальваники.
Все работы, связанные с гальваникой, надо выполнять в респираторе и защитных очках, в плотных резиновых перчатках, клеенчатом фартуке и обуви, способной защитить кожу ног от ожогов.
Если этот процесс выполняется в домашних условиях, при этом вы еще в полной мере не знаете, что такое гальванизация, то следует заранее внимательно изучить специальную литературу или посмотреть обучающее видео на эту тему.
Краткая история развития и преимущества гальваники
Датой разработки метода гальванического осаждения (вернее, одной из его разновидностей – гальванопластики) считается 1838-й год, когда его изобрел известный ученый Борис Якоби.
Оборудование и материалы
Для проведения работ связанных с гальваническим покрытием используется следующее оборудование:
- гальванические ванны, выполненные из материала стойкого к электролитам;
- устройства нагрева;
- источник постоянного электрического тока;
- система крепления электродов: анода и катода (с учётом того, что катодом является обрабатываемая деталь);
- оборудование для предварительной подготовки детали.
Собранная установка может применяться как в промышленных условиях, так и домашней мастерской. Для проведения гальванопластики в условиях домашней лаборатории или мастерской необходимо точно рассчитать ожидаемый расход необходимых материалов и время нахождения детали в растворе электролита.
В качестве расходных материалов гальванизация требует выбора соответствующего электролита и анодов. Они используются в зависимости от способа обработки детали. В настоящее время разработано большое количество электролитов для проведения гальванической обработки.
Например, цианистый натрий или калий, углекислый раствор натрия или калия, гипосульфит. Применение различных металлов или смесей в соляном растворе позволяет подобрать необходимые свойства поверхностного слоя обрабатываемой детали. Кроме жидких растворов применяется холодная суспензия.
Она применяется для проведения процесса холодного цинкования. Её непосредственно наносят на поверхность детали.
Загрузка...
