Простейшая гальваническая ванна для электрохимического окрашивания металлических деталей

Гальваническое покрытие металла: виды, методы, описание процесса :

Гальваническое покрытие – это химический метод нанесения металлической пленки для защиты изделий и придания им дополнительных характеристик: устойчивости к коррозии, твердости, износостойкости, декоративности и т. д. В дополнительной защите нуждается любое металлическое изделие, гальванической изоляцией покрывают даже алюминиевые детали.

Принцип

Схема, по которой реализуется гальваническое покрытие металла, довольно проста. В нее входит изделие, на которое наносится защитное покрытие, емкость с раствором электролита, куда помещается изделие.

Третьим участником процесса является металлическая пластина, на которую подается положительный заряд тока, она выполняет функции анода, помещенное в раствор изделие становится катодом, куда подается отрицательный заряд.

При замыкании электрической сети металл анода (пластины) растворяется в электролите и под действием тока устремляется к отрицательно заряженному изделию (катоду), тем самым создавая прочное покрытие. Электролит является проводящим раствором для перемещения металлов с анода на катод. Размер емкостей (ванн) с электролитом бывает разным, в зависимости от производственных задач.

Изделия больших размеров размещают на подвесах, через которые пропускают отрицательный заряд, конструкция удерживается на весу в объеме ванной.

Мелкие изделия получают гальваническое покрытие в ваннах барабанного типа, где одновременно гальванизируется большое количество продукции.

В этом случае отрицательный заряд подается на барабан, вращающийся в емкости с электролитом, куда заведен анод.

Существуют колокольные наливные ванны, где гальваническое покрытие одновременно наносится на большое количество очень мелких деталей, например на метизы. В емкости засыпают продукцию, заливают электролитный состав и устанавливают анод. Ваннам придается медленное вращение, в процессе которого изделия равномерно покрываются защитным металлом.

Методы

Гальванический метод покрытия изделий позволяет создать стойкое защитное покрытие на металлах, изолируя детали от агрессивного воздействия рабочих сред. Изоляция может быть создана из различных металлов, нанесение осуществляется анодным и катодным напылением.

Катодное покрытие характеризуется тем, что при малейшем нарушении целостности нанесенного слоя металл под ним разрушается более интенсивно, чему способствует сама технология покрытия. Примером быстрой эрозии служат изделия из луженого металла, где изоляционным слоем служит олово.

Анодное нанесение гальванических покрытий имеет иные характеристики. При возникновении условий угрозы коррозии разрушению подвергается гальваническая изоляция, металл длительное время остается нетронутым.

Анодированные изделия надежно защищены от агрессивных сред, механических повреждений. Наиболее распространенный вид изоляции – цинкование.

Метод позволяет сохранить все характеристики обрабатываемого изделия, его внешний вид, форму и размеры.

Цели

Гальванические покрытия разделяются на несколько видов в зависимости от целей применения изделия:

  • Защитно-декоративные. Целью нанесения является получение высоких эстетических характеристик и защита продукции от разрушающих факторов.
  • Защитные. Изолируют металлические детали от действия агрессивных сред, механических повреждений.
  • Специального назначения. Гальваническое покрытие наносится для получения новых свойств – повышенной износостойкости, увеличения характеристик твердости, получения магнитных, электроизоляционных свойств готового изделия. В некоторых случаях гальванизацию используют для восстановления первоначального вида изделия или после длительной эксплуатации.

Виды покрытий

Гальванический способ покрытия реализуется нанесением различных металлов на изделие, каждый из них имеет свои особенности и цели в дальнейшей эксплуатации детали или предмета:

  • Серебрение – увеличивает эстетическую ценность, защищает от коррозии, улучшает отражающие, токопроводящие характеристики. Вид нанесения востребован при производстве статических реле, контакторов, электромагнитных реле, электромагнитных пускателей, микросхем и другой электронной продукции.
  • Никелирование – наиболее востребованное гальваническое покрытие стали, медных и алюминиевых изделий. Никелевый слой надежно защищает изделия или детали машин от ржавчины, образующейся под воздействием внешней среды, а также от видов коррозии, возникающих вследствие загрязнения агрессивными средами рабочей среды – щелочами, кислотами, солями. Никелированные изделия демонстрируют высокую устойчивость к сильным механическим повреждениям, истиранию.
  • Хромирование – увеличивает износостойкость, твердость анодированных поверхностей, позволяет улучшить внешний вид, восстановить поврежденные детали до первоначальных параметров. В зависимости от изменений технологического режима получают гальваническое покрытие с различными параметрами и свойствами – серое матовое (увеличение твердости, но низкая износоустойчивость), блестящее (высокие показатели износостойкости, твердости), молочное пластичное (эстетичность, высокая степень антикоррозионной защиты, низкая твердость), цинкование – антикоррозионная обработка цельных стальных листов, частей автомобилей, строительно-отделочных материалов.
  • Гальваническое золотое покрытие – используется в ювелирном деле, электронной промышленности и других сферах. Слой золота придает деталям высокие отражающие свойства, эстетичность, защиту от коррозии, повышает токопроводящие качества.
  • Омеднение – часто используется для покрытия металла в целях защиты от коррозии, медь повышает токопроводящие качества, металл с таким покрытием часто используются для производства электропроводников, эксплуатируемых на открытом воздухе.
  • Латунирование – используется для защиты от коррозионного повреждения сталей, алюминия и сплавов. Слой латуни обеспечивает необходимую адгезию металлических деталей с резиной.
  • Родирование – специальное покрытие, наносимое для придания деталям высокой устойчивости в химических агрессивных средах, получения дополнительной механической износоустойчивости. Также покрытие родием придает изделиям декоративность, бережет серебряные предметы от окисления, тусклости.

Регуляция качества и технологических процессов гальванического покрытия происходит с помощью ГОСТ 9.301-78.

Подготовительный этап

Нанесение гальванического покрытия – это многоуровневый технологический процесс, реализуемый в три основных этапа (подготовка, нанесение покрытия, заключительная обработка готового изделия).

Подготовка поверхностей для дальнейшей гальванизации – наиболее трудоемкий и ответственный этап всего процесса. От правильности и достаточности его проведения зависит качество полученного защитного покрытия.

При наличии на поверхности металла малейших следов жира и оксидной пленки получение однородной сплошной защитной пленки будет невозможно – покрытие не сможет проникнуть в слои основного металла, могут образоваться пузыри, разрывы и т. д.

Дефекты могут возникнуть на местах, где остались заусенцы, неровности поверхности, в местах плохо отшлифованных спаев, недостаточно очищенных от пыли местах. Гальваническое покрытие требует низкой шероховатости поверхности, тщательного очищения после шлифовки и обязательной обработки обезжиривающими средствами.

Виды обработки деталей

Механическая обработка и достижение идеальной гладкости металлических деталей достигается в домашних условиях шлифованием поверхности наждачной бумагой и другими абразивами, в промышленных масштабах используются пескоструйные, химические, автоматизированные методы достижения результатов. На подготовительном этапе проводят изоляцию деталей или отдельных мест, не подлежащих гальванизации.

В зависимости от вида наносимого металла проводят различную подготовку. Перед цинкованием или кадмированием поверхность защищаемой детали обезжиривают и протравливают. Хромирование и никелирование предваряют механической шлифовкой, обезжириванием, удалением оксидной пленки. Обезжиривание проводится в два этапа – стартовые работы и полное обезжиривание.

Предварительно детали промывают растворителями – уайт-спиритом, бензином, специальными органическими смесями и т. д. Окончательную обработку реализуют при помощи щелочных растворов или электрохимическим методом.

После чего детали промывают горячей водой, проводят активацию и легкое протравливание металла для удаления мельчайших пленок окислов, что улучшает адгезию поверхности детали с гальваническим покрытием металла.

Как реализуется процесс

Осаждение защитного слоя металла на изделиях проводится при помощи специального оборудования. Различия нанесения видов гальваники отражены в рецептуре используемого электролита.

Гальванический метод покрытия металлов и других материалов происходит следующим образом:

  • Гальванические ванны заполняются электролитическим раствором. В них помещают аноды и обрабатываемые изделия. Размер и вид ванны зависят от величины деталей, требующих покрытия.
  • Нагревательное устройство доводит температуру электролитического состава до нужного технологически обоснованного значения.
  • В конструкцию подается ток от источника, оснащенного регулятором напряжения.
  • Процесс гальванического покрытия занимает определенное время, его величина обуславливается размером детали, достижением необходимой толщины защитного слоя.

Особенности процесса

В некоторых случаях при гальваническом методе покрытия обрабатываемые детали навешивают на катодную штангу, расположенную в ванной, а на анодной штанге размещают пластины металла, который будет покрывать изделия. Для получения определенных характеристик покрытия в электролит могут вводиться соли металлов, органические соединения, блескообразователи и т. д.

Для ускорения процесса перенесения металлов электролит перемешивают, что дает возможность применять большую плотность тока. Реверсирование направления тока позволяет получать гладкую поверхность.

Точное время длительности гальванического процесса покрытия устанавливается опытным путем – нанесением защитного слоя на деталь, измерением толщины получаемого слоя за определенный отрезок времени при заданных условиях технологического процесса. Особое внимание на этапе приладки уделяют толщине слоя в углублениях и полостях обрабатываемой опытной детали.

Толщина слоя

Толщина гальванического покрытия определяется согласно данным о средних толщинах наносимого слоя, зависит от условий, в которых будет эксплуатироваться деталь. Они делятся на группы:

  • Легкие условия (ЛС) – детали используются в закрытых отапливаемых помещениях с относительно сухой атмосферой, или изделие будет эксплуатироваться в течение непродолжительного срока во внешней среде, где нет активных коррозионных агентов. Толщина однослойного покрытия составляет около 7 мк, многослойного – 15 мк.
  • Средние условия (СС) – детали будут использоваться в среде со средней влажностью, загрязнением, небольшими количествами топливных, промышленных выбросов или испарений морской воды. Толщина однослойного покрытия составляет 15 мк, многослойного – 30 мк.
  • Жесткие условия (ЖС) – предусматривают эксплуатацию деталей в условиях высокой влажности, повышенного уровня загрязнений промышленными газами, отходами топлива, твердыми веществами, пылью. Толщина однослойного покрытия – 30 мк, многослойного – 45.

Данные о толщине гальванического покрытия деталей одним слоем содержит ГОСТ 2249-43. Сюда относятся цинковые покрытия. Контролирует многослойное нанесение гальванического покрытия ГОСТ 3002-45 (никелевые покрытия).

Толщина слоя может быть изменена по конструктивным требованиям или в тех случаях, когда обрабатываемая деталь рассчитана на короткий срок эксплуатации.

Срок службы цинкования – до 5 лет, для остальных видов покрытий – до 3 лет.

Обработка готового изделия

Гальваническое покрытие деталей завершается этапом дополнительной обработки. В этом процессе реализуются следующие операции:

  • Осветление.
  • Окраска лакокрасочными составами.
  • Пассивирование.
  • Обезводороживание.
  • Промасливание или полировка.
  • Выполнение серебрения составами против тусклости.

Осветление и пассивирование повышают антикоррозионные свойства оцинкованных изделий и кадмиевых покрытий. Процесс пассивирования – это погружение изделий в специальный раствор, образующий на поверхности детали защитную пленку толщиной до 1 мкм.

Изделия из стали, меди с гальваническим покрытием дополнительно обрабатывают маслами – промасливают. Это делается в целях улучшения защитных качеств металлической изоляции и способствует повышению антикоррозионной устойчивости.

Контроль качества

Требования к качеству гальванического покрытия зависят от условий эксплуатации обработанного изделия. Для оценки нанесения используются такие виды контроля:

  • Оценка внешнего вида детали путем визуального осмотра, сравнения с эталонными образцами (чистота поверхности, цвет, наличие или отсутствие блеска).
  • Определение толщины гальванического покрытия и пористость производится в лабораторных условиях (измерение).
  • Устойчивость к коррозии согласно ТУ или ГОСТ (испытание).
  • Механическая, физическая устойчивость (отражательные свойства, пластичность, износостойкость, электрическое и температурное сопротивление, твердость и пр.)
Читайте также:  Ибп в качестве источника электроэнергии

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.

Источник: https://www.syl.ru/article/381082/galvanicheskoe-pokryitie-metalla-vidyi-metodyi-opisanie-protsessa

Гальванические ванны – что это такое, принцип действия, конструкция

Для того чтобы создать однородное покрытие на материале, используется гальванический процесс, в котором применяется электрический ток. Предлагаем рассмотреть, что такое гальванические ванны, их принцип действия,  конструкцию, а также мы предоставим чертеж для создания подобного устройства своими руками.

Что такое гальваника?

Гальваника – это процесс, в котором используется электрический ток, чтобы уменьшить растворенные катионы металла настолько, что они образуют единое покрытие на металле электрода.

Этот термин также применяется для характеристики электрических окислений из анионов на твердой подложке, например, в формировании хлорида серебра на серебряной проволоке, хлоридно-серебреные электроды.

Гальваника в основном используется для изменения свойств поверхности объекта:

  1. Устранения физических повреждений и увеличения износостойкости;
  2. Повышения защиты от коррозии, снижения уровня скольжения;
  3. Улучшения эстетических качеств;
  4. Также гальванические процессы применяются для увеличения толщины на низкорослых частях объекта или формирования плотностей.

Процесс, в котором используется гальваническое травление, называется электроосаждением. Он противоположен гальваническому воздействию. С его помощью можно осуществить как электроочистку детали, так и нанести на нее гальваническое покрытие.

Это зависит от того, к чему подключается деталь (к аноду или катоду).

Емкость гальванической ванны наполняется электролитом, содержащим одну или несколько растворенных солей металлов, что увеличивает прохождение электрического тока и способствует образованию ионов.

Фото – Гальванические установки

После того, как постоянный ток подключен к аноду, составляющие его атомы металла окисляются и растворяются в электролите.

На катоде наблюдается обратный процесс – растворенные ионы металла начинают осаждаться, образовывая покрытие. Скорость, с которой растворяется анод, зависит от площади поверхности катода, по которой движется электрический ток.

Таким образом работают гальванические четырехкамерные автоматизированные ванны.

Чем дольше объект остается в электрической среде ванны, тем толще станет слой покрытия. Например, после гальванического воздействия позолоченный металлический слой может быть толщиной от 10 мкм для настоящего золота и 20 мкм или более для посеребренных приборов.

Фото – Гальваническая ванна чертеж

Форма и контур объекта может повлиять на толщину покрытия. Металлические предметы, имеющие острые углы и ребра, как правило, имеют более толстое покрытие на углах и более тонкое в углублениях.

Это происходит потому, что постоянный ток протекает более плотно вокруг внешнего края объекта, чем в углублениях. Такие предметы, как часы с острыми гранеными углами, перстни, трудно обработать равномерно.

Из-за такого соответствия приходится использовать разные уровни тока и углы воздействия.

Фото – Гальванизация

За редким исключением, гальванические процессы не смогут скрыть существовавшие ранее дефекты поверхности (например, царапины и вмятины), напротив, они даже могут их сделать более заметными. Поэтому необходимо затереть или обработать физическими методами любую поверхность перед  нанесением покрытия.

В результате гальванического воздействия внутренняя структура материала остается неизменной. Для глубинного воздействия используются различные технологии, например, химические методики, дробеструйное производство и прочее.

Применение

Как правило, гальваника используется для декоративной отделки металлов в ювелирном деле и декоративно-металлургической отрасли. Самые популярные металлы для покрытия: палладий, золото, серебро, родий, рутений.

Существует и другие гальванические процессы, в которых используются неплавящиеся аноды, такие как свинец или углерод. В этих методах применяются ионы металла, после золочения их нужно постоянно обновлять, т.к. золото быстро разъедается солями. Чаще всего подобные технологии используются для ювелирного производства, оцинковки деталей механизмов, хромирования,  обезжиривания и никелирования.

Фото – Колокольная гальваническая ванна

Гальваника в домашних условиях – пошаговая инструкция

Теперь мы предлагаем рассмотреть, как самому провести гальванизацию металлов.

Что нам понадобится:

  1. стеклянный контейнер;
  2. медный купорос  (сульфат меди является ядовитым веществом – будьте осторожны) ;
  3. осветлитель;
  4. медный электрод (лист меди или гибкие медные диски);
  5. зажимы «крокодилы»;
  6. блок питания с возможностью регулировки выходного напряжения.

Конечно, камерная гальванизация дома не проводится, но для покрытия медью украшений, столовых приборов, промывки или очистки деталей можно использовать такую процедуру.

Выберите объект, на который нужно нанести гальваническое покрытие. Если он сделан из природного материала, скажем, дерева или ракушняка, то необходимо покрыть его  эмалью, иначе эффект не будет достигнут, а сам предмет  – испорчен.  Дома можно использовать лак для ногтей, краску или герметики.

Готовим ванну к применению

Нужно залить в стеклянную тару сульфат меди (это вещество может разъедать пластиковые контейнеры, хотя им выполняется футеровка производственных ванн) до уровня, чтобы в емкости полностью помещался объект гальванизации. Взять медный анод (+), согнуть его так, как показано на фото. Следите за тем, чтобы электрод не переломался. Проверьте, насколько свободно помещается в ванной деталь и не соприкасается ли она с анодом.

Фото – Домашняя ванна для гальванизации

Если хотите использовать очень низкое напряжение постоянного тока, менее одного вольта, то нужно организовать большую площадь воды. Желательно предварительно провести расчет покрытия и количества жидкости, чтобы размеры емкости соответствовали параметрам тока.

Фото – Анод

Питание

Положительный выход блока питания (+) подключается к медному аноду, проследите, чтобы он выступал над поверхностью раствора. К катоду, на котором размещается деталь, подается  отрицательный заряд (-).

Поместите объект в ванну, убедитесь в том, что части объекта не касаются меди. После чего можно включать блок питания. Следите за образованием пузырей, если они появились, то напряжение слишком высокое и его следует убавить.

Также смотрите на показания вольтметра, чаще всего достаточно 1-го вольта.

Фото – Схема гальванизации

Весь процесс займет несколько минут, но нужно регулярно проверять покрытие, если медный налет стал тускнеть, добавьте в раствор немного отбеливателя.

Полоскание

Сразу после удаления объекта из гальванической ванны, промойте его водой, чтобы удалить остатки раствора медного купороса, а затем вытрите насухо. Обработанные места должны быть сияющими и гладкими. После работы можно провести анализ дозировки купороса и уровня желаемого напряжения.

Фото – Гальванизация медным купоросом

Эта схема отлично подойдет для создания собственной бижутерии, освежения старых аксессуаров, а также изготовления гравировки своими руками.

Для покрытия медью более крупных деталей потребуется увеличить мощность устройства.

Данным прибором, конструкция и чертежи которого даны выше, можно выполнить омеднение (покрыть медью) практически любых небольших деталей для создания домашних сувениров.

Обзор цен

Самостоятельное производство позолоченных и медных деталей – очень затратное занятие, ведь гальванические ванны не так просто купить, да и цена на них высокая. Предлагаем рассмотреть, сколько стоят эти устройства в различных городах России, Беларуси и Украины (прайс взят средним по странам и отдельным регионам):

Город Стоимость, рубли
Москва 25 000
Киев 27 000
Минск 25 000
Челябинск 23 000
Самара 23 000
Днепропетровск 25 000
Санкт-Петербург 25 000

Продажа осуществляется либо с заводов-производителей, либо в специализированных магазинах. Обязательно перед покупкой проверяйте ГОСТ, сертификат и паспорт прибора. На ванны продавцы часто предоставляют гарантию 12 месяцев.

Источник: https://www.asutpp.ru/galvanicheskie-vanny.html

Технология гальванической обработки деталей из металла: особенности покрытия

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.

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.

Материалы и оборудование

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.
Читайте также:  Антенны радиостанции ua1dj

Также требуются анодные пластины, которые будут подавать напряжение к электролиту и распределять его по обрабатываемому элементу.

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.

Источник: https://tokar.guru/metally/galvanicheskaya-obrabotka-metalla-osobennosti-pokrytiya.html

Консультации

Интересует технология анодирования литьевых сплавов с повышенным содержанием кремния (>8 ), по стандартной технологии анодирования в серной кислоте ( 180-200 г/л),плотностью тока выставляли от 1 до 2,5 А/дм2 (DC, Impuls), температруой от 7 до 20 С, получается нарастить максимум 5 мкм.

Сернокислый электролит анодирования позволяет анодировать большинство сплавов алюминия. Сплавы с высоким содержанием кремния рекомендуется анодировать при повышенной плотности тока 2 А/дм2, напряжением на клеммах ванны до 28 В.

Для получения толстых покрытий необходимо повышать напряжение до 90 В и уменьшать температуры электролита до 0-(-7).

Бронзу наносят двух типов:

  • Желтая бронза. Сплав,  содержащий 20% олова.  Применяется для защиты стальных изделий, работающих в холодной или кипящей воде.
  • Белая бронза. Сплав, содержащий 40% олова. Применяется для декоративных целей.

Для защиты стали от азотирования и горячей воды бронзовые покрытия наносят из электролита:

  • SnCl4 ·5H2O  – 100-120  г/л
  • СuCl – 30-40  г/л
  • K4Fe(CN)6 – 180-200  г/л
  • K2CO3 – 20-25  г/л
  • NaOH – 15-20 г/л

Температура электролита 50-60°С , Плотность тока 0,5-1,0 А/дм2, аноды бронзовые 10-15% олова,

Получаемые покрытия содержат 12-20% олова.

Перед нанесением покрытия  необходимо произвести подготовку поверхности  (обезжиривание, травление).

Интересует технология анодирования литьевых сплавов с повышенным содержанием кремния (>8 ), по стандартной технологии анодирования в серной кислоте ( 180-200 г/л),плотностью тока выставляли от 1 до 2,5 А/дм2 (DC, Impuls), температурой от 7 до 20 С, получается нарастить максимум 5 мкм.

Сплав, который вы используете, высок  по содержанию Si. Кремний не растворим в алюминиевой матрице и не анодируется.

Таким образом, при использовании сплавов с высоким содержанием кремния (обычно выше 7 или 8% кремния) анодирование может привести к коричневато-серому или черному, иногда «сажному» появлению. Это зависит как от химического состава сплава, так и от качества литья под давлением.

В некоторых случаях анодное покрытие может быть не плотным или непрерывным и, следовательно, может привести к неудачным испытаниям в камере солевого тумана.

Добавление кремния улучшает характеристики литья сплава, но к сожалению, это вредит анодированию.

Нет ничего плохого в вашем процессе анодирования. Вы можете получить несколько лучшие результаты, если используете более высокую температуру ванны анодирования. Попробуйте использовать 22-24 °C. Вы.

Этот процесс представляет собой:

  • 1) Подготовка поверхности – дробеструйная обработка или NaOH 20% -> Промывка -> Промывка -> HNO3 50% -> Промывка -> смесь HNO3 + HF  -> Промывка -> Анодирование -> Промывка -> Промывка DI  -> Сушка
  • 2) Промывка
  • 3) Промывка
  • 4) Анодирование напряжение – 10-11 В тока в течение 20 мин при 200 г / л серной кислоты и температуре 20-24 °С
  • 5) Промывка
  • 6) Промывка DI воде
  • 7) Сушка

Здравствуйте! Подскажите, пожалуйста, какими способами можно определить наличие и равномерность пассивной пленки на луженых стальных деталях. Состав раствора пассивирования: Калия бихромат технический ГОСТ 2652-78 концентрация 50-100 г/л; Температура раствора 80-85 оС; Время выдержки 5-20 мин.

Пассивирование олова в растворе бихромата калия (натрия) приводит к образования  на поверхности   олова  хроматного покрытия, состоящего из Сr0, Cr2O3 и следов  Сr6+. Толщина такого покрытия порядка 10 нанометров.

Наличие и качество хроматной пленки можно определить спектрофотометрический метод.

Спектрофотометрический метод основан на определении хрома в кислом растворе с использованием дифенилкарбазида.

Конверсионное хроматное покрытие с поверхности детали, известной площади удаляют в два этапа.

  • 1-й  этап растворение гидроксидов хрома в кипящем растворе 1н. гидроксида натрия.
  • 2-й этап растворение оксидов хрома в кипящем растворе 25% серной кислоты.

Полученные растворы аккуратно сливают вместе. Имеющийся хром в растворе окисляют с использованием перманганата калия при кипячении.

  Избыток перманганата калия будет мешать фотометрическому определению хрома, поэтому его удаляют добавлением к раствору соляной кислоты. После этого осуществляют фотометрический анализ на содержание хрома в растворе.

Полученное количество хрома делят на площадь поверхности детали. Значение отношение количества хрома к площади поверхности должно быть не менее 4 мг/м2.

Здравствуйте! Скажите, пожалуйста, есть ли преимущества хромитной пассивной пленки перед естественной пассивной пленкой на цинковом покрытии, так называемой, «цинковой патиной»

Здравствуйте, Максим! Отвечаем на ваш вопрос:

Продукты коррозии цинка образуют на поверхности цинкового покрытия  и образуют своего рода дополнительное защитное покрытие. Часто это покрытие называют «цинковая патина». Цинковая патина действует как дополнительный барьер между сталью и внешней средой.

Основным недостатком «цинковой патины» является внешний вид детали после начала коррозии цинка (белая коррозия)

Для предохранения от коррозии, а также улучшения и сохранения внешнего вида цинковые покрытия сразу после их нанесения  подвергают дополнительной химической обработке в пассивирующих растворах.

Совокупное действие обоих факторов – барьерного эффекта пленки и ингибирующего действия хромитов показывают, что, в отличии от цинка без пассивной пленки, на обработанной поверхности катодные участки уже блокированы комплексами Cr(III).

Основным недостатком хромитной пленки является отсутствие эффекта самозалечивания, поэтому на деталях с острыми кромками, резьбой и т.д гораздо быстрее проявляется «белая коррозия».

Здравствуйте, подскажите, почему на сварочной проволоке из меди МНЖКТ купленной по ГОСТ 16130-90 после травления в растворе кислота серная 10-50 г/л; ангидрид хромовый 50-100 г/л при температуре 20гр. Образуется черный мажущий налет.

В состав проволоки МНЖКТ кроме меди входит ряд легирующих добавок, таких как Ni-Co, Pb, Fe, Ti, Zn. При травлении основного компонента (меди) происходит травление и легирующих добавок, которые могут вызвать появление мажущего налета.

Решение данной проблемы – необходимо подобрать травящий состав именно для данного вида проволоки.

Так же из вопроса не совсем понятно проходит ли проволока этап обезжиривания, т.к. на поверхности проволоки могут быть консервационные составы, которые в ванне травления так же могут дать мажущий налеты.

Здравствуйте, мне нужен электролит холодного, кислого, электрохимического цинкования по меди. Он будет использоваться для увеличения толщины медной гальванопластики после формирования тонкого медного слоя (50-100мкм). Толщина цинкового покрытия до 1 мм. Блеск значения не имеет

Заявленная толщина в 1мм (1000мкм) цинкового покрытия из кислого электролита недостижима в связи с неравномерное распределение тока и металла на сложно профилированных изделиях. В результате этого явления толщина покрытия на выступах и других участках с повышенной плотностью тока значительно больше, чем в углублениях.

При наращивании толщины более 50мкм в кислых электролитах на поверхности детали наблюдается образование дендритов. Так же при увеличении толщины свыше 30мкм  данное покрытие становится экономически невыгодным (время нанесения, энергозатраты и т.д.).

Толстые слои цинка, возможно, получить при помощи метода горячего цинкования, но даже там толщина покрытия составляет 300-400мкм.

Добрый день! Подскажите, пожалуйста, чем можно снять эмаль с детали, покрытой кадмием?

Из вопроса не совсем понятно, что имеется ввиду:

  • Деталь покрыта эмалью (краска). Эмалевые краски (эмали) — лакокрасочные материалы, состоящие из высокодисперсных пигментов, плёнкообразующей основы (лаков) и других наполнителей. Эмалевые краски образуют покрытия внешне схожие с эмалями.
  • Деталь покрыта эмалью. Эмаль — тонкое стекловидное покрытие (состоящее из оксидов металлов), получаемое высокотемпературной обработкой.

Если под эмалью подразумевается краска, то необходимо понять, что за эмаль нанесена на деталь (алкидная, пентафталевая, глифталевая, и т.д). В зависимости от вида подобрать растворитель для снятия краски.

Если подразумевается эмаль виде стекловидного покрытия – то основным методом снятия покрытия является механический (шкурка, шлифовальный диск). Для облегчения и ускорения процесса можно деталь погрузить в раствор уксусной или щавелевой кислоты.

Добрый день! При хромировании одна анодная штанга перегревается и дымиться. С чем может быть связана данная неисправность.

Добрый день. У данной неполадки есть несколько причин:

  • Плохой контакт токоподвода (от выпрямителя) к самой штанге. Плохой контакт может быть связан с образованием продуктов коррозии на соединении штанги с токоподводом;
  • Неправильный выбор сечения штанги в зависимости от тока.

При выборе сечения штанги необходимо руководствоваться ПУЭ «Таблица 1.3.30. Допустимый длительный ток для шин круглого и трубчатого сечений»

Добрый день. Обязаны ли мы пройти лицензирование для эксплутации гальванического цеха – покрытие твёрдым хромом? Производство будет небольшое, грубо говоря кустарное.

Уточним вопрос по лицензированию. В настоящее время собственно лицензия нужна для производств I-III класса опасности. Для производств IV класса опасности необходима только регистрация (плюс страхование и обучение). Класс производства определяется Таблицей 2 116 ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

В соответствии с Таблицей 2 производство IV класса опасности может иметь единовременно 0,1-2 тонн высокотоксичных веществ + 1- 20 тонн токсичных веществ + 1-20 тонн веществ, представляющих опасность для окружающей среды.

Если количество веществ менее нижнего порога – производство не опасное и не подлежит ни регистрации, ни лицензированию.

Обратите внимание, что в ваннах и на очистных сооружениях (надеемся, они у Вас имеются) имеется в виду весь объем раствора с концентрацией более 1%, то есть промывная вода обычно не учитывается.

Читайте также:  Генераторы импульсов

Расчет токсичности более концентрированных растворов (растворов гальванических ванн, реакторов очистных сооружений, шлама, реагентов на складе) делается с учетом разбавления водой по ГОСТ 32423, 32424, 32425).

Справочно: по нашим расчетам на аналогичных объектах раствор хромирования – токсичное вещество, раствор травления – вещество, опасное для окружающей среды, раствор обезжиривания – не учитывается (не опасное), при этом собственно хромовый ангидрид на складе – уже высокотоксичное вещество.

Еще один немаловажный момент – чтобы производство было зарегистрировано Ростехнадзором, необходимо либо иметь проект, прошедший государственную или негосударственную экспертизу, либо иметь проект технического перевооружения ранее существовавшего опасного объекта, прошедший экспертизу промышленной безопасности. Просто так прийти зарегистрировать новый опасный объект – не получится

Добрый день, Интересует информация по продукции, которая покрывается цинком. Только не в очень обширном понятии, а в более подробном. Именно гальваническим (электрохимическим) способом, не горячее цинкование.

Известно, что покрываются барабанным способом такие изделия, как: 1) гвозди 2) саморезы (винты, быстрый монтаж, мебельные гвозди и т.п.) 3) болты (до определенного размера) 4) гайки 5) шайбы 6) крепеж (уголки, кронштейны небольшие, пластины и т.п.

) 7) отводы, тройники, фиттинги 8) хомуты сантехнические 9) грузики автомобильные 10) крючки для вешалок 11) кронштейны для водоотводов Известно, что покрываются подвесным способом такие изделия, как: 1) кронштейны (консоли) для стеллажей под продукцию 2) болты крупные 3) шпильки 4) фланцы для гидробаков 5) некоторая проволочная продукция 6) опалубочные системы 7) трубы профильные под определенную продукцию Какие еще виды продукции предусматривают покрытие цинком до момента их продажи (если в этом есть потребность у конечного потребителя)? В каких рынках можно найти потенциальных клиентов? Есть ли рынки, которые только и специализируются на гальваническом (электрохимическом цинковании)? Есть ли сильно выделяющиеся продукты (изделия)? (как барабанные, так и подвесные). Какой вид покрытия является самым востребованным? (по объему обработки и/или по объему денег). Есть ли продукция, которая переходит на более дешевое покрытие, такая как проволочные изделия? Они уходят от никеля/хрома в сторону цинка. Конечного потребителя утраивает внешний вид, требований к коррозионной стойкости нет. Какова на данный момент тенденция электрохимического рынка? Какие прогнозы данного рынка на будущее? Есть ли такой анализ?

Добрый день, Василий. Мы не располагаем готовыми маркетинговыми исследованиями рынка гальванического цинкования, Вам необходимо это исследование заказывать у компаний, специализирующихся на маркетинговых исследованиях.

Гальваническое цинкование – защитное покрытие и поэтому сохраняет за собой не менее 50% рынка покрытий.

Тенденция ухода от защитно-декоративных (никелирование) к защитным (цинкование) имеется уже давно (хорошо это видно, на примере стульев из IKEA). Самые важные рынки цинкования – автопром, метизы/крепеж, строительные изделия разного типа.

Тенденция перехода на лакокрасочные, цинкламельные покрытия и даже просто на пластиковые изделия (например, корзины для гипермаркетов) тоже есть.

Добрый день! Подскажите, пожалуйста, по какой методике лучше определить содержание солей железа в растворе ванны травления. И по каким показателям можно судить о необходимости замены раствора.

Для определения содержания солей железа в растворе травления используется фотометрический метод определения массовой концентрации общего железа, основанный на образовании сульфосалициловой кислотой или ее натриевой солью с солями железа окрашенных комплексных соединений, в слабокислой среде сульфосалициловая кислота реагирует только с солями железа (III) (красное окрашивание). Оптическую плотность окрашенного комплекса для железа общего измеряют при длине волны = 425 нм, для железа (III) – при длине волны 500 нм.

Так же возможно определение с помощью кондуктометрического титрования с использованием в качестве титранта двухнатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (комплексен III, трилон Б) позволяет одновременно определить присутствие в растворе ионов двух- и трехвалентного железа. Комплексные соединения железа (II) и (III) сильно отличаются по устойчивости (рКFeY2- = 14,33; рКFeY- =25,16; Y – анион этилендиаминтетрауксусной кислоты). Поэтому возможно последовательное титрование солей: сначала железа (III), а затем железа (II), по реакциям:

Fe3+ +Н2У2- = FeY- + 2Н+;

Fe2+ + H2Y2- = FeY2- + 2Н+

При титровании Fe3+ ионов электропроводность раствора до точки эквивалентности увеличивается, так как при реакции выделяются подвижные ионы Н+ . После точки эквивалентности электропроводность понижается. За счет выделения ионов Н+ в раствор рН становится меньше трех.

В этих условиях ионы Fe2+ комплекса с комплексом III не образуют. Поэтому для определения ионов железа (II) в анализируемый раствор добавляют ацетатный буфер СН3СООН +CH3COONa и продолжают титровать до определения второй точки эквивалентности.

До точки эквивалентности будет наблюдаться ее резкий рост.

На скорость травления большое влияние оказывает содержание солей железа в травильном растворе. При накоплении солей железа в растворе активность серной кислоты падает.

А активность соляной кислоты сначала возрастает (до накопления примерно 16% солей железа в растворе), а затем начинает падать.

Предельно допустимая концентрация солей железа составляет: для серной кислоты – 15-18%, а для соляной кислоты – 20-22%. 

Добрый день! Ситуация следующая. Деталь (материал лист Д16.Т) покрыта Н12.О-Ви6, после хранения детали в условиях отапливаемого помещении на покрытии появляются блёклые желтые пятна. В чем может быть причина появления данных пятен? Являются ли эти пятна следствием образования продуктов коррозии в олово-висмуте?

В данном случае контакта между медью (из дюрали)-цинком (цинкатная обработка) и самим покрытием не возможно, так как применен промежуточный никелевый слой. Остается дело в конечной стадии, а именно промывке.

После плохой промывки покрытия, может, наблюдаться пятнистость покрытия.

Добрый день. Какое полимерный материал целесообразнее использовать для изготовления ванны травления? Травильная ванна предназначена для химической обработки труб в растворе фтористоводородной и азотной кислоты.

Состав раствора: HF – 0,5-2 % HNO3 – 7,5-10 % Остальное вода техническая Температура раствора 65-75 град Цельсия Габариты 14м*1,8м*1,8м Необходимо учитывать механическое воздействие труб на стенки и днище ванны.

Добрый день. Предлагаем вам рассмотреть два варианта изготовления ванны травления:

1) Ванна изготавливается из стали ХН58В.

Коррозионная стойкость сплава ХН58В

Источник: http://echemistry.ru/voprosy-otvety.html

Травление поверхности. Часть 1

При изготовлении и хранении металлические изделия подвергаются воздействию окружающей среды, в результате их поверхность покрывается продуктами коррозии или термической окалины. Этот слой не только ухудшает внешний вид изделий, но и затрудняет выполнение последующих технологических операций.

Перед осаждением на изделия гальванических покрытий их поверхность должна быть очищена от всяческих загрязнений и окислов. Загрязнения удаляются в процессе обезжиривания (см. «Обезжиривание поверхности.»). От окислов и термической окалины поверхность очищается в процессе травления.

Травление может осуществляться в растворах  химическим или электрохимическим способом

Гальваническая линия для травления поверхности

Химическое травление проводят путем погружения изделий в травильный раствор без воздействия электрического тока.

Наибольший процент деталей, покрываемых в гальваническом цехе, из низкоуглеродистой стали, которые имеют на поверхности окисный слой, неравномерный по толщине. Слой окалины пористый, поэтому при травлении в растворах кислот вместе с окислами происходит частичное растворение металла.

Для травления окисла двухвалентного железа используют в основном растворы серной и соляной кислот. Необходимо процесс травления осуществлять таким образом, чтобы травление в растворе основного металла было минимальным. Это зависит от состава раствора, концентрации кислот и температуры.

В растворе соляной кислоте, в отличие от серной, травление окалины происходит за счет ее химического растворения. На практике используют 10 – 20 % растворы соляной кислоты при комнатной температуре.

При травлении в растворе серной кислоты оптимальная концентрация 20 – 25%, температура 50 – 600С.

Учитывая различный характер воздействия кислот на железо и его окислы, для травления  применяют смеси растворов: серной кислоты – 5%, соляной – 15% или серной 10%, соляной – 10%.

Процесс травления, кроме удаления окалины, сопровождается выделением водорода, при этом в растворе происходит наводораживание поверхности, приводящее к охрупчиванию. Для предотвращения сорбции металлом водорода в травильные растворы вводят ингибиторы: катапин К-И-1, синтанол, уротропин и др. в количестве 3 – 5 г/л.

При травлении в растворах легированных сталей, ввиду наличия термической окалины, требуется применение более активных растворов. Целесообразно проводить травление в растворах  в  две стадии: разрыхлить основной слой окалины в растворе 20% — ной соляной или серной кислоте, а закончить травление  в растворе 20 – 40%-ной азотной кислоте.

Для ускорения процесса очистки поверхности применяют электрохимический метод травления, который можно проводить как на аноде, так и на катоде

При анодном травлении сначала происходит травление в растворе оксидной пленки, а затем образование пассивной пленки. Процесс травления протекает интенсивно, поэтому важно не перетравить поверхность детали, которая является анодом. Анодное травление применяется для деталей простой формы из углеродистой и легированной стали.

Составы растворов  электролитов для анодного травления  углеродистых сталей, г/л:

Раствор 1:

Серная кислота  200 – 250 Железо сернокислое 7-ми водное  1 – 2 Натрий  хлористый  20 – 25

Температура  раствора  40 – 500С, ДА= 5 – 10 А/дм2 , время 10 – 20 минут

Раствор 2:

Соляная кислота  8 – 10 Натрий хлористый  40 – 50 Железо хлористое 6-ти водное  140 – 150

Температура раствора 18 – 350С, ДА= 5 – 10 А/дм2 , время 5 – 10 минут

Плотность анодного тока выбирается в зависимости от состояния поверхности при травлении в растворе электролита и от требуемой скорости процесса.

Составы растворов электролитов для катодного травления  углеродистых сталей, г/л:

Раствор 1:

Серная кислота  100 – 150
Температура  раствора  40 – 500С, ДК= 3 – 10 А/дм2, время 10 – 15 минут.

Раствор 2:

Серная кислота  50 – 60 Соляная кислота  25 – 30 Натрий хлористый  15 – 20

Температура раствора  60 – 700С, ДА= 10 – 15 А/дм2 , время 10 – 15 минут

Катодное травление в растворе электролита применяется главным образом для удаления оксидов с поверхности деталей, подвергнутых термической обработке и закалке в масле.  В качестве анода используется свинец.

В случае затруднений при очистке поверхности – обращайтесь за услугами к нам.

Внимание! Учебный курс по гальванике! Узнать подробнее…

Запись опубликована в рубрике В помощь технологам. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Источник: http://blog.tep-nn.ru/?p=1644

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector