Galvanotecnica del metallo: tipi, metodi, descrizione del processo

Il rivestimento elettrolitico è metodo chimico applicare una pellicola metallica per proteggere i prodotti e conferire loro caratteristiche aggiuntive: resistenza alla corrosione, durezza, resistenza all'usura, decoro, ecc. Qualsiasi prodotto metallico richiede una protezione aggiuntiva, anche le parti in alluminio sono rivestite con isolamento galvanico.

principio

Lo schema con cui viene realizzata la placcatura del metallo è abbastanza semplice. Comprende un prodotto a cui è applicato un rivestimento protettivo, un contenitore con una soluzione elettrolitica in cui è posizionato il prodotto. Il terzo partecipante al processo è una piastra metallica su cui viene applicata una corrente positiva, che agisce come un anodo, il prodotto immesso nella soluzione diventa un catodo, dove viene applicata una carica negativa.

Quando il circuito elettrico è chiuso, il metallo dell'anodo (piastra) si dissolve nell'elettrolita e sotto l'azione della corrente si dirige verso il prodotto caricato negativamente (catodo), creando così un rivestimento duraturo. L'elettrolita è una soluzione conduttiva per spostare metalli dall'anodo al catodo. La dimensione dei serbatoi (bagni) con elettrolito è diversa, a seconda dei problemi di produzione.

I prodotti di grandi dimensioni sono collocati su sospensioni attraverso i quali viene passata una carica negativa, il peso del disegno è mantenuto il volume del bagno. I piccoli prodotti ricevono un rivestimento elettrolitico nei bagni del tipo a tamburo, dove un gran numero di prodotti viene galvanizzato contemporaneamente. In questo caso, al tamburo viene applicata una carica negativa, che ruota nel serbatoio con l'elettrolita, dove viene avvolto l'anodo.

Ci sono dei bagni a campana, dove il rivestimento elettrolitico viene applicato simultaneamente a un gran numero di parti molto piccole, come l'hardware. I prodotti vengono versati nel serbatoio, la composizione dell'elettrolita viene versata e l'anodo viene installato. I bagni hanno una rotazione lenta, durante la quale i prodotti sono uniformemente ricoperti di metallo protettivo.

metodi

Il metodo galvanico dei prodotti di rivestimento consente di creare un rivestimento protettivo durevole sui metalli, isolando le parti dagli effetti corrosivi degli ambienti di lavoro. L'isolamento può essere fatto di vari metalli, l'applicazione è effettuata mediante irrorazione anodica e catodica.

Il rivestimento del catodo è caratterizzato dal fatto che alla minima violazione dell'integrità dello strato depositato, il metallo sottostante viene distrutto più intensamente, il che è facilitato dalla stessa tecnologia di rivestimento. Un esempio di erosione rapida sono prodotti realizzati in metallo stagnato, in cui lo strato isolante è stagno.

La placcatura anodica ha altre caratteristiche. Quando si presentano condizioni di minaccia di corrosione, l'isolamento galvanico è esposto alla distruzione, il metallo rimane intatto per lungo tempo. I prodotti anodizzati sono ben protetti da ambienti corrosivi, danni meccanici. Il tipo più comune di isolamento è la zincatura. Il metodo consente di salvare tutte le caratteristiche del prodotto lavorato, il suo aspetto, forma e dimensione.

obiettivi

La placcatura elettrolitica è suddivisa in diversi tipi a seconda dello scopo del prodotto:

• Protettivo e decorativo. Lo scopo dell'applicazione è quello di ottenere elevate caratteristiche estetiche e proteggere i prodotti da fattori dannosi.
• Protettivo. Isolare le parti metalliche dall'azione di sostanze corrosive, danni meccanici.
• Scopo speciale La placcatura elettrolitica viene applicata per ottenere nuove proprietà - maggiore resistenza all'usura, caratteristiche di maggiore durezza e proprietà magnetiche di isolamento elettrico del prodotto finito. In alcuni casi, la galvanizzazione viene utilizzata per ripristinare l'aspetto originale del prodotto o dopo un uso prolungato.

Tipi di rivestimenti

Il metodo di rivestimento galvanico viene implementato applicando vari metalli al prodotto, ognuno di essi ha le sue caratteristiche e gli obiettivi nell'ulteriore funzionamento della parte o dell'oggetto:

• Argentatura: aumenta il valore estetico, protegge dalla corrosione, migliora le caratteristiche riflettenti e conduttive. Il tipo di applicazione è richiesto nella produzione di relè statici, contattori, relè elettromagnetici, attuatori elettromagnetici, microcircuiti e altri prodotti elettronici.
• La nichelatura è la più richiesta placcatura di acciaio, rame e alluminio. Lo strato di nichel protegge in modo affidabile i prodotti o le parti della macchina dalla ruggine, che si forma sotto l'influenza dell'ambiente esterno, nonché dai tipi di corrosione derivanti dalla contaminazione con ambienti aggressivi dell'ambiente di lavoro - alcali, acidi, sali. I prodotti nichelati dimostrano un'elevata resistenza a gravi danni meccanici, all'abrasione.
• Cromatura - aumenta la resistenza all'usura, la durezza delle superfici anodizzate, consente di migliorare l'aspetto, ripristinare le parti danneggiate ai parametri originali. A seconda dei cambiamenti nella modalità tecnologica, ricevono galvanoplastica con vari parametri e proprietà - grigio opaco (aumento della durezza, ma bassa resistenza all'usura), brillante (elevata resistenza all'usura, durezza), plastica lattiginosa (estetica, alto grado di protezione anticorrosione, bassa durezza), zincatura - Trattamento anticorrosivo di lamiere di acciaio massiccio, parti di automobili, materiali da costruzione e di finitura.

• Placcatura in oro - utilizzato in gioielleria, elettronica e altre industrie. Lo strato d'oro conferisce ai dettagli proprietà altamente riflettenti, estetica, protezione dalla corrosione, aumenta le qualità conduttive.
• La placcatura in rame viene spesso utilizzata per rivestire il metallo al fine di proteggere dalla corrosione, il rame migliora le sue proprietà conduttive, il metallo con tale rivestimento viene spesso utilizzato per produrre conduttori elettrici utilizzati all'aperto.
• Ottone: utilizzato per proteggere l'acciaio, l'alluminio e le leghe da danni da corrosione. Lo strato di ottone fornisce l'adesione necessaria delle parti metalliche con gomma.
• Il rodio è un rivestimento speciale applicato per conferire un'elevata resistenza alle parti in ambienti corrosivi chimici, per fornire ulteriore resistenza meccanica all'usura. Inoltre, la placcatura al rodio conferisce ai prodotti un aspetto decorativo, protegge gli oggetti d'argento dall'ossidazione, dall'ottusità.

La regolazione della qualità e dei processi tecnologici di elettrodeposizione viene eseguita utilizzando GOST 9.301-78.

Fase preparatoria

La galvanoplastica è un processo multilivello che viene implementato in tre fasi principali (preparazione, rivestimento, elaborazione finale del prodotto finito).

La preparazione della superficie per l'ulteriore placcatura elettrolitica è la fase più lunga e cruciale dell'intero processo. La qualità del rivestimento protettivo ottenuto dipende dalla precisione e dall'adeguatezza della sua attuazione. In presenza della minima traccia di film di grasso e ossido sulla superficie metallica, non sarà possibile ottenere un film protettivo uniforme e uniforme - il rivestimento non sarà in grado di penetrare negli strati del metallo di base, si possono formare bolle, rotture, ecc.

I difetti possono verificarsi in luoghi dove sono presenti sbavature, irregolarità superficiali, in punti di giunzioni male rifinite, luoghi non sufficientemente privi di polvere. La placcatura elettrolitica richiede una bassa rugosità superficiale, una pulizia accurata dopo la lucidatura e un trattamento obbligatorio con agenti sgrassanti.

Tipi di elaborazione delle parti

La lavorazione e l'ottenimento della perfetta scorrevolezza delle parti metalliche si ottengono a casa rettificando la superficie con carta abrasiva e altri abrasivi, con metodi di sabbiatura, chimici e automatizzati per ottenere risultati su scala industriale. Nella fase preparatoria, viene effettuato l'isolamento di parti o di singoli luoghi che non sono sottoposti a galvanizzazione.

A seconda del tipo di metallo applicato, vengono eseguite varie preparazioni. Prima di zincare o indurire, la superficie della parte protetta viene sgrassata e decapata. La cromatura e la nichelatura sono precedute dalla macinazione meccanica, dallo sgrassaggio e dalla rimozione del film di ossido. Lo sgrassaggio viene eseguito in due fasi: avvio del lavoro e sgrassaggio completo.

Le pre-parti vengono lavate con solventi - acquaragia, benzina, miscele organiche speciali, ecc. La lavorazione finale viene eseguita utilizzando soluzioni alcaline o mediante un metodo elettrochimico. Dopo di ciò, le parti vengono lavate con acqua calda, esse attivano e incidono leggermente il metallo per rimuovere le pellicole di ossido più piccole, il che migliora l'adesione della superficie della parte con rivestimento elettrolitico del metallo.

Come viene implementato il processo

La deposizione di uno strato protettivo di metallo sui prodotti viene effettuata utilizzando attrezzature speciali. Le differenze nell'applicazione dei tipi di elettrodeposizione si riflettono nella ricetta dell'elettrolito utilizzato.

Il metodo galvanico di rivestimento di metalli e altri materiali è il seguente:

• I bagni galvanici sono riempiti con soluzione elettrolitica. Posizionano gli anodi e i prodotti trasformati. Le dimensioni e l'aspetto del bagno dipendono dalle dimensioni delle parti che richiedono rivestimento.
• Il dispositivo di riscaldamento porta la temperatura della composizione elettrolitica al valore tecnologicamente desiderato desiderato.
• La corrente viene fornita alla struttura da una sorgente dotata di un regolatore di tensione.
• Il processo di elettrodeposizione richiede un certo tempo, il suo valore è determinato dalla dimensione della parte, il raggiungimento dello spessore richiesto dello strato protettivo.

Funzionalità del processo

In alcuni casi, con il metodo di rivestimento galvanico, i pezzi sono appesi all'asta del catodo situata nel bagno e le piastre metalliche sono posizionate sull'asta dell'anodo che coprirà i prodotti. Per ottenere determinate caratteristiche del rivestimento, possono essere introdotti nell'elettrolita sali di metallo, composti organici, agenti brillanti, ecc.

Per accelerare il processo di trasferimento dei metalli, l'elettrolita viene agitato, il che rende possibile l'uso di un'alta densità di corrente. L'inversione della direzione della corrente fornisce una superficie liscia.

L'ora esatta del processo di rivestimento galvanico è stabilita empiricamente - applicando uno strato protettivo sulla parte, misurando lo spessore dello strato risultante per un certo periodo di tempo nelle condizioni date dal processo tecnologico. Nella fase di montaggio, viene prestata particolare attenzione allo spessore dello strato nelle cavità e cavità della parte sperimentale trattata.

Spessore dello strato

Lo spessore del rivestimento elettrolitico viene determinato in base ai dati sullo spessore medio dello strato applicato, a seconda delle condizioni in cui verrà utilizzato il pezzo. Sono divisi in gruppi:

• Condizioni di luce (LS) - le parti sono utilizzate in ambienti chiusi riscaldati con un'atmosfera relativamente secca, oppure il prodotto sarà usato per un breve periodo in un ambiente in cui non ci sono agenti corrosivi attivi. Lo spessore del rivestimento monostrato è di circa 7 micron, a più strati - 15 micron.
• Condizioni medie (CC): le parti saranno utilizzate in un ambiente con umidità media, inquinamento, piccole quantità di carburante, emissioni industriali o evaporazione dell'acqua di mare. Lo spessore del rivestimento monostrato è di 15 micron, multistrato - 30 micron.
• Condizioni rigide (JS): garantiscono il funzionamento di parti in condizioni di elevata umidità, alti livelli di inquinamento con gas industriali, scarti di carburante, solidi, polvere. Lo spessore del rivestimento monostrato - 30 micron, multistrato - 45.

I dati sullo spessore della placcatura delle parti in un livello contengono GOST 2249-43. Questi includono rivestimenti di zinco. Controlla la placcatura multistrato di GOST 3002-45 (rivestimenti di nichel). Lo spessore dello strato può essere modificato in base alle esigenze di progettazione o nei casi in cui il pezzo da lavorare è progettato per una breve durata. La durata della zincatura è di 5 anni, per altri tipi di rivestimenti fino a 3 anni.

Elaborazione del prodotto finito

La galvanizzazione delle parti termina con una fase di elaborazione aggiuntiva. In questo processo, vengono implementate le seguenti operazioni:

• Chiarimento.
• Colorazione con vernici e composizioni di vernice.
• Passivazione.
• Dehydriding.
• Oliatura o lucidatura
• Argentatura delle composizioni contro l'offuscamento.

L'alleggerimento e la passivazione aumentano le proprietà anti-corrosione dei prodotti zincati e dei rivestimenti di cadmio. Il processo di passivazione è l'immersione dei prodotti in una soluzione speciale, formando sulla superficie della parte un film protettivo fino a 1 micron di spessore.

I prodotti in acciaio, il rame con rivestimento elettrolitico sono inoltre trattati con oli - l'olio è oliato. Questo è fatto al fine di migliorare le qualità protettive dell'isolamento metallico e contribuisce al miglioramento della resistenza alla corrosione.

Controllo di qualità

I requisiti per la qualità del rivestimento galvanico dipendono dalle condizioni operative del prodotto lavorato. Per valutare l'applicazione vengono utilizzati tali tipi di controllo :

• Valutazione dell'aspetto della parte mediante ispezione visiva, confronto con campioni di riferimento (finitura superficiale, colore, presenza o assenza di gloss).
• Determinazione dello spessore di placcatura e porosità viene eseguita in condizioni di laboratorio (misurazione).
• Resistenza alla corrosione secondo TU o GOST (test).
• Stabilità meccanica, fisica (proprietà riflettenti, plasticità, resistenza all'usura, resistenza elettrica e termica, durezza, ecc.)

vantaggi

I vantaggi di questo metodo di protezione dei prodotti in metallo includono:

• Elevate proprietà anti-corrosione.
• Resistenza a danni meccanici e fisici.
• Resistenza agli ambienti aggressivi di origine naturale e industriale.
• Bassa porosità del rivestimento.
• Durezza, resistenza all'usura.
• La capacità di regolare lo spessore del rivestimento applicato durante l'applicazione.

Gli svantaggi del metodo comprendono l'elevato consumo energetico, le minacce ambientali, l'alto costo delle misure di pulizia.