Что такое гальваническое покрытие: Основные виды гальванических покрытий

Содержание

Основные виды гальванических покрытий

Цинкование — самый популярный вид гальванирования. Применяется для защиты от коррозии и электрохимических воздействий. Особенно востребовано в автомобильной и строительной индустрии. Цинкованием обрабатывают детали кузовов автомобилей, трубопрокатную продукцию, емкости, строительные отделочные материалы, кровельные и строительные конструкции, в том числе опорные.

Хромирование используют для улучшения эстетического вида изделия. Кроме того, хромирование увеличивает твердость, делает изделие более устойчивым к износу.

Никелирование применяют для защиты стальных, чугунных, алюминиевых, медных поверхностей. Слой никеля хорошо защищает от механических воздействий, от коррозии под действием влаги, кислот, щелочей, солей. Никелирование часто используют для создания промежуточного слоя перед хромированием.

С помощью омеднения защищают детали от ржавчины. Омеднение используют также для получения токопроводящего верхнего слоя, например, при изготовлении полупроводников.

Железнение — вид гальванирования слоем железа. Применяют для усиления прочности легкоизнашиваемых, например, медных, деталей. Железное гальваническое покрытие практически не поддается коррозии.

Латунирование используют для защиты от коррозии поверхностей из стали, алюминия, различных сплавов. Латунирование востребовано для получения прочного соединения резиновых и металлических деталей.

Серебрение и золочение применяют в электротехнической и радиоэлектронной отраслях, в ювелирном деле. Серебряное или золотое покрытие делают поверхность эстетически более привлекательной, защищают от неблагоприятных внешних факторов, увеличивают твердость и токопроводящие качества. С помощью серебрения и золочения проводят реставрационные работы по восстановлению поверхностей, утративших привлекательность с течением времени.

Родирование используют для придания поверхностям высокой химической стойкости, износостойкости. В ювелирном деле родиевым покрытием защищают серебряные изделия от окисления и потемнения, придают им блеск.

Для гальванических покрытий используют и другие металлы, сплавы: олово, кадмий, сталь, сплавы из никеля, хрома и меди, из свинца и олова, меди и кадмия и др.

Это интересно

В ювелирном деле часто используют гальванирование серебра по серебру и золота по золоту. Гальваническое покрытие отличается гораздо более выраженным блеском, лучше отражает свет, увеличивает износостойкость и твердость изделия. Твердость электролитического верхнего слоя почти вдвое превышает обычную твердость материала.

Гальванизация. Достоинства технологии и сферы применения

Гальванизацией называется технология нанесения с помощью электролиза тонкого слоя металла на другой металл или иной токопроводящий материал.

Гальванизация была разработана русским ученым Борисом Якоби. На самом деле ученого звали Мориц Герман, по национальности он был немцем, но переехал навсегда жить и работать в Россию. Здесь он сменил имя на Борис и взял одну из фамилий своей семьи. Якоби заинтересовался работами итальянского врача Луиджи Гальвани, посвященными явлениям, возникающим при контакте металлов и электролитов. В 1840-м году Якоби опубликовал работу, в которой описал метод копирования медных изделий в медных же растворах с помощью электричества. Этот метод он назвал гальванопластикой. Первоначально его использовали монетные дворы, типографии, специализирующиеся на художественных ремеслах артели. Позднее технологию Якоби стали применять и для других целей.

Гальванизацию разделяют на гальваностегию и гальванопластику. Гальванопластика рассматривает способы копирования поверхностей со сложным рельефом. Гальваностегия занимается нанесением защитных покрытий из металла на металл. Цинкование, никелирование, меднение, золочение, серебрение, хромирование, лужение — все эти процессы суть гальваностегия.


Для чего применяют гальванирование

  • Нанесение защитного покрытия, изолирующего металлическую поверхность от воздействия окружающих неблагоприятных факторов.
  • Нанесение декоративно-защитного покрытия, улучшающего эстетические свойства материала и защищающего его от внешней среды.
  • Нанесение покрытия для придания материалу новых свойств, например, износостойкости, твердости, блеска, магнитных или токопроводящих качеств.
  • Гальваническое травление (нанесение рисунка на поверхность).
  • Копирование изделий со сложной поверхностью. Изготовление сувениров и декоративных изделий.

Примеры гальванизации: с ее помощью изготавливают лазерные компакт-диски, хромированную сантехнику, золоченые столовые приборы, не тускнеющие и не темнеющие со временем серебряные цепочки; обрабатывают кузова машин от ржавчины.

Гальваническое покрытие имеет следующие достоинства

  • прочное, равномерное, образуется на поверхностях со сколь угодно сложным рельефом;
  • обладает отличными противокоррозионными качествами;
  • высокоустойчиво к механическим повреждениям;
  • хорошо защищает от агрессивных факторов внешней среды;
  • делает материал тверже и устойчивее к износу и истиранию;
  • обладает низкой пористостью и высокой плотностью; 
  • прочно сцепляется с материалом, т. к. образуется в результате проникновения молекул металла в поверхностный слой изделия.
  • Метод его нанесения прост, хорошо отработан, не требует сложного оборудования и высоких финансовых затрат, подходит для деталей как очень больших, так и совсем маленьких.
  • Технология позволяет легко варьировать толщину покрытия.

Гальванизация подходит как для поточного массового производства, так и для кустарного, например, омеднения, в домашних условиях. Впрочем, у гальваники есть и недостатки. К ним относится высокий расход электроэнергии, необходимость работы с вредными веществами, большие затраты на очистку или утилизацию отработанных материалов.

В магазине химического оборудования и реактивов «ПраймКемикалсГрупп» вы можете купить широкий спект материалов, необходимых для гальванирования.

Гальваническое золочение: описание и преимущества

Гальваническое золочение — это покрытие слоем золота различных изделий из других материалов методом гальваники, т. е. воздействием электрического тока. Позолота, нанесенная таким способом, имеет толщину максимум до десятков мкм; цель этой технологической процедуры — предание изделию химической инертности для защиты от окисления и разрушения. Также золочение придает роскошь предметам. Обработка новых предметов таким способом называется подцветкой. Гальванизация является экономичным способом отделки, обеспечивающим высокое качество покрытия.

Гальванизация золотом — что это?

Что такое гальванизация золотом? Это нанесение металлической пленки из золота на предмет путем электролитических процессов. Изделие может быть сделано из нержавеющей стали, никеля, меди либо из благородных металлов, таких как серебро и золото.

Происходит это так: предмет чистят и обезжиривают, моют. Обезжиривание производят при помощи органических веществ — бензина, тетрахлоруглерода, дихлорметана. Затем обезжиривание производится при помощи электролиза при контакте изделия с катодом. Это происходит при температуре в 70-80 градусов. Плотность тока при электролитическом обезжиривании — до 10 ампер на дециметр. Процесс длится до 15 минут.

Если предмет имеет спайки из олова, то вместо электролиза используют травление в смеси серной и азотной кислот с добавлением хлорида натрия. Температура раствора — 15-20 градусов, время воздействия травильной смеси — 10 секунд. Затем изделие отмывают в горячей, а потом и в холодной воде.

Для золотых изделий применяется обезжиривание кипящим 20% каустиком. И затем так же промывают, как после травления.

Далее загружают в гальваническую ванну из электроизолирующего и кислотоустойчивого материала (винипласта, тефлона, стекла). Эта емкость может быть барабанного, колокольного или стационарного типа. В ванной находятся аноды, которые могут быть как растворимыми, так и нерастворимыми. В процессе гальванизации раствор перемешивается, температура его поддерживается на постоянном уровне. Через раствор пропускают постоянный электрический ток, при действии которого осуществляется нанесение ионов золота на погруженное изделие. На аноде при методе погружения находится металлическая пластинка золота.

Предметы из нержавеющей стали покрывают золотом в две стадии. Изделие подвергается сначала адгезионному золочению. Гальванизация производится высокоплотным током в кислой среде. Толщина такого ударного золочения составляет не более 0,1 мкм. Таким образом достигается эффект схватывания благородного металла с нержавеющей сталью. При этом риск образования пор в материале покрытия снижается.

После адгезионного золочения изделие промывается и погружается в электролитическую ванну для окончательного твердого золочения. В раствор добавляют присадки для лучшего схватывания и усиления блеска покрытия толщиной около 0,5-1 мкм. Далее изделие промывают несколько раз в дистиллированной, потом в проточной воде. Затем сушат при температуре 70-100 градусов.

Такая двухстадийная обработка обеспечивает устойчивость к эрозивным процессам, неизбежно возникающим при эксплуатации предмета антиквариата.

Описанный выше метод погружения является основным и традиционным.

Существует также метод электролитического натирания, который используют для устранения дефектов покрытия изделия, уже имеющего позолоту. Этот способ используют и для нанесения слоя позолоты на часть крупногабаритного предмета, который не может быть помещен в ванну из-за своих размеров.

Процесс происходит так: на анод надевается тампон, пропитанный концентрированным электролитическим раствором. Предмет, который должен подвергнуться золочению, прикрепляется к катоду. В результате этого происходит осаждение ионов на изделии или его части.

Метод электролитического натирания применяют только для реставрации антикварных изделий и восстановления облупившегося покрытия, так как он имеет существенные недочеты:

  1. Расход золота слишком велик.
  2. Не обеспечивает плотность покрытия и его хорошее сцепление с материалом озолачиваемого изделия.
  3. Не достигается равномерная толщина покрытия.

Способ натирания используется только как вспомогательный.

Также имеется два способа золочения: матовый и блестящий. При блестящем методе добавляют присадки (олеиновая соль натрия), придающие блеск изделиям, в состав электролитного раствора входит и цианид калия. По сравнению с матовым оно менее затратное.

Для матового золочения применяют только цианистый калий. Плотность тока при последнем способе высокая — до 12 ампер на дециметр. Температура около 60-70 градусов Цельсия. При блестящем способе затраты на электричество снижаются, ведь плотность тока всего около 0,5 ампер на дециметр.

Заключение

Покрытие методом погружения обеспечивает большую прочность пленки по сравнению с литейным золотом. Правильная двухступенчатая технология обеспечивает отсутствие пор в золотой пленке.

Что такое гальваника металла - Морской флот

/

/

Что такое гальваника металла

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:

  1. Придание поверхностному слою защитных функций. Как вариант – никелирование.
  2. В целях улучшения декоративности предметов. Например, хромирование.
  3. Для получения копий деталей, отличающихся сложностью рельефа поверхности.
  4. Нашло широкое применение гальваническое цинкование продукции. Проводится оно с трубопрокатными, кровельными и строительными конструкциями. Это придает им устойчивость в условиях повышенной влажности.
  5. 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:

  1. 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.
  2. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

МеталлАлюминийБронзаДюральЛатуньМедьНикельОловоСплав олово со свинцомУглеродистая сталь и чугунХромЦинк
Алюминий++++
Бронза++++ПайкаПайка+
Дюраль++++
Латунь++++ПайкаПайка+
Медь++++ПайкаПайка+
Никель++++ПайкаПайка+Отсутствуют данные+
ОловоПайкаПайкаПайкаОтсутствуют данные+++Отсутствуют данные+
Сплав свинца с оловомПайкаПайкаПайкаПайка+++Отсутствуют данные+
Углеродистая сталь и чугун++++++++
Хром+++Отсутствуют данныеОтсутствуют данныеОтсутствуют 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:

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

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

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

Составы цианидных ванн для серебрения представлены в таблице.

СоставНомер электролита
1234
Цианистое серебро2630100
Цианистый натрий7070
Цианистый калий70100
Углекислый натрий1010
Углекислый калий1025
Гипосульфит натрия0,40,5
Аммиак водный, мл/л1-22
Едкий калий15

История гальваники - Компания Sharretts Plating

Бесплатная цитата 717.767.6702
  • Преимущества
  • Покрытия