Galvanické pokovování kovů: co to je, typy povlaků, fáze procesu

Technologie galvanického pokovování byla vynalezena již dávno. Díky němu je možné zlepšit řadu mechanických vlastností materiálu a rozšířit provozní záběr hotových výrobků. Pro lepší pochopení technologie galvanického pokovování je však nutné pochopit podstatu galvanického procesu a detailně znát druhy galvanických povlaků, v kterých je galvanizace nepřípustná. Galvanické služby jsou nyní velmi žádané nejen v průmyslu, ale také v dekorativních a jednoduchých oblastech domácností.

Podstata galvanického procesu

Proces galvanizace je speciální elektrochemický proces, jehož výsledkem je vzhled tenkého kovového povlaku na originálním obrobku. Během zpracování se provádějí následující kroky:

1. Připravte si elektrolyt s vhodným složením (liší se podle druhu materiálu a požadovaného výsledku).
2. Spuštění dvou anod do připraveného roztoku, jejich připojení ke kladnému kontaktu zdroje stejnosměrného proudu.
3. Ponoření obrobků do galvanizační směsi, její umístění u anod a připojení na kontakty s mínusovou hodnotou. V důsledku toho se zpracovaná část změní na katodu.
4. Elektrický okruh uzavřen.

Seznam galvanických cyklů, které se vyskytují v elektrickém obvodu, zahrnuje pohyb nabitých kovových částic, které jsou přítomny v roztoku elektrolytu, na záporně nabitou katodu, která se následně ukládá na povrchu. Výsledkem je, že se objeví kovový film. To je podstata galvanizace.

Aplikace a výhody galvanizace

Galvanický povlak je vysoce odolný a odolný proti opotřebení. Díky těmto vlastnostem našlo galvanické pokovování uplatnění v následujících oblastech:

• výroba letadel;
• strojírenství;
• radioelektronický průmysl;
• elektronický průmysl;
• konstrukce.

Galvanické pokovování má důležité výhody, které z něj činí oblíbenou metodu zpracování kovů. Odborníci berou na vědomí následující body:

Hlavní výhody, díky kterým je proces galvanického pokovování oblíbeným způsobem speciálního zpracování kovů, jsou následující. Odborníci berou na vědomí následující body:

• pokovování se provádí na celém seznamu zdrojových materiálů bez ohledu na jejich tvar nebo konfiguraci;
• dokončovací vrstva má zvýšenou hustotu s rovnoměrnou tloušťkou. Povrch má dobrou přilnavost a ošetřený nátěr;
• ochranné a dekorativní vlastnosti zpracovatelských dílů jsou umístěny na vyšší úrovni;
• Velikost kovové vrstvy, která se nanáší galvanizací, je snadno nastavitelná.

Speciální technologie má navíc kvalitní vývoj. Nevyžaduje složité operace, bez ohledu na galvanizaci nebo proud. Realizace nemůže být doprovázena řadou velkých finančních investic.

Co je důležité vědět před galvanizací

Chcete-li provést galvanizaci, musíte si pamatovat, zda jsou materiály kompatibilní nebo ne. Celý seznam kovů ve sloučeninách koroduje. V některých případech tento proces probíhá pomaleji. Existují však stavební materiály, které nelze spojit dohromady. Například při práci s hliníkem a slitinami je docela obtížné fungovat, protože jejich povrch je pokryt oxidovým filmem. To ztěžuje aplikaci galvanického pokovování. Bez ohledu na použité metody galvanického pokovování se při galvanizaci společně používají následující materiály:

• nikl s mědí a chromem;
• chrom s niklem;
• cín s olovem;
• cín a měď;

Mosaz a zinek se používají samostatně.

Metody galvanického pokovování

Ochranný film je tvořen distribucí jiného kovu a dvěma technologiemi:

1. Katodové naprašování. Když je vrstva mírně poškozena, na hlavním produktu se tvoří rez. To je způsobeno skutečností, že k reakci dochází na samotném povrchovém povlaku.
2. Anodická aplikace. Metoda má větší účinnost ve srovnání s předchozí metodou. Když hrozí rozvoj korozních procesů, vyskytují se ve vrstvě na povrchu kovu. Hlavní produkt je schopen po dlouhou dobu neztrácet své původní vnější vlastnosti. Stavební materiál je navíc chráněn před negativními vlivy prostředí.

Výsledkem je, že technologie galvanického pokovování je postup, který je spojen s řadou výhod a má své vlastní charakteristiky. Pro galvanizaci se používají určité materiály. Dochází k němu katodovým naprašováním a anodickou depozicí. Kromě galvanizace existuje další způsob ochrany kovového povrchu – nauhličování. Cementování kovové části zahrnuje nasycení horní vrstvy uhlíkem.

Kromě toho společnost Welding Solution Center nabízí služby, jako je řezání laserem a plazmové řezání kovu.

Potřebujete konzultaci?

Zanechte své údaje a specialista vás bude brzy kontaktovat

Podrobnosti o kontaktu

Zelenodolsk, sv. Fotbal 8

Galvanické pokovování kovů je elektrochemický způsob ochrany před nepříznivými vnějšími vlivy. Tenký kovový film chrání díly před chemikáliemi a vlhkostí, prodlužuje životnost a zlepšuje vzhled.

Technologie nanášení galvanických povlaků je jednoduchá a ekonomická, díky čemuž se rozšířila v různých oblastech:

• Konstrukce. Galvanická metoda se používá k nátěrům kovových konstrukcí používaných ve volné přírodě.
• Letectví a strojírenství. K ochraně dílů před vystavením nepříznivým faktorům.
• Přístrojový a elektronický průmysl Galvanické pokovování se používá k ochraně aktivních kovových kontaktů.
• Lék. Používá se při výrobě lékařských a chirurgických nástrojů.
• Chemický průmysl. Pro výrobu laboratorního skla.
• Výroba spotřebního zbožívčetně sanitárních zařízení, nádobí, interiérových předmětů, nábytku atd.

Princip metody galvanizace

Galvanické pokovování je proces, který vytváří kovový povlak na originálním dílu. Tato metoda zahrnuje použití elektrolytu. Elektrolytické složení se volí v souladu s požadovaným výsledkem a vlastnostmi kovu, ze kterého je obrobek vyroben.

Pro zahájení procesu galvanického pokovování jsou zapotřebí dvě anody, připojené ke zdroji proudu. Připojením obrobku umístěného v elektrolytu k zápornému kontaktu se spustí galvanizace. V tomto schématu je zpracovávaným kusem katoda.

Důležitým faktorem – struktura vytvořeného povlaku je přímo ovlivněna proudovou hustotou. V tomto případě je definován jako poměr síly proudu k ploše povrchu obrobku.

Cíle postupu

Technika galvanizace může být použita k dosažení různých účelů. Nejčastěji je tato technologie požadována pro zlepšení estetických a výkonnostních vlastností zpracovávaných dílů a konstrukcí. Lze ji použít i v případě, že je potřeba získat přesné kopie vzorků se zvlášť složitým reliéfem – tento způsob využití metody se nazývá galvanoplastika.

Dalším, neméně oblíbeným účelem využití technologie je zpracování železných kovů. Ve vztahu k postupu galvanizace je galvanizace vytvořením zinkového galvanického povlaku na obrobcích ze železných kovů. Tento povlak má vynikající antikorozní vlastnosti. Obrobky (konstrukce, díly) zpracované touto metodou mohou následně přijít do styku s vodou a být dlouhodobě používány ve vlhkém prostředí při zachování jejich pevnostních charakteristik.

Výhody metody galvanického pokovování

Ve srovnání s jinými způsoby ochrany má galvanický způsob povlakování kovů řadu jedinečných výhod:

• Ochranná vrstva se vyznačuje rovnoměrnou tloušťkou, vysokou hustotou a přilnavostí k jiným materiálům.
• Povlak lze aplikovat na struktury libovolného tvaru.
• Metoda zvyšuje vysoké antikorozní vlastnosti kovů, prodlužuje jejich životnost.
• Povlaky jsou vysoce odolné proti opotřebení a odolné vůči mechanickému namáhání.
• Galvanizované povlaky mají vysoké estetické vlastnosti, díky čemuž je tato technologie oblíbená v designu.
• Hospodárný. Technologie nevyžaduje složité vybavení a vysoké náklady na organizaci výroby. Zároveň je žádaný téměř ve všech sférách ekonomiky, díky čemuž je nejen perspektivní, ale také vysoce ziskový.

Nevýhody technologie galvanizace

Galvanizace má pouze dvě významné nevýhody:

• Velikost a tvar zpracovávaných výrobků jsou omezeny rozměry nádoby, ve které probíhá proces galvanického pokovování, což znemožňuje zpracování velkorozměrových výrobků.
• Technologický proces galvanického pokovování může být organizován přísně stacionárně, proto nelze zpracovávat kovové výrobky, které nepodléhají demontáži.

funkce

Galvanické povlaky jsou rozděleny do několika typů v závislosti na jejich účelu:

• Ochranný. Používá se k izolaci kovů od účinků agresivních faktorů prostředí.
• Ochranné a dekorativní. Kromě ochranné mají funkci estetickou.
• Zvláštní účel. Galvanizace se používá k tomu, aby výrobky získaly nové vlastnosti, například zlepšily výkonnostní charakteristiky, obnovily původní tvar a velikost výrobků.

Druhy galvanických povlaků kovů

K ochraně kovových výrobků se používají různé druhy galvanických povlaků, včetně těch z drahých kovů. Zpravidla se zřídka používají v radiotechnice, výrobě nástrojů a výrobě šperků.

Měď. Samostatně se v průmyslu nepoužívá. To je způsobeno skutečností, že měď při interakci s kyslíkem rychle oxiduje. Nejčastěji se používá jako podvrstva pro zlepšení kvality povlaku v kombinaci s jinými kovy: niklem a chromem.

V poslední době jsou velmi oblíbené dekorativní předměty, které napodobují ty starožitné. Měď se ukázala jako úrodný materiál pro dekoratéry. Je dostupný, snadno zpracovatelný a proces galvanického nanášení nevyžaduje velké finanční náklady. Jeho vlastnosti umožňují galvanizovat neobvyklé materiály, jako jsou rostliny, a vytvářet jedinečné dekorace.

Kompatibilita opracovaných kovů

Při použití galvanické metody (při výběru kontaktovaných kovů) je nutné vzít v úvahu jejich galvanické vlastnosti. To platí také pro jakoukoli výrobu, kde jsou výrobky vyrobeny z různých kovů. Faktem je, že interakce odlišných kovů vede k jevu zvanému kontaktní koroze – například použití měděných nýtů k upevnění hliníkových plechů povede k vytvoření galvanického páru a v důsledku toho k silné korozi.

Každý z těchto kovů má svůj vlastní elektrodový potenciál. Při kontaktu s elektrolytickou kompozicí se jedna z nich stává anodou a druhá katodou. Během reakce je anodou hliník. Měď, v tomto případě fungující jako katoda, přispívá k rychlé destrukci hliníku.

Je třeba vzít v úvahu, že téměř všechny rozdílné kovy, které se vzájemně ovlivňují, nelze zaručit, že budou chráněny před korozí. Důvodem je to, že když se kovy dostanou do kontaktu, dokonce i vlhkost ve vzduchu se může stát elektrolytem: její částice jsou docela schopné zahájit proces galvanizace.

Tato tabulka poskytuje údaje o kompatibilitě galvanických párů:

Charakteristika galvanických povlaků

Výsledky galvanizace dílů se posuzují sledováním vlastností výsledného povlaku. Má následující vlastnosti:

• Elektrické parametry povlaku. Při výrobě vodivých součástí je tato vlastnost galvanického pokovování výrobků klíčová;
• Textura V závislosti na zvolené technice galvanizace může mít povlak různé stupně drsnosti povrchu;
• Tvrdost. Tato charakteristika povlaku se posuzuje pomocí specializovaného měřicího zařízení.

Použité materiály a vybavení

Pro aplikaci galvanického pokovování jsou zapotřebí určité materiály a vybavení. Pro nanášení chromových povrchů, zinku a jiných kovů na obrobky se používá standardní galvanizační zařízení – rozdíl při použití uvedených typů zpracování bude ve složení elektrolytu, použité proudové hustotě a režimech postupu.

Tvorba kovových povlaků se provádí pomocí následujících zařízení a materiálů:

• galvanické lázně – nádoby na elektrolyt (roztok, který zajistí zahájení galvanizace);
• topný systém (potřebný k zahřátí elektrolytu na požadovanou teplotu);
• zařízení, které poskytuje stejnosměrný proud (nezbytnou podmínkou je přítomnost regulátoru napětí).

Etapy procesu galvanizace ve výrobě

Proces galvanizace se skládá z několika fází:

• Příprava dílu ke zpracování. Nejdelší a nejnáročnější etapa, protože Kvalita povrchu má rozhodující vliv na stupeň přilnavosti vrstev. Příprava spočívá v čištění pomocí různých zařízení a mechanismů, broušení a ošetření dílu za účelem odstranění nečistot a mastnoty.
• Příprava galvanického roztoku. Jeho složení se volí v závislosti na účelu a použitých materiálech. Poté se roztok nalije do nádoby nebo galvanické lázně. Kovová plastelína je umístěna v kapalném elektrolytu, který funguje jako anoda nesoucí kladný náboj. Zpracovávaný produkt funguje jako katoda.
• Galvanizace – hlavní fáze. Elektrická síť je uzavřena. Kladně nabité částice anody spěchají směrem ke katodě a ukládají se na jejím povrchu. Výsledkem je odolný nátěr odolný proti nárazu. Délka expozice závisí na použitých materiálech a tloušťce ochranné vrstvy, kterou je třeba získat.

Organizace galvanické výroby

Klíčovým požadavkem při nanášení galvanických povlaků je správná organizace ventilace v pracovním prostoru. Během galvanického procesu, kdy se vytváří povlak, se do ovzduší uvolňují toxické výpary, které jsou nebezpečné pro lidské zdraví. Z tohoto důvodu je nutné při projektování dílny věnovat zvláštní pozornost ventilačním jednotkám a vzduchovým rozvodům.

V dílnách, kde se provádí galvanické pokovování kovů, lze k organizaci ventilace použít polypropylenové trubky. Tento polymerní materiál má řadu důležitých vlastností – trubky z něj vyrobené se snadno instalují na stěny, stropy i podlahy, je odolný vůči agresivním chemickým vlivům, je nehořlavý a nepropouští vlhkost.

Technologie čištění odpadních vod galvanickým pokovováním

Při výrobě galvanického pokovování se používá speciální kapalina – voda, která se používá k plnění van na mytí. Jeho vlastnosti musí odpovídat stanoveným parametrům v závislosti na typu nátěru, který se plánuje nanést (např. obsah soli by neměl překročit 5 mg/l). V tomto případě musí být kapalina pro mycí lázně neustále aktualizována – k tomu lze použít jednotky reverzní osmózy. Při přípravě takové vody je věnována zvláštní pozornost její specifické elektrické vodivosti.

Při procesu galvanického pokovování výrobků se voda používaná při výrobě kontaminuje různými látkami (těžké kovy, kyseliny, zásady) a vyžaduje čištění. Výroba zahrnuje čtyři fáze a v každé z nich vstupují do odpadních vod jiné složky.

Veškeré znečištění vznikající při výrobě je rozděleno do čtyř kategorií:

• první jsou rozpuštěné soli (kyseliny a zásady);
• druhá – rozpuštěné organické složky;
• třetí – jemně dispergované suspenze, emulze (suspenze);
• čtvrtý – koloidy a vysokomolekulární sloučeniny.

Konvenční vodní filtrační zařízení nejsou schopna se s takovými nečistotami vypořádat a používají se k tomu speciální zařízení. Při projektování dílen pro galvanické pokovování kovů je nutné zpočátku určit umístění úpraven.

Každý z uvedených typů kontaminantů používá své vlastní schéma čištění. Například k odstranění organických složek se používají sorpční filtry a nanofiltrační zařízení. Emulze a suspenze se čistí pomocí metod využívajících gravitace, flotace a adheze. Anorganické látky se čistí pomocí reagenční metody. K separaci koloidů se používá koagulační technika. Moderní čistírny odpadních vod mají další výhodu – schopnost podniku využívat odpadní vodu v zásobování recyklovanou vodou.

Zařízení pro galvanickou výrobu

Výrobní linky na galvanické pokovování mohou být ruční, poloautomatické nebo automatické. Takové linky jsou zpravidla výrobními komplexy nebo samostatnými galvanickými lázněmi. Polypropylen může být použit jako materiál pro výrobu takových lázní. Toto zařízení má obvykle obdélníkový tvar. Během výrobního procesu jsou vany plněny galvanickými roztoky.

Galvanické pokovování je výrobní proces, který je škodlivý pro životní prostředí, a proto vyžaduje vypracování norem pro organizaci výrobního procesu. Normy specifikují řadu provozních parametrů a také požadavky na vzdálenost galvanoven od bytových a veřejných zařízení.

Odpady v této oblasti lze využít v řadě oblastí průmyslové výroby. Žádané jsou například jako přísada při výrobě šarží. Přísada se používá při výrobě keramických dlaždic, cihel a keramzitu. Kromě toho lze odpad použít jako složku při přípravě roztoků pro výrobu galvanického pokovování.

Podle jakých norem se posuzuje kvalita hotového nátěru?

Požadavky na parametry galvanického povlaku jsou uvedeny v GOST 9 301-86.

Pokud jde o tloušťku vrstvy, uvedený regulační dokument poskytuje následující pokyny:

Odchylka od maximální tloušťky povlaku je možná, pokud tato odchylka neovlivňuje vlastnosti výrobku. U dílů se složitým reliéfem je v ohybových oblastech povoleno snížit tloušťku vrstvy až o 50 %.

Společnost PZKI nabízí služby zinkování kovových výrobků v jakémkoli objemu. Na telefonním čísle uvedeném na webových stránkách se můžete dozvědět více podrobností, zadat objednávku nebo zakoupit produkty společnosti.