Galvanizacija metala: vrste, metode, opis procesa

Galvanizirani premaz je kemijska metoda nanošenje metalnog filma za zaštitu proizvoda i davanje dodatnih svojstava: otpornost na koroziju, tvrdoću, otpornost na habanje, dekorativnost, itd. Svaki metalni proizvod treba dodatnu zaštitu, čak i aluminijski dijelovi obloženi galvanskom izolacijom.

načelo

Shema po kojoj se metalna obrada ostvaruje vrlo je jednostavna. Uključuje proizvod na koji je nanesen zaštitni premaz, posudu s otopinom elektrolita gdje se proizvod stavlja. Treći sudionik u procesu je metalna ploča na koju se primjenjuje pozitivna struja, ona djeluje kao anoda, proizvod stavljen u otopinu postaje katoda, gdje se primjenjuje negativni naboj.

Kada je električni krug zatvoren, metal anode (ploče) se otapa u elektrolitu i pod djelovanjem struje juri prema negativno nabijenom proizvodu (katodi), stvarajući tako dugotrajan premaz. Elektrolit je vodljivo rješenje za pomicanje metala od anode do katode. Veličina spremnika (kade) s elektrolitom je različita, ovisno o proizvodnim problemima.

Proizvodi velike veličine stavljaju se na suspenzije kroz koje prolazi negativni naboj, dizajn se zadržava na težini volumena kupaonice. Mali proizvodi dobivaju galvanizirani premaz u kadama bubanj-tipa, gdje se istodobno galvanizira velik broj proizvoda. U tom slučaju, na bubanj se primjenjuje negativni naboj, koji se rotira u spremniku s elektrolitom, gdje je anoda namotana.

Postoje bačve za zvono, gdje se galvanski premaz istovremeno primjenjuje na veliki broj vrlo malih dijelova, kao što je hardver. Proizvodi se ulijevaju u spremnik, slijeva se sastav elektrolita i ugrađuje se anoda. Kupkama se daje lagana rotacija, tijekom koje se proizvodi ravnomjerno prekrivaju zaštitnim metalom.

metode

Galvanska metoda premazivanja proizvoda omogućuje stvaranje trajnog zaštitnog premaza na metalima, izoliranje dijelova od korozivnog djelovanja radnih okolina. Izolacija se može izrađivati ​​od raznih metala, a primjena se provodi anodnim i katodnim raspršivanjem.

Oblaganje katode je karakterizirano činjenicom da se kod najmanjeg narušavanja integriteta sloja koji se nanosi, metal ispod njega uništava intenzivnije, što je olakšano samom tehnologijom oblaganja. Primjer brze erozije su proizvodi izrađeni od limenog metala, gdje je izolacijski sloj kositar.

Anodna galvanizacija ima i druge karakteristike. Kada se pojave uvjeti korozije, galvanska izolacija je izložena uništenju, metal ostaje nedirnut dugo vremena. Anodizirani proizvodi dobro su zaštićeni od korozivnog okruženja, mehaničkih oštećenja. Najčešći tip izolacije je pocinčavanje. Metoda vam omogućuje da spremite sve karakteristike obrađenog proizvoda, njegov izgled, oblik i veličinu.

ciljevi

Galvanizacija se dijeli u nekoliko tipova ovisno o namjeni proizvoda:

• Zaštitna i dekorativna. Svrha primjene je postići visoke estetske karakteristike i zaštititi proizvode od štetnih čimbenika.
• Zaštitni. Izolirajte metalne dijelove od djelovanja korozivnih medija, mehaničkih oštećenja.
• Posebna namjena. Galvanizacija se primjenjuje kako bi se dobila nova svojstva - povećana otpornost na habanje, povećane karakteristike tvrdoće i magnetska, električna izolacijska svojstva gotovog proizvoda. U nekim slučajevima, galvanizacija se koristi za vraćanje izvornog izgleda proizvoda ili nakon duljeg korištenja.

Vrste premaza

Metoda galvanske obloge provodi se nanošenjem raznih metala na proizvod, svaki od njih ima svoje karakteristike i ciljeve u daljnjem radu dijela ili objekta:

• Srebro - povećava estetsku vrijednost, štiti od korozije, poboljšava reflektirajuća, vodljiva svojstva. Vrsta primjene je zahtjevna u proizvodnji statičkih releja, sklopnika, elektromagnetskih releja, elektromagnetskih aktuatora, mikro-sklopova i drugih elektroničkih proizvoda.
• Niklovanje je najtraženija oplata proizvoda od čelika, bakra i aluminija. Sloj nikla pouzdano štiti proizvode ili dijelove strojeva od rđe, koja nastaje pod utjecajem vanjske okoline, kao i vrste korozije koja je posljedica onečišćenja agresivnim uvjetima radnog okoliša - alkalija, kiselina, soli. Niklovani proizvodi pokazuju visoku otpornost na teška mehanička oštećenja, abraziju.
• Kromiranje - povećava otpornost na habanje, tvrdoću anodiziranih površina, omogućuje poboljšanje izgleda, vraćanje oštećenih dijelova na prvobitne parametre. Ovisno o promjenama u tehnološkom modusu, dobivaju se galvanizacija s različitim parametrima i svojstvima - siva mat (povećanje tvrdoće, ali niska otpornost na habanje), briljantna (visoka otpornost na habanje, tvrdoća), mliječna plastika (estetika, visoki stupanj antikorozivne zaštite, niska tvrdoća), pocinčavanje - Antikorozivni tretman čvrstih čeličnih limova, auto dijelova, građevinskih i završnih materijala.

• Pozlaćivanje - koristi se u nakitu, elektronici i drugim industrijama. Sloj zlata daje detaljima visoke reflektivne osobine, estetiku, zaštitu od korozije, povećava vodljive kvalitete.
• Bakrena oplata se često koristi za premazivanje metala radi zaštite od korozije, bakar poboljšava svojstva provodljivosti, metal s takvim premazom često se koristi za proizvodnju električnih vodiča koji se koriste na otvorenom.
• Mesing - koristi se za zaštitu čelika, aluminija i legura od oštećenja od korozije. Sloj od mjedi osigurava potrebnu adheziju metalnih dijelova s ​​gumom.
• Rodij je poseban premaz koji nanosi visoku stabilnost na dijelove u kemijski agresivnim sredinama, čime se postiže dodatna mehanička otpornost na habanje. Također, rodijska oplata daje dekorativnost proizvoda, štiti predmete od srebra od oksidacije, tuposti.

Regulacija kvalitete i tehnoloških procesa galvanizacije provodi se pomoću GOST-a 9.301-78.

Pripremna faza

Galvanizacija je proces na više razina koji se provodi u tri glavne faze (priprema, premazivanje, završna obrada gotovog proizvoda).

Priprema površine za daljnje galvaniziranje je najvažnija i najdugovječnija faza cijelog procesa. Kvaliteta dobivenog zaštitnog premaza ovisi o točnosti i prikladnosti njegove primjene. U prisutnosti najmanjih tragova masti i oksidnog filma na metalnoj površini, dobivanje jednoličnog kontinuiranog zaštitnog filma neće biti moguće - premaz neće moći prodrijeti u slojeve osnovnog metala, mjehurići se mogu formirati, puknuti itd.

Nedostaci se mogu pojaviti na mjestima gdje postoje neravnine, nepravilnosti na površinama, na mjestima slabo poliranih spojeva, mjesta koja nisu dovoljno prašina. Galvanizacija zahtijeva nisku površinsku hrapavost, temeljito čišćenje nakon brušenja i obveznu obradu sredstvima za odmašćivanje.

Vrste obrade dijelova

Strojna obrada i postizanje savršene glatkoće metalnih dijelova postižu se kod kuće brušenjem površine brusnim papirom i drugim abrazivnim sredstvima, pjeskarenjem, kemijskim i automatiziranim metodama postizanja rezultata u industrijskim razmjerima. U pripremnoj fazi provodi se izolacija dijelova ili pojedinačnih mjesta koja nisu predmet galvanizacije.

Ovisno o vrsti primijenjenog metala provode se različiti pripravci. Prije pocinčavanja ili stvrdnjavanja, površina zaštićenog dijela je odmašćena i ukiseljena. Kromiranje i niklovanje prethodi mehaničkom brušenju, odmašćivanju i uklanjanju oksidnog filma. Odmagljivanje se provodi u dvije faze - početak rada i potpuno odmašćivanje.

Pred-dijelovi se peru otapalima - bijelim alkoholom, benzinom, posebnim organskim smjesama, itd. Završna obrada provodi se alkalnim otopinama ili elektrokemijskim postupkom. Nakon toga, dijelovi se isperu vrućom vodom, aktiviraju i nagrizaju metal lagano kako bi se uklonili najmanji oksidni slojevi, što poboljšava prianjanje površine dijela s galvaniziranim premazom metala.

Kako se proces provodi

Odlaganje zaštitnog sloja metala na proizvode provodi se pomoću posebne opreme. Razlike u primjeni vrsta galvanizacije odražavaju se u recepturi korištenog elektrolita.

Galvanska metoda premazivanja metala i drugih materijala je kako slijedi:

• Kade za galvanizaciju su ispunjene elektrolitičkom otopinom. Oni stavljaju anode i obrađene proizvode. Veličina i izgled kupke ovisi o veličini dijelova koji zahtijevaju premazivanje.
• Uređaj za zagrijavanje dovodi temperaturu sastava elektrolita do željene tehnološki prihvatljive vrijednosti.
• Struja se dovodi u konstrukciju iz izvora opremljenog regulatorom napona.
• Postupak galvanizacije traje neko vrijeme, njegova vrijednost se određuje veličinom dijela, postizanjem potrebne debljine zaštitnog sloja.

Značajke procesa

U nekim slučajevima, s postupkom galvanizacije premaza, radni komadi su obješeni na katodnu šipku smještenu u kupaonici, a na anodnu šipku postavljene su metalne ploče koje pokrivaju proizvode. Da bi se dobila određena svojstva premaza, u elektrolit se mogu uvesti metalne soli, organski spojevi, svijetla sredstva i sl.

Da bi se ubrzao proces prijenosa metala, elektrolit se miješa, što omogućuje korištenje visoke gustoće struje. Promjena smjera struje osigurava glatku površinu.

Točno vrijeme procesa galvanske prevlake uspostavlja se empirijski - nanošenjem zaštitnog sloja na dio, mjerenjem debljine dobivenog sloja na određeno vrijeme u danim uvjetima tehnološkog procesa. U fazi ugradnje posebna se pozornost posvećuje debljini sloja u šupljinama i šupljinama obradenog eksperimentalnog dijela.

Debljina sloja

Debljina galvaniziranog premaza određuje se prema podacima o prosječnoj debljini nanesenog sloja, ovisno o uvjetima u kojima će se dio upotrijebiti. Podijeljeni su u grupe:

• Svjetlosni uvjeti (LS) - dijelovi se koriste u zatvorenim zagrijanim prostorijama s relativno suhom atmosferom, ili će se proizvod koristiti kratko vrijeme u okruženju u kojem nema aktivnih korozivnih sredstava. Debljina jednoslojne prevlake je oko 7 mikrona, višeslojna - 15 mikrona.
• Srednji uvjeti (CC) - dijelovi će se koristiti u okolini sa srednjom vlagom, zagađenjem, malim količinama goriva, industrijskim emisijama ili isparavanjem morske vode. Debljina jednoslojne prevlake je 15 mikrona, višeslojni - 30 mikrona.
• Teški uvjeti (JS) - omogućuju rad dijelova u uvjetima visoke vlažnosti, visokih razina onečišćenja industrijskim plinovima, gorivnog otpada, krutih tvari, prašine. Debljina jednoslojne prevlake - 30 mikrona, višeslojna - 45.

Podaci o debljini oplata dijelova u jednom sloju sadrže GOST 2249-43. To uključuje premaze cinka. Kontrolira višeslojnu oplatu GOST 3002-45 (premazi od nikla). Debljina sloja može se mijenjati u skladu s projektnim zahtjevima ili u slučajevima kada je izradak dizajniran za kratak vijek trajanja. Životni vijek pocinčavanja je do 5 godina, za ostale vrste premaza do 3 godine.

Obrada gotovog proizvoda

Galvanizacija dijelova završava se fazom dodatne obrade. U tom procesu provode se sljedeće operacije:

• Pojašnjenje.
• Bojanje bojom i lakom.
• Pasivnost.
• Dehydriding.
• Zauljavanje ili poliranje.
• Srebrenje kompozicija protiv potamnjivanja.

Posvjetljivanje i pasivizacija povećavaju antikorozivna svojstva pocinčanih proizvoda i premaza za kadmij. Proces pasivacije je uranjanje proizvoda u posebnu otopinu koja tvori zaštitni film na površini dijela debljine do 1 mikrona.

Proizvodi od čelika, bakar s galvaniziranim premazom dodatno se obrađuju uljima - ulje se podmazuje. To se radi kako bi se poboljšale zaštitne osobine metalnih izolacija i doprinijelo poboljšanju otpornosti na koroziju.

Kontrola kvalitete

Zahtjevi za kvalitetom galvanske obloge ovise o uvjetima rada prerađenog proizvoda. Za procjenu primjene koriste se takve vrste kontrole :

• Procjena izgleda dijela vizualnim pregledom, usporedba s referentnim uzorcima (površina, boja, prisutnost ili odsutnost sjaja).
• Određivanje debljine nanosa i poroznosti vrši se u laboratorijskim uvjetima (mjerenje).
• Otpornost na koroziju prema TU ili GOST (test).
• Mehanička, fizička stabilnost (reflektirajuća svojstva, plastičnost, otpornost na habanje, električna i temperaturna otpornost, tvrdoća, itd.)

prednosti

Prednosti ove metode zaštite metalnih proizvoda uključuju:

• Visoka antikorozijska svojstva.
• Otpornost na mehanička i fizička oštećenja.
• Otpornost na agresivna okruženja prirodnog i industrijskog podrijetla.
• Niska poroznost premaza.
• Tvrdoća, otpornost na habanje.
• Mogućnost podešavanja debljine nanošenog premaza tijekom nanošenja.

Nedostaci metode uključuju visoku potrošnju energije, ekološke prijetnje, visoke troškove mjera čišćenja.