Galvanisering og dens anvendelse

Galvanisering — en metode til afsætning af metaller på overfladen af ​​metal og ikke-metalprodukter ved hjælp af elektrolyse… Efter en sådan aflejring får produktets overflade stor korrosionsbestandighed, smukkere udseende (dekorativ belægning), nogle gange - større hårdhed, slidstyrke.

Hvis produktet i dette tilfælde er dækket med et meget tyndt (5 - 30 μm) lag af metal, kun i sjældne tilfælde (overfladehærdning), der når tiendedele af en millimeter, kaldes denne type proces galvanisk belægning.

På nuværende tidspunkt er galvanisering meget udbredt (kobberbelægning, nikkelbelægning, forkromning, sølvbelægning, guldbelægning, cadmiumbelægning, zinkbelægning, tinbelægning, blybelægning).

Guldbelægning, forsølvning, fornikling og forkromning bruges hovedsageligt til dekorative formål, samtidig med at disse belægninger øger korrosionsbestandigheden.

Kobber bruges hovedsageligt som mellemlag på nikkel- eller kromstålprodukter.Den gode vedhæftning af det beskyttende metal til produktets materiale er meget vigtig for belægningernes holdbarhed.. Zikkel og krom klæber tæt til stålet, derfor bliver sidstnævnte først blødgjort, og derefter påføres et lag nikkel eller krom til kobberet.

Da kromlaget i nogle tilfælde ikke beskytter mod korrosion, anvendes også en trelags belægning (kobber-nikkel-krom). Tildækning af produkter med et lag af nikkel eller krom beskytter overfladen mod oxidation, når den opvarmes til 480 — 500 ° C. Zinkbelægning bruges i vid udstrækning til korrosionsbeskyttelse; i nogle tilfælde tyr de til cadmiumbelægning.

Forkromning og fornikling bruges også til at forbedre slidstyrken på overflader, såsom stereotyper i trykkeriindustrien. At dække en stereotype med et lag af nikkel, krom eller jern kan øge dens levetid med 10 eller flere gange. I disse tilfælde skal tykkelsen af ​​den påførte film være større (30-50 mikron eller mere).

En uerstattelig betingelse for vedhæftningsstyrken af ​​det påførte lag til basismetallet er renheden af ​​sidstnævntes overflade. Derfor, før elektrolyse, fjernes de mindste spor af snavs, oxider, fedt omhyggeligt fra produkterne. For at gøre dette affedtes de normalt i varme opløsninger af baser eller i organiske opløsningsmidler - petroleum, benzin.

For at fjerne oxider og urenheder ætses produkterne i svovl- eller saltsyre, og for at opnå glatte overflader - ved slibning og polering. Den sidste operation gentages efter påføring, hvis det af dekorative årsager er nødvendigt at opnå en skinnende overflade, da badeværelsesprodukter normalt er matte.

Hoveddelen af ​​elektrolytten er salte af det påførte metal.For at forbedre elektrolyttens ledningsevne indføres der desuden ofte syrer eller baser i den, som gør elektrolytten sur eller basisk. Under forgyldning og forsølvning, og nogle gange med kobberbelægning, indføres cyanidforbindelser i elektrolytten, hvilket giver bedre vedhæftning af belægningen til basismetallet.alun.

Som regel anvendes opløselige anoder i galvaniseringsprocesser i form af strimler eller stænger af metal påført katoden..V I dette tilfælde overføres metallet fra anoden til katoden. Men anoder af et metal eller en legering, der er uopløselige i en given elektrolyt, anvendes også fx ved forkromning, lavet af bly eller bly-antimon legering.I dette tilfælde separeres metallet på produkterne pga. elektrolyt og saltet af det påførte metal skal systematisk tilsættes til elektrolytten.

Galvanisering udføres i bade lavet af et materiale, der er kemisk modstandsdygtigt over for den anvendte elektrolyt. Store kar er lavet af stål, svejset, og til syreopløsninger er de isoleret indefra med gummi, ebonit, vinylplast eller belagt med syrefaste og varmebestandige lakker.

De emner, der skal bearbejdes, monteres normalt på bøjler i badet. Til processer, der finder sted ved en lav strømtæthed (0,01 - 0,1 A / cm2), anvendes stationære bade med faste katoder.

Ved høje strømtætheder (f.eks. ved forkromning) anvendes kontinuerlige bade, hvor produkterne under belægningsprocessen bevæger sig fra den ene kant af badet til den anden. Sådanne bade er normalt udstyret med enheder til at blande elektrolytten med trykluft og filtrere den.

Ved høj kapacitet anvendes automatiske maskiner udstyret med et antal bade, hvori ikke kun belægningen af ​​selve produkterne, men også deres overfladeforberedelse (affedtning, ætsning og skylning) udføres. I sådanne maskiner passerer produkterne, der bevæger sig på trin vandret og lodret, successivt gennem alle karene.

Galvanisering, som med alle elektrolytiske processer, bruger jævnstrøm, normalt lavspænding (6 - 24 V). Processen reguleres ved at ændre strømtætheden, værdien af ​​sidstnævnte ændres afhængig af processen fra hundrede- og tiendedele A/dm2 i forgyldning og sølv til tiendedele A/cm2 i forkromning.

Efterhånden som strømtætheden stiger, stiger mængden af ​​aflejret metal pr. tidsenhed, men når den overstiger en vis værdi (sin egen for hver proces), forringes kvaliteten af ​​belægningen kraftigt. Galvaniserede bade drives af DC-generatorer eller halvlederkonvertere.

For de fleste galvaniseringsprocesser er strømeffektiviteten relativt høj (fra 100 til 90 %), for en række processer, for eksempel forgyldning og nogle typer kobberbelægning, falder strømeffektiviteten til 70 - 60 %. Kun med forkromning er meget lav (12%), da det meste af den forbrugte elektricitet i denne proces bruges på sidereaktioner.

I de senere år er der udført forsøg med brug af vekselstrøm i galvaniske processer. Typisk er en AC-komponent overlejret på en DC-strøm, hvor amplituden af ​​AC-komponenten er ca. 2 gange DC-værdien.Brugen af ​​vekselstrøm til fremstilling af nikkel-, kobber- og zinkbelægninger kan forbedre deres kvalitet, især reducere forurening af det påførte lag med urenheder.

I nogle tilfælde er en kobberbelægning mulig, når badet forsynes med en strøm på 50 Hz. Dette forklares ved den delvise ensretning af vekselstrømmen af ​​en elektrokemisk celle, på grund af hvilken en konstant komponent vises i badstrømmen.