Гальваническое покрытие: назначение, виды, нанесение

1. Что такое гальванизация?
2. Совместимость материалов
3. Область применения гальванических покрытий
4. Виды гальванических покрытий
5. Получение гальванического покрытия в домашних условиях

Что такое гальванизация?

Гальванизация – это электрохимический процесс, где участвует электролит, электрический ток, два электрода и обрабатываемая деталь. При этом металлический слой не просто наносится на поверхность, а проникает на молекулярном уровне в основание детали.

Для гальванизации необходимо, чтобы обрабатываемое изделие было идеально чистым. Для очистки и обезжиривания поверхностей можно использовать специальные органические растворители, которые не приведут к образованию коррозии.

Например, для этих целей подойдет очиститель металла MODENGY. Он хорошо удаляет разнородные загрязнения, такие как нефтепродукты, силиконовые, минеральные, синтетические масла, консервационные составы, адсорбированные пленки газов, влагу и т.д. Средство быстро испаряется и не оставляет следов.

В большинстве случаев для подготовки поверхности к гальванизации достаточно очистить и обезжирить поверхности. Можно также выполнить пескоструйную обработку и последующую шлифовку с применением специальных паст и наждачной бумаги.

Очень важно, чтобы покрываемая деталь имела идеальную поверхность без каких-либо раковин, царапин и сколов.

Рассмотрим сам процесс гальванизации. Подготовленное изделие погружается в раствор электролита и на него подается отрицательный заряд, который превращает деталь в катод. В электролите также находится специальная пластина из металла, который в дальнейшем и станет покрытием. Она является анодом. При подаче электричества металл с анода растворяется в растворе и переносится на отрицательно заряженный катод, в роли которого выступает обрабатываемая деталь. Таким образом на поверхностях образуется равномерный тонкий слой гальванического покрытия.

Данный метод гальванизации называется анодным. Благодаря ему при образовании коррозии в первую очередь разрушается само покрытие, а металл под ним в течение длительно времени сохраняет целостность.

Существует и другой способ – катодное напыление. Он используется гораздо реже, так как при нарушении защитного слоя разрушение металла под ним происходит более интенсивно, что обусловлено самой технологией нанесения.

Средой для перемещения металла с анода на катод выступает электролит. Он находится в специальных емкостях, объем которых зависит от производственных задач.

Крупногабаритные изделия подвешиваются в объемных ваннах. Небольшие детали покрываются в барабанных емкостях, где отрицательный заряд имеет сам барабан, который вращается в электролите. Для покрытия очень мелких изделий используются наливные ванны колокольного типа, которые при работе медленно вращаются, благодаря чему детали равномерно покрываются защитным слоем.

Большое значение играет плотность тока, проходящего через электролит. Она влияет на структуру формируемого слоя. Данная величина измеряется как отношение силы тока к единице поверхности обрабатываемой детали.

Если плотность тока слишком низкая, осадок вообще не образуется, а при слишком большой количество отложений превысит допустимую норму, что отрицательно скажется на качестве покрытия. Именно поэтому при осуществлении гальванизации следует постоянно контролировать данную величину.

Толщина готового гальванического покрытия может варьироваться от 6 до 20 микрон. Она зависит от особенностей материалов, которые участвуют в процессе нанесения. Адгезия металлического покрытия с основанием детали определяется при помощи специальных тестов.

Совместимость материалов

Для проведения гальванизации очень важно помнить о совместимости материалов. Все металлы в соединениях корродируют. В некоторых случаях этот процесс протекает с низкой скоростью. Но существуют материалы, которые нельзя соединять вместе.

Например, при работе с алюминием и его сплавами достаточно сложно работать, так как их поверхность покрыта окисной пленкой, затрудняющей нанесение гальванического покрытия.

Для гальванизации алюминия можно использовать следующие сочетания материалов:

• Никель-медь-хром

• Хром-никель

• Олово-свинец

• Олово-медь

• Латунь

• Цинк

Область применения гальванических покрытий

Гальванические покрытие отличаются высокой прочностью и износостойкостью. Благодаря этим качествам их широко применяют:

• В авиастроении

• В машиностроении

• В радиоэлектронной промышленности

• В электронной промышленности

• В строительстве

Виды гальванических покрытий

Гальванические покрытия разделяются на защитные, защитно-декоративные и специальные. Первые служат для защиты металлических деталей от воздействия агрессивных сред. Вторые дополнительно придают изделиям эстетичный внешний вид. Специальные наделяют поверхности новыми улучшенными свойствами: электроизоляционными, магнитными, увеличивают твердость и износостойкость.

В некоторых случаях гальванические покрытия наносятся с целью восстановления изначального вида деталей после их длительной эксплуатации. Они также могут использоваться для создания точных копий изделий, даже тех, у которых очень высокая сложность рельефа поверхности. Данную операцию называют гальванопластикой.

Рассмотрим основные виды операций по нанесению гальванических покрытий.

Меднение

В данном процессе используется медный купорос. Получаемое покрытие увеличивает прочность металлических деталей и их проводящих свойств. Такие металлы используются на производстве электрических проводников.

Но в чистом виде покрытие медью не используется, так как обработанные изделия подвержены коррозии и со временем окисляется. Поэтому меднение – это промежуточный процесс, после которого наносится слой другого покрытия.

Хромирование

Хром увеличивает прочность и стойкость металлов к агрессивному воздействию внешней среды. Он также улучшает внешний вид поверхностей и восстанавливает поврежденные детали до заводских параметров.

В зависимости от особенностей технологического процесса хромирование позволяет получить покрытия со своими характеристиками: блестящее усиливает твердость и износостойкость, серое матовое повышает твердость, но не придает износостойкости, молочное пластичное придает антикоррозионные свойства и эстетичный внешний вид, но не наделяет твердостью.

Цинкование

Покрытие металлов цинком – самая популярная разновидность гальванизации. Цинк придает поверхностям блеск и наделяет их высокими антикоррозионными свойствами. Особенно популярно цинкование в автомобильной промышленности и строительстве. Им обрабатывают различные емкости, опорные и кровельные конструкции, трубопрокатную продукции, кузова автомобилей.

Железнение

Данный вид покрытий служит для повышения прочности легкоизнашиваемых изделий, например, изготовленных из меди. Железное гальваническое покрытие отличается очень высокой износостойкостью.

Никелирование

Благодаря данному методу обработки металлические поверхности получают высокую стойкость к агрессивным воздействиям окружающей среды. Слой никеля защищает детали от коррозии, возникающей вследствие воздействий агрессивной среды, а также солей, кислот и щелочей. Никелированные детали также устойчивы к истиранию и механическим повреждениям.

Латунирование

Латунные покрытия защищают металлические изделия от коррозии, а также улучшают их сцепление с резиной.

Золочение и серебрение

Такие покрытия в основном используются в ювелирном деле, радиоэлектронной и электротехнической промышленности. Серебро и золото придают поверхностям высокие отражающие свойства, предотвращают коррозию, повышают твердость, придают эстетичный внешний вид, а также усиливают токопроводящую способность.

Родирование

Родий повышает стойкость металлов к агрессивным химикатам и механическим повреждениям. Родирование предотвращает потускнение и окисление серебра, а также придает изделиям декоративные свойства.

Покрытие оловом

Олово увеличивает прочность и твердость металлических изделий. Данный материал можно использовать для меди, цинка, алюминия и стали.

К защитным покрытиям можно отнести и антифрикционные твердосмазочные покрытия.

Они являются достаточно простым и эффективным способом обеспечить износостойкость и прочность металлических изделий, предотвратить их коррозию и разрушение под воздействием внешних агрессивных факторов.

Получение гальванического покрытия в домашних условиях

Для нанесения гальванических покрытий не обязательно обращаться в специализированные фирмы. Их можно получить и в домашних условиях, но при наличии знаний процесса электролиза, наличия необходимых материалов и оборудования.

Источником питания в данном случае может быть выпрямитель электрического тока, который оснащен регулятором выходного напряжения. В качестве гальванической ванны можно использовать любую пластиковую или стеклянную емкость. Но к ней есть несколько требований: она должна быть прочной, выдерживать температуры до +80 °C, вмещать обрабатываемую деталь и необходимое количество электролита.

При выборе анодов важно помнить, что их площадь должна быть больше, чем у покрываемой детали.

Для нагрева электролита до нужной температуры можно использовать небольшие электроплитки.

Единственная сложность при гальванизации в домашних условиях – это приобретение химических компонентов для электролита. Организации, занимающиеся производством и продажей таких компонентов, требуют от покупателей соответствующие разрешительные документы.

Для создания декоративных покрытий в свободном доступе можно приобрести специальные для таких целей вещества.

Хранить реактивы и готовую смесь следует в стеклянной посуде с притертыми крышками.

Выполнять работы рекомендуется в нежилых помещениях: гараже, мастерской и т.п. При этом потребуется заземлить оборудование и обеспечить вентиляцию.

Возврат к списку