Гальваническое покрытие — это покрытие, нанесенное на металлическое изделие методом электролиза для улучшения свойств и предания ему свойств металла, из которого невозможно (или дорого) сделать изделие. Оно был открыто в 19 веке, а точнее в 1838 году. Этот метод нанесения покрытий открыл российский физик Борис Якоби. Он заметил в ходе экспериментов, при прохождении через солевые или водные растворы металлы под воздействием электрического тока разделялись на разнозарядные ионы, которые в зависимости от заряда оседали на катоде или аноде.
По сути, это электрохимический процесс, в результате которого на изделии образуется тонкое металлическое покрытие в несколько микрон. Данное покрытие может носить как защитные, так и декоративные функции, либо одновременно и защитные, и декоративные. Цели гальванизации металла могут быть самыми различными. Наиболее распространённый
— нанесение покрытий для улучшения защитных качеств изделия. К примеру, цинкование изделий из черных металлов — для улучшение их антикоррозионных функция. Так же можно привести пример с хромированием деталей — для улучшения их защитных и декоративных функций.
Разберем гальванический процесс по подробнее.
Процесс гальванизации состоит из следующих этапов:
1. Подготовка заготовки.
Один из наиболее важных этапов гальванизации изделия. С поверхности заготовки удаляются жир, пыль и прочие загрязняющие элементы при помощи химического раствора. Кроме того, изделие должно иметь как можно меньшую шероховатость. Для этого, при помощи специальной пескоструйной машины либо в ручную с заготовки удаляются окалина, заусенцы, ранее нанесенные покрытия (например, краска). Если пренебречь этапом подготовки, то качество гальванирования будет низким. По статистике, около 70% брака обусловлено плохим качеством подготовки изделия
2. Подготовка электролита с необходимым составом.
Состав может быть разным в зависимости от материала заготовки и производственной задачи. В некоторых случаях, для выполнения поставленной задачи необходимо провести несколько процессов гальванирования и для этого каждый раз последовательно необходимо менять раствор электролита. При производственной необходимости, раствор электролита дополнительно подогревают при помощи нагревательного устройства.
3. Погружение.
В раствор опускаются два анода, соединённые с положительным контактом источника постоянного тока. Далее, в раствор погружается сама заготовка, подключенная к отрицательному контакту источника тока, и размещается между анодами. Через получившеюся электрическую цепь пропускают постоянный ток. Положительно заряженные частицы наносимого металла под воздействием тока начинают оседать на заготовке, которая в данной цепи является катодом, то есть отрицательно заряженной элементом. Плотность тока, который проходит через электролитический раствор, имеет большое значение. От его плотности зависит толщина гальванического покрытия, которая варьируется от 6 до 20 микрон.
4. Образование слоя из необходимого металла на заготовке.
Толщину слоя гальванического покрытия необходимо заранее обговаривать, так как от нее зависит как качество полученного изделия, так и стоимость работ по гальванике.
5. Промывка готового изделия и сушка горячим воздухом.
При гальванической обработке необходимо учитывать совместимость материалов. К примеру, есть определенные сложности при работе с алюминием и его сплавами, так как на них присутствует окисная пленка. Плотность тока, который проходит через электролитический раствор, имеет большое значение. От его плотности зависит толщина гальванического покрытия, которая варьируется от 6 до 20 микрон. Толщину слоя гальванического покрытия необходимо заранее обговаривать, так как от нее зависит как качество полученного изделия, так и стоимость работ по гальванике.
Сферы применения гальваники
С необходимостью нанесении гальванических покрытий сталкиваются во многих сферах:
— Строительство:
Прокрываются цинком металлоизделия, металлические конструкции и крепёж. Также, в качестве декоративных покрытий применяется: хромирование, латунирование, меднение и другие покрытия из цветных металлов.
— Машиностроение:
В данной сфере гальваника применяется наиболее полно и является неотъемлемой частью отрасли. Основными нашими заказчиками услуги гальваники являются различные конструкторские бюро, опытные заводы, механические заводы и небольшие цеха занимающиеся мех. обработкой. Покрываем часто для них: метизы, различные узлы, агрегаты, корпуса, зубчатые колеса, оси и прочие детали. Часто эти организации запрашивают покрыть их изделия: цинком, кадмием, хромом, никелем, анодированием, воронением, фосфатированием и др.
— Радиотехника и Электроника:
Радиодетали часто порываются покрытиями для улучшения электропроводимости: сребрение, золочение, меднение и другие, а также для защиты от внешних радиоэлектронных воздействий. Покрываются различные контакты, лепестки, штырьки для печатных плат для улучшения паяемости такими покрытиями: олово-висмут, Гор.ПОС, олово-свинец, и другие припои.
— Авиастроение и ракетостроение:
Авиационная отрасль самая консервативная в плане использования проверенных материалов и покрытий. Часто запрашиваемые покрытия авиационными заводами являются анодирование и такое редкое и дорогое покрытие, как кадмирование с хроматированием или с фосфатированием. Покрытие анодирование запрашивают в связи с тем, что в авиации часто используются изделия из дюралюминиевых сплавов и титана. А кадмирование запрашивают благодаря своей повышенной стойкости к коррозии в агрессивных средах. Другие покрытия тоже запрашиваются, но в меньшей степени.
— Изготовление ювелирных украшений:
При изготовлении украшений из драгоценных металлов часто возникает проблема с стоимостью изделия или физическими свойствами украшения. Тут на помощь приходит гальваника. Изготовить изделие из недорогих металлов с повышенными физическими свойствами, (таких как: медь, латунь, бронза, сталь) на много дешевле и проще, и после этого покрыть их золотом или серебром методом гальванизации. Украшение после покрытия выглядит красиво и сохраняют свои свойства при соприкосновении с кожей человека. Кроме украшений, гальваника пользуется огромным успехом в изготовлении сувениров, церковных икон, монет, жетонов, значков и других изделий, где важен внешний вид и где необходимо подчеркнуть ценность изделия.
— Изготовление посуды:
Многие сталкивались с оцинкованной посудой и предметами хозяйственной утвари. Оцинковка является наиболее дешевым и безопасным способом для защиты от воздействия влаги металлических изделий в хозяйстве. Серебро также часто используется в качестве декоративного слоя. Серебром покрывают столовые приборы и прочие предметы сервировки стола.
— Крепеж:
Крепежные изделия и прочие метизы — это самый универсальный вид металлоизделий, который используется во всех сферах производства. В зависимости от металла, из которого изготовлен крепеж и области применения используются все виды покрытий. Наиболее распространенным гальваническим покрытием является оцинковка (обозначение на крепеже 013, 016, 019, 0112). Болты, гайки, шайбы, винты, шпильки, штифты, кольца и прочие метизы прослужат на много дольше с правильно подобранным покрытием.
— Нефтегазовая отрасль:
При возведения нефтяных морских платформ используется кадмированный крепеж и кадмируются прочие изделия опорных конструкций и агрегатов для функционирование работы на платформе. Помимо платформ, кадмирование запрашивают при строительстве нефтяных и газовых трубопроводов.
— и многие другие отрасли экономики.
Виды гальванических покрытий:
— Хромирование
| Обозначение в чертежах: | Хр, Хр.тв, Хр.мол, Хр.черн, Cr. |
| Цвет: | Серебристый, серый, белый, черный |
| Свойства: | Защитные, увеличение твердости поверхности, блеск |
| Особенности: | Слабая проникающая способность покрытия. Для покрытия больших деталей необходимо устанавливать дополнительные аноды. |
Электролитическое насыщение поверхности металлоизделий хромом(Х.тв9). При гальванизации поверхности хромом, деталь становится более износоустойчивой и более защищенной от коррозии. Хром придает деталям особый блеск, поэтому его часто используют в декоративных целях.
— Цинкование
| Обозначение в чертежах: | Ц, Ц.хр, Ц.фос, Ц.бцв, Ц.черн, Zn |
| Цвет: | Серебристый, золотистый, голубой, радужный, черный |
| Свойства: | Защита от коррозии, внешний вид |
| Особенности: | Самый распространенный и дешевый метод защиты от коррозии металла |
На сегодняшний день цинкование является самым распространённым и дешевым видом защитного покрытия от коррозии металла и металлических изделий. Особо широко применяется для защиты крепежа.
— Меднение
| Обозначение в чертежах: | М, Cu |
| Цвет: | Розовый |
| Свойства: | Электропроводимость, пластичность, искропоглащение |
| Особенности: | Часто покрывается с подслоем никеля, очень быстро окисляется |
Медные покрытия обладают высокой пластичностью, электропроводностью и сцеплением с другими металлами. Медное покрытие может использоваться как отдельно так и подслоем для нанесения других гальванических покрытий. Меднение широко применяется и в декоративных изделиях.
— Кадмирование
| Обозначение в чертежах: | Кд, Кд.хр, Кд.фос, Кд.фос.окс.прм |
| Цвет: | Золотистый, радужный, хаки, серый, темно-серый |
| Свойства: | Защита от коррозии в морском климате и в тропиках |
| Особенности: | Вредное производство, значительно лучше защищает от коррозии, чем цинк |
Это электролитическая процедура нанесения кадмиевых покрытий на поверхность металлических изделий с целью защитить от коррозии. Кадмирование цианистое наносится на высокоуглеродистые, инструментальные и нержавеющие стали, а кадмирование хлористо-аммонийное наносят на высокопрочные стали. Для увеличения защитных свойств кадмиевого покрытия осуществляется дополнительная обработка хроматирования (с хроматной пассивацией). В отличии от цинкового покрытия, кадмий наносится на детали, используемые в более агрессивной среде, в следующих отраслях: авиации, кораблестроении, ВПК. Кадмий более устойчив к воздействию кислот и солей, отлично подходит для деталей и крепежа, используемых в морской воде и в тропическом климате.
— Анодирование
| Обозначение в чертежах: | Ан.окс.хр, Ан.окс.нхр, Ан.окс.кр, Ан.окс.бцв, Ан.окс.черн. |
| Цвет: | Цвет зависит от красителя. Зеленый, черный, красный, серый |
| Свойства: | Защита от коррозии, придает товарный вид, цвет |
| Особенности: | Покрываются дюралевые и титановые сплавы |
Нанесения оксидной пленки на сплавы алюминия и титана. Оксидные пленки, которые образуются при этом процессе, имеют толщину от 5 до 25 мкм и надёжно защищает изделие от коррозии. Данную процедуру так-же можно применять в декоративных целях. Качество анодирование можно проверить следующим образом: по детали, на которую нанесли защитное покрытие (анодирование) нужно провести черту химическим карандашом. Если черта от карандаша не смоется проточной водой, то покрытие нанесено правильно.
— Электрополировка
| Обозначение в чертежах: | Э.П. |
| Цвет: | Бесцветный |
| Свойства: | Блеск, товарный вид |
| Особенности: | Только нержавеющие стали(пример: 12Х18Н10Т) |
Применяется для увеличения стойкости режущего инструмента. Этим процессом производятся его заточка, направка и доводка. Производится в холодной или горячей смеси сильных кислот таких как: ортофосфорная, серная, хромовая. Электрополировкой невозможно полностью заменить механическую обработку, но при их совмещении можно не только получить необходимое качество обработки, но и значительно снизить затраты на полировку. Основным преимуществом данного метода является обработка сложных поверхностей: внутренних поверхностей деталей цилиндрических форм. Однако, сопротивление усталости повышается непосредственно за счет механической обработки, а электрополировка, в свою очередь наоборот, снижает за счет снижения поверхностного напряжения.
— Никелирование
| Обозначение в чертежах: | Н, Ni |
| Цвет: | Серебристый, серый |
| Свойства: | Блеск, товарный вид, служит в качестве подслоя для других покрытий |
| Особенности: | Относительно высокая стоимость услуги |
Никелевое покрытие защищает медные, алюминиевые и стальные изделия от коррозии и воздействия агрессивной среды: кислоты, соли и высокие температуры. Изделия покрытые никелем имеют характерный декоративный блеск, что придает изделию завершенный вид.
— Фосфатирование
| Обозначение в чертежах: | Фос.окс. Хим.фос.прм, Фос.окс.прм, Хим.фос.п |
| Цвет: | Серый |
| Свойства: | Защита от коррозии |
| Особенности: | Часто покрывается поверх цинка и кадмия |
Улучшает износостойкость, защищает от коррозии и повышает твердость изделия.
— Химникель
| Обозначение в чертежах: | Хим.Н |
| Цвет: | Серый, серебристый |
| Свойства: | Защита от коррозии, блеск, товарный вид, служит в качестве подслоя для других покрытий |
| Особенности: | Хорошая проникающая способность, можно покрыть детали сложной геометрии |
Нанесения тонкого слоя никелевой оксидной пленки для защиты от кислот и щелочей. Также никель придает изделиям блеск и антикоррозионные свойства.
— Химическое оксидирование с промасливанием (Хим.Окс.Прм)
| Обозначение в чертежах: | Хим.Окс.прм, Окс.прм, Хим.Окс.п, Воронение, чернение |
| Цвет: | Черный, темно-серый, серый |
| Свойства: | Защита от коррозии |
| Особенности: | Покрывается пленкой до 3 микрон |
Воронение(Хим.окс.прм) придает металлоизделиям красивый внешний вид серого, темно-серого или черного цвета. Хим.Окс.Прм. простой и практичный способ продлить срок службы деталей и крепежа.
— Химическое пассирование (Хим.Пас)
| Обозначение в чертежах: | Хим.Пас |
| Цвет: | бесцветный |
| Свойства: | Защита от коррозии |
| Особенности: | Покрываем только нержавейку и латунь |
Данная обработка наносится на нержавеющую сталь и латунные изделия для защиты металлов от агрессивных сред.
— Олово-Висмут (О-Ви)
| Обозначение в чертежах: | О-Ви, |
| Цвет: | Серый |
| Свойства: | Припой для пайки, электропроводимость |
| Особенности: | Быстрая утрата свойств паяемости |
Характеризуется хорошей пайкой и сохраняет эти свойства на протяжении длительного промежутка времени без дополнительного оплавления и применении кислотных флюсов при долгом хранении. Именно сочетание олово-висмут позволяет значительно снизить риск образования нитевидных кристаллов. Помимо перечисленных свойств, покрытие олово-висмут придает детали хорошую свариваемость, как между деталями с таким же сплавом, так и с деталями других сплавов. Детали, покрытые олово-висмутом хорошо поддаются пластическим деформациям, поэтому их можно подвергать штамповке, резке, прессовке и т.п.
— Золочение/Серебрение
| Обозначение в чертежах: | З, Зл, С, Ср, Au, Ag |
| Цвет: | Золотой, серебряный |
| Свойства: | Защита от коррозии, улучшает электропроводимость, внешний вид |
| Особенности: | Драгметаллы, высокая стоимость |
В основном, применяется в ювелирном деле, радиоэлектронике и электротехнике. Придает изделию отражающие свойства, усиливают токопроводимость, повышают твердость и защищают от некоторых агрессивных сред. А так же презентабельный вид.
— Латунирование
| Обозначение в чертежах: | Л, Лат |
| Цвет: | Золотистый, желтый |
| Свойства: | Электропроводимость, пластичность, внешний вид |
| Особенности: | Придает красивый внешний вид изделиям. |
Защищает металлы от коррозии, а так же улучшают адгезию для металлических деталей с резиновыми частями.
— Платинирование
| Обозначение в чертежах: | Пл |
| Цвет: | Серый, Серебристый |
| Свойства: | Защита от коррозии, улучшает электропроводимость, внешний вид |
| Особенности: | Драгметаллы, высокая стоимость |
Наносится для улучшения и постоянства контактной проводимости, а также для износостойкости и коррозийной стойкости. Покрытые платиной изделия кроме перечисленного улучшают отражательные способности.
На этом аккаунте инстаграм можно посмотреть фото наших работ и задать вопросы.