Производственная компания по химической и гальванической обработке металла

Меднение стали

Меднение стали.

Гальваностегия (нанесения гальванических покрытий )- это электрохимическое осаждение металлических осадков на изделия. 

Меднение
 
Гальваническое меднение металла в медно-сульфатной ванне.

Источник тока посылает электричество через электролитическую ванну. На положительном полюсе ( аноде ) находится металл, который необходимо нанести (например, медь), на отрицательном полюсе ( катоде ) стальные изделия, которые должны быть покрыты. Электрический ток растворяет ионы металлов из расходуемого электрода и накапливает их путем восстановления на деталях. Таким образом, покрываемый объект равномерно покрыт со всех сторон медью. Чем дольше объект находится в ванне и чем выше электрический ток, тем толще становится слой меди.

Гальванический процесс меднения стали

В целом, проводится различие между декоративным и функциональным гальваническим покрытием. Первый в основном используется для украшения объектов и должен обладать определенными минимальными техническими свойствами для этой цели. 

Функциональные гальванические  покрытия используются для защиты от коррозии, защиты от износа, для улучшения электрической проводимости и уменьшения сил трения . Примеры включают гальванизации винтов, покрытие деталей машин с твердым хромом, производство металла, как правило, никель – или платиной-содержащими катализаторы для химической промышленности или топливных элементов, также позолота и серебрение электрических контактов. 

Гальваника на практике

Гальванические линии обычно представляют собой очень длинный ряд ванн, в которых последовательно выполняются различные технологические этапы. Современные системы более или менее управляются автоматически. 

В настоящее время все обычные материалы, а также большинство известных пластиков могут быть покрыты. В особенности в автомобильной промышленности высокое качество и требования производителей заставляют наносить до четырех различных никелевых слоев, для достижения оптимальной прочности, функциональности и внешнего вида.

Блеск

Качество заготовки часто определяется глянцем . Блеск металлических слоев не может быть легко определен с помощью физических методов измерения (коэффициент отражения). Так называемое физиологическое впечатление от блеска металлического слоя может значительно отличаться от определенного физического свойства. Особенно в декоративных слоях, это имеет большое значение. Для высокого блеска в различных процессах используются специальные блескообразователи. 

Металлические покрытия могут придать объектам блестящий и впечатляющий внешний вид. Так столовые приборы, состоящие из дешевого металла, покрываются более дорогим металлом. Например, чтобы покрыть серебром ложку, она сначала очищается, а затем подключается к отрицательному полюсу источника напряжения. Ложка- катод. Анод- это серебряный стержень. Оба электрода погружены в раствор нитрата серебра. Положительно заряженные ионы серебра притягиваются к катоду, ложке. Там они поглощают электроны с катода, тем самым разряжаются и оседают в виде атомов серебра на катоде. Таким образом, ложка никеля покрыта тонким слоем серебра. 

Нивелирование

Если базовый материал шероховатый, поверхность можно выровнять, выбрав подходящий гальванический процесс. 

Повышение твердости

Используя хром, поверхность стальной заготовки может быть закалена . Устойчивость к истиранию и свойства скольжения значительно улучшаются. Типичные области применения – поршни гидравлического или пневматического цилиндра.

В электрохимическом процессе основные материалы подвергаются воздействию электрического поля. Поскольку электрическое поле не оседает равномерно, но в точках или концах с острыми краями возникают более высокие напряженности поля, в этих точках происходит повышенное осаждение и, следовательно, большая толщина слоя.

Кислотные процессы обычно показывают гораздо менее равномерное распределение толщины слоя, чем щелочные процессы. Пример: трубка из оцинкованного железа диаметром 20 и длиной 100 мм будет иметь до 20 мкм посередине на концах при толщине слоя 8 мкм . 

Гальваническая инженерия

Заготовка спроектирована так, чтобы быть гальванически совместимой с учетом определенных принципов, которые способствуют планируемому процессу нанесения покрытия и позволяют избежать потенциальных проблем.

  • Сквозные отверстия лучше, чем глухие. В зависимости от диаметра и глубины последние могут затруднить или предотвратить проникновение и утечку технологических жидкостей (пузырьков воздуха). Задержка утечки жидкости из глухих отверстий усложняет процессы промывки и может привести к последующей коррозии.
  • Закругленные контуры более равномерны, чем внешние и внутренние углы с острыми кромками: увеличенное расстояние на острых внешних кромках. Снижение или отсутствие осаждения при острых внутренних углах.
  • Непрерывный V-образный шов лучше, чем шов или точечно-сварное соединение: если две поверхности не сварены плотно, жидкости «удерживаются» в зазоре капиллярным действием. Слой разрушается во время сушки этими жидкостями. 
  • Если заготовка слишком мала и отверстия слишком малы, в заготовке не может быть создано электрическое поле. В этой области эффективны только химические процессы. В электрохимическом процессе глубина проникновения обычно приравнивается к отверстию, т.е. час для трубки с внутренним диаметром 2 см покрытие достигается на глубину 2 см в трубу.
  • Выбор материала: Высокоуглеродистые стали могут ухудшить адгезию слоя. Для высокопрочной стали существует риск растрескивания. 

Дизайн и выбор материала имеют большое влияние на последующий процесс нанесения покрытия с точки зрения потенциальных проблем и экономики. По этой причине, подход к гальваническим покрытиям должен быть выбран с самого начала для новых конструкций.

История

Гальваника названа в честь физика Луиджи Гальвани , первооткрывателя гальванического процесса. Иногда утверждают, что золочение предметов было известно еще в древние времена с помощью гальванических методов. Для этого, по мнению некоторых ученых, служила так называемая «батарея Багдада», глиняный горшок в форме бутылки с медным цилиндром, один из которых был изолирован битумным железным стержнем внутри, который был найден в 1936 году в Багдаде.

Обеспечение качества

Обеспечение качества занимает очень высокое место в гальванической промышленности. Он включает в себя постоянный анализ параметров ванны, таких как содержание кислоты и металла, контроль внешнего вида и цвета слоев, измерение толщины рентгеновского флуоресцентного покрытия, ультразвук, вихретоковые методы и методы зачистки. Также анализ сырья.

Кроме того, можно проверить следующее: шероховатость поверхности , твердость , прочность сцепления и пластичность слоя, поверхностные дефекты (например, поры, трещины) и испытание на коррозионную стойкость с помощью теста с солевым туманом.

Электрохимические свойства электролитов можно оценить с помощью практических испытаний (например, ячейка Хулла ) или сравнительных измерений ( ячейка Харинг-Блюма или циклическая вольтамперометрия ).

Другие важные аспекты гальваники включают очистку сточных вод и связанную с этим защиту окружающей среды, инструкции по обращению с опасными химическими веществами и работу в лаборатории. Толщина получаемого металлического покрытия варьируется в зависимости от применения: декоративные слои (например, золото или светлый хром) часто имеют толщину слоев менее 1  микрона, тогда как функциональные слои значительно толще (цинк или никель в качестве защиты от коррозии около 10 мкм, твердый хром или никель в качестве механически функциональные слои (например, в гидроцилиндрах) обычно 100-500 мкм).