Галванизација и њена примена
Галванизација — метода наношења метала на површину металних и неметалних производа помоћу електролиза… Након таквог таложења, површина производа добија велика отпорност на корозију, лепши изглед (декоративни премаз), понекад — већа тврдоћа, отпорност на хабање.
Ако је у овом случају производ прекривен веома танким (5—30 μм) слојем метала, који само у ретким случајевима (површинско очвршћавање) достиже десетине милиметра, онда се овај тип процеса назива галванским премазом.
Тренутно се галванизација широко користи (бакарна, никлована, хромирана, посребрена, позлаћена, кадмијумована, поцинкована, калајисана, оловна).
Позлаћење, посребрење, никловање и хромирање се углавном користе у декоративне сврхе, док ови премази истовремено повећавају отпорност на корозију.
Бакар се углавном користи као међуслој на производима од никла или хрома.Добра адхезија заштитног метала на материјал производа је веома важна за издржљивост премаза..Цикл и хром чврсто пријањају за челик, па се потоњи прво омекшава, а затим наноси слој никла или хрома. до бакра.
Пошто слој хрома у неким случајевима не штити од корозије, користи се и трослојни премаз (бакар-никл-хром). Покривање производа слојем никла или хрома штити површину од оксидације када се загреје на 480 — 500 ° Ц. Превлака цинка се широко користи за заштиту од корозије; у неким случајевима прибегавају кадмијумској обради.
Хромирање и никловање се такође користе за побољшање отпорности површина на хабање, као што су стереотипи у штампарској индустрији. Покривање стереотипа слојем никла, хрома или гвожђа може повећати његов радни век за 10 или више пута. У овим случајевима, дебљина нанесеног филма треба да буде већа (30-50 микрона или више).
Незаменљив услов за чврстоћу пријањања нанетог слоја на основни метал је чистоћа његове површине. Због тога се, пре електролизе, из производа пажљиво уклањају најмањи трагови прљавштине, оксида, масти. Да би се то урадило, обично се одмашћују у врућим растворима база или у органским растварачима - керозину, бензину.
За уклањање оксида и нечистоћа производи се урезују у сумпорну или хлороводоничну киселину, а за добијање глатких површина - брушењем и полирањем. Последња операција се понавља након наношења, ако је из декоративних разлога потребно добити сјајну површину, јер су производи за купатило обично мат.
Главни део електролита су соли примењеног метала.Поред тога, да би се побољшала проводљивост електролита, у њега се често уводе киселине или базе, које чине електролит киселим или алкалним. Приликом позлаћења и посребрења, а понекад и бакрања, у електролит се уносе једињења цијанида која обезбеђују боље приањање превлаке за основни метал.стипса.
По правилу, растворљиве аноде се користе у процесима галванизације у облику трака или металних шипки нанесених на катоду..В У овом случају, метал се преноси са аноде на катоду. Међутим, аноде направљене од метала или легуре које су нерастворљиве у датом електролиту се такође користе, на пример, у хромирању, направљене од олова или легуре олово-антимон.У овом случају се метал на производима одваја због електролит и со нанетог метала морају се систематски додавати у електролит.
Галванизација се врши у кадама направљеним од материјала који је хемијски отпоран на употребљени електролит. Велике каде су челичне, заварене, а за киселе растворе су изнутра изоловане гумом, ебонитом, винил пластиком или прекривене киселоотпорним и топлотно отпорним лаковима.
Радни предмети који се обрађују обично се монтирају на вешалице у кади. За процесе који се одвијају при малој густини струје (0,01 — 0,1 А / цм2), користе се стационарне купке са фиксним катодама.
При високим густинама струје (нпр. код хромирања) користе се континуалне купке, где се производи током процеса премазивања крећу са једне ивице купатила на другу. Такве купке су обично опремљене уређајима за мешање електролита са компримованим ваздухом и његово филтрирање.
При великом капацитету користе се аутоматске машине опремљене бројним купатилима, у којима се врши не само облагање самих производа, већ и њихова припрема површине (одмашћивање, нагризање и испирање). У таквим машинама производи, крећући се по степеницама хоризонтално и вертикално, сукцесивно пролазе кроз све каде.
За галванизацију, као и код свих електролитичких процеса, користи се једносмерна струја, обично ниског напона (6 - 24 В). Процес се регулише променом густине струје, вредност последње се мења у зависности од процеса од стотих и десетих делова А/дм2 код позлате и сребра до десетих делова А/цм2 код хромирања.
Како се густина струје повећава, количина депонованог метала по јединици времена се повећава, али када пређе одређену вредност (своју за сваки процес), квалитет превлаке се нагло погоршава. Поцинковане купке напајају ДЦ генератори или полупроводнички претварачи.
За већину процеса галванизације, струјна ефикасност је релативно висока (од 100 до 90%), за бројне процесе, на пример, позлату и неке врсте бакра, тренутна ефикасност се смањује на 70 - 60%. Само код хромирања је веома низак (12%), пошто се у овом процесу већина утрошене електричне енергије троши на споредне реакције.
Последњих година вршени су експерименти о употреби наизменичне струје у галванским процесима. Типично, наизменична компонента је постављена на једносмерну струју, при чему је амплитуда АЦ компоненте приближно 2 пута већа од једносмерне вредности.Употреба наизменичне струје у производњи премаза никла, бакра и цинка може побољшати њихов квалитет, посебно смањити контаминацију нанетог слоја нечистоћама.
У неким случајевима, бакарни премаз је могућ када се купатило напаја струјом од 50 Хз. Ово се објашњава делимичним исправљањем наизменичне струје од стране електрохемијске ћелије, због чега се у струји купатила појављује константна компонента.