Галванизација метала: типови, методе, опис процеса

Галванизирани премаз је хемијска метода наношење металног филма за заштиту производа и давање додатних карактеристика: отпорност на корозију, тврдоћу, отпорност на хабање, декоративност итд. Сваки метални производ треба додатну заштиту, чак и алуминијумски делови су обложени галванском изолацијом.

Принцип

Схема по којој се метална обрада остварује прилично је једноставна. Укључује производ на који се наноси заштитни премаз, посуда са раствором електролита у којој се производ ставља. Трећи учесник у процесу је метална плоча на коју се примјењује позитивна струја, она дјелује као анода, производ стављен у отопину постаје катода, гдје се примјењује негативни набој.

Када је електрични круг затворен, метал аноде (плоче) се раствара у електролиту и под дејством струје јури према негативно наелектрисаном производу (катоди), стварајући тако дуготрајан премаз. Електролит је водљиви раствор за померање метала од аноде до катоде. Величина резервоара (каде) са електролитом је различита, у зависности од производних проблема.

Производи великих димензија стављају се на суспензије кроз које пролази негативни набој, дизајн се држи на тежини обим купатила. Мали производи добијају галванизиране превлаке у купкама типа бубањ, гдје се велики број производа истовремено галванизира. У том случају, на бубањ се наноси негативан набој, који се ротира у резервоару са електролитом, где је анода намотана.

Постоје купатила за звоно, где се галвански премаз истовремено примењује на велики број веома малих делова, као што је хардвер. Производи се уливају у резервоар, композиција електролита се сипа, а анода се инсталира. Купкама се даје лагана ротација, током које се производи равномерно прекривају заштитним металом.

Метходс

Галванска метода премазивања производа омогућава стварање трајног заштитног премаза на металима, изолацију делова од корозивних ефеката радног окружења. Изолација може бити направљена од разних метала, примена се врши анодним и катодним прскањем.

Облагање катоде је карактеристично по томе што се код најмањег нарушавања интегритета нанетог слоја, метал испод њега уништава интензивније, што је олакшано самом технологијом превлачења. Пример брзе ерозије су производи од кованог метала, где је изолациони слој коситар.

Анодна галванизација има друге карактеристике. Када дође до опасности од корозије, галванска изолација је изложена уништењу, метал остаје недирнут дуго времена. Анодизовани производи су добро заштићени од корозивних средина, механичких оштећења. Најчешћи тип изолације је галванизација. Метода вам омогућава да сачувате све карактеристике прерађеног производа, његов изглед, облик и величину.

Циљеви

Галванизација се дијели у неколико типова овисно о намјени производа:

• Заштитна и декоративна. Сврха примене је да се добију високе естетске карактеристике и заштите производи од штетних фактора.
• Протецтиве. Изоловати металне делове од дејства корозивних средстава, механичких оштећења.
• Специал пурпосе. Галванизација се примењује како би се добила нова својства - повећана отпорност на хабање, повећане карактеристике тврдоће и магнетна, електрична изолациона својства готовог производа. У неким случајевима, галванизација се користи за обнављање првобитног изгледа производа или након дуже употребе.

Врсте премаза

Метод галванске облоге се примењује наношењем различитих метала на производ, сваки од њих има своје карактеристике и циљеве у даљем раду дела или објекта:

• Сребро - повећава естетску вредност, штити од корозије, побољшава рефлектујуће, проводне карактеристике. Врста примене је тражена у производњи статичких релеја, контактора, електромагнетних релеја, електромагнетних актуатора, микроконтролера и других електронских производа.
• Никлање је најтраженија оплата производа од челика, бакра и алуминијума. Слој никла поуздано штити производе или делове машина од рђе, која се формира под утицајем спољашњег окружења, као и од врста корозије која је последица контаминације агресивним срединама радне средине - алкалија, киселина, соли. Никловани производи показују високу отпорност на тешка механичка оштећења, абразију.
• Кромирање - повећава отпорност на хабање, тврдоћу анодизираних површина, омогућава побољшање изгледа, враћање оштећених делова на првобитне параметре. У зависности од промена у технолошком режиму добијају се галванизација са различитим параметрима и својствима - сиви мат (повећање тврдоће, али ниска отпорност на хабање), брилијант (висока отпорност на хабање, тврдоћа), млечна пластика (естетика, висок степен антикорозивне заштите, ниска тврдоћа), поцинковање - Антикорозивни третман чврстих челичних лимова, ауто делова, грађевинских и завршних материјала.

• Позлаћивање - користи се у накиту, електроници и другим индустријама. Слој злата даје детаљима високе рефлективне особине, естетику, заштиту од корозије, повећава проводне особине.
• Бакар се често користи за премазивање метала ради заштите од корозије, бакар побољшава својства проводљивости, метал са таквим премазом се често користи за производњу електричних проводника који се користе на отвореном.
• Месинг - користи се за заштиту челика, алуминија и легура од оштећења од корозије. Слој од месинга обезбеђује неопходну адхезију металних делова са гумом.
• Родиј је специјални премаз који се наноси како би се постигла висока отпорност на делове у хемијским корозивним срединама, да би се обезбедила додатна механичка отпорност на хабање. Такође, родијум даје декоративност производа, штити предмете од сребра од оксидације, тупости.

Регулација квалитета и технолошких процеса галванизације врши се по ГОСТ 9.301-78.

Припремна фаза

Галванизација је процес на више нивоа који се реализује у три главне фазе (припрема, премазивање, завршна обрада готовог производа).

Припрема површине за даљу галванизацију је најдужа и кључна фаза целог процеса. Квалитет добијеног заштитног премаза зависи од тачности и адекватности његове примене. У присуству најмањих трагова масти и оксидног филма на површини метала, добијање једноличног континуираног заштитног филма неће бити могуће - премаз неће моћи да продре у слојеве основног метала, могу настати мјехурићи, пукотине итд.

Дефекти могу настати на мјестима гдје постоје неравнине, неправилности на површинама, на мјестима слабо полираних спојева, мјеста која нису довољно прашина. Галванизација захтева ниску површинску храпавост, темељно чишћење након полирања и обавезну обраду средствима за одмашћивање.

Типови обраде делова

Машинска обрада и постизање савршене глаткоће металних дијелова постижу се код куће мљевењем површине брусним папиром и другим абразивним средствима, пјескарењем, кемијским и аутоматским методама постизања резултата у индустријским размјерима. У припремној фази врши се изолација дијелова или појединачних мјеста која нису предмет галванизације.

У зависности од врсте метала, врше се различити препарати. Пре поцинковања или очвршћавања, површина заштићеног дела је одмашћена и укисељена. Кромирање и никловање претходи механичком брушењу, одмашћивању и уклањању оксидног филма. Одмашћивање се врши у двије фазе - почетни рад и потпуно одмашћивање.

Пред-делови се перу растварачима - белим алкохолом, бензином, посебним органским смешама, итд. Завршна обрада се врши алкалним растворима или електрокемијским поступком. Након тога, делови се оперу врућом водом, активирају и нарежу метал лагано да би се уклонили најмањи оксидни слојеви, што побољшава адхезију површине дела са галванизованим премазом метала.

Како се процес проводи

Одлагање заштитног слоја метала на производе врши се специјалном опремом. Разлике у примјени типова галванизације одражавају се у рецептури кориштеног електролита.

Галвански поступак облагања метала и других материјала је следећи:

• Електричне каде су напуњене електролитичким раствором. Они стављају аноде и обрађене производе. Величина и изглед каде зависи од величине делова који захтевају премазивање.
• Уређај за грејање доводи температуру електролитичке композиције до жељене технолошки прихватљиве вредности.
• Струја се доводи до структуре из извора опремљеног регулатором напона.
• Процес галванизације траје одређено време, његова вредност се одређује величином дела, постизањем жељене дебљине заштитног слоја.

Процесс феатурес

У неким случајевима, са поступком галванизације премаза, радни комади су обешени на катодну шипку која се налази у купатилу, а металне плоче се постављају на анодну шипку која покрива производе. Да би се добиле одређене карактеристике превлаке, у електролит се могу увести соли метала, органска једињења, светла средства, итд.

Да би се убрзао процес преноса метала, електролит се меша, што омогућава употребу велике густине струје. Обртање правца струје обезбеђује глатку површину.

Тачно време галванског процеса облагања успоставља се емпиријски - наношењем заштитног слоја на део, мерењем дебљине резултујућег слоја за одређени временски период у датим условима технолошког процеса. У фази монтаже, посебна пажња се посвећује дебљини слоја у шупљинама и шупљинама третираног експерименталног дијела.

Дебљина слоја

Дебљина галванизованог премаза одређује се према подацима о просјечној дебљини нанетог слоја, у зависности од услова у којима ће се део користити. Они су подељени у групе:

• Светлосни услови (ЛС) - делови се користе у затвореним загрејаним просторијама са релативно сувом атмосфером, или ће се производ користити кратко време у окружењу где нема активних корозивних агенаса. Дебљина једнослојне превлаке је око 7 микрона, вишеслојна - 15 микрона.
• Средњи услови (ЦЦ) - делови ће се користити у срединама са средњом влажношћу, загађењем, малим количинама горива, индустријским емисијама или испаравањем морске воде. Дебљина једнослојне превлаке је 15 микрона, вишеслојна - 30 микрона.
• Тешки услови (ЈС) - омогућавају рад делова у условима високе влажности, високог нивоа загађења индустријским гасовима, отпадом од горива, чврстим материјама, прашином. Дебљина једнослојне превлаке - 30 микрона, вишеслојна - 45.

Подаци о дебљини оплата дијелова у једном слоју садрже ГОСТ 2249-43. То укључује цинк премазе. Контролише вишеслојну оплату ГОСТ 3002-45 (никл премази). Дебљина слоја може се мијењати у складу са пројектним захтјевима или у случајевима када је израдак дизајниран за кратак вијек трајања. Животни вијек галванизације је до 5 година, за остале врсте премаза до 3 године.

Прерада готовог производа

Галванизација делова завршава се фазом додатне обраде. У овом процесу, имплементиране су следеће операције:

• Лигхтенинг.
• Бојење бојом и лаком.
• Пассиватион.
• Дехидрација.
• Зауљавање или полирање.
• Сребрење композиција против тамњења.

Посветљење и пасивација повећавају антикорозивна својства поцинкованих производа и кадмијумских премаза. Процес пасивације је урањање производа у посебан раствор, који на површини дела формира заштитни филм дебљине до 1 микрона.

Производи од челика, бакар са галванизованим премазом додатно се третирају уљем - уље се подмазује. То се ради како би се побољшале заштитне особине металних изолација и допринијело побољшању отпорности на корозију.

Контрола квалитета

Захтеви за квалитет галванске превлаке зависе од услова рада прерађеног производа. Да би се проценила апликација се користе такве врсте контроле :

• Вредновање изгледа дела визуелним прегледом, поређење са референтним узорцима (површинска обрада, боја, присуство или одсуство сјаја).
• Одређивање дебљине наноса и порозности врши се у лабораторијским условима (мерење).
• Отпорност на корозију према ТУ или ГОСТ (тест).
• Механичка, физичка стабилност (рефлективна својства, пластичност, отпорност на хабање, електрична и температурна отпорност, тврдоћа, итд.)

Бенефитс

Предности ове методе заштите металних производа су:

• Висока антикорозивна својства.
• Отпорност на механичка и физичка оштећења.
• Отпорност на агресивне средине природног и индустријског поријекла.
• Мала порозност премаза.
• Тврдоћа, отпорност на хабање.
• Могућност подешавања дебљине наношеног премаза током наношења.

Недостаци методе укључују високу потрошњу енергије, еколошке пријетње, високу цијену мјера чишћења.