La galvanització i la seva aplicació

Galvanització: un mètode per dipositar metalls a la superfície de metalls i productes no metàl·lics electròlisi… Després d'aquesta deposició, la superfície del producte adquireix gran resistència a la corrosió, aspecte més bonic (revestiment decoratiu), de vegades — major duresa, resistència al desgast.

Si en aquest cas el producte està cobert amb una capa de metall molt prima (5-30 μm), només en casos rars (enduriment superficial) que arriba a dècimes de mil·límetre, aquest tipus de procés s'anomena recobriment galvànic.

Actualment, la galvanoplastia s'utilitza àmpliament (revestiment de coure, niquelat, cromat, platejat, daurat, cadmi, zincat, estanyat, plom).

El xapat daurat, platejat, niquelat i cromat s'utilitzen principalment amb finalitats decoratives, mentre que, al mateix temps, aquests recobriments augmenten la resistència a la corrosió.

El coure s'utilitza principalment com a capa intermedia en productes d'acer de níquel o crom.La bona adhesió del metall protector al material del producte és molt important per a la durabilitat dels recobriments. El zickel i el crom s'adhereixen fortament a l'acer, per tant, primer s'estova, i després s'aplica una capa de níquel o crom. al coure.

Com que la capa de crom en alguns casos no protegeix contra la corrosió, també s'utilitza un recobriment de tres capes (coure-níquel-crom). Cobrir els productes amb una capa de níquel o crom protegeix la superfície de l'oxidació quan s'escalfa a 480 - 500 ° C. El recobriment de zinc s'utilitza àmpliament per a la protecció contra la corrosió; en alguns casos recorren al revestiment de cadmi.

El cromat i el níquel també s'utilitzen per millorar la resistència al desgast de les superfícies, com ara els estereotips a la indústria de la impressió. Cobrir un estereotip amb una capa de níquel, crom o ferro pot augmentar la seva vida útil 10 vegades o més. En aquests casos, el gruix de la pel·lícula aplicada hauria de ser més gran (30-50 micres o més).

Una condició insubstituïble per a la força d'adhesió de la capa aplicada al metall base és la neteja de la superfície d'aquest últim. Per tant, abans de l'electròlisi, s'eliminen acuradament les restes més petites de brutícia, òxids i greixos dels productes. Per fer-ho, normalment es desengreixen en solucions calentes de bases o en dissolvents orgànics: querosè, gasolina.

Per eliminar òxids i impureses, els productes es gravan en àcid sulfúric o clorhídric, i per obtenir superfícies llises - per mòlta i poliment. L'última operació es repeteix després de l'aplicació, si per motius decoratius cal obtenir una superfície brillant, ja que els productes de bany solen ser mats.

La part principal de l'electròlit són les sals del metall aplicat.A més, per millorar la conductivitat de l'electròlit, sovint s'hi introdueixen àcids o bases, que fan que l'electròlit sigui àcid o alcalí. Durant el daurat i el platejat, i de vegades amb el coure, s'introdueixen compostos de cianur a l'electròlit, que proporciona una millor adherència del recobriment al metall base.alum.

Per regla general, els ànodes solubles s'utilitzen en processos de galvanoplastia en forma de tires o barres de metall aplicades al càtode..V En aquest cas, el metall es transfereix de l'ànode al càtode. No obstant això, també s'utilitzen ànodes fets d'un metall o aliatge que són insolubles en un electròlit determinat, per exemple, en el cromat, de plom o aliatge plom-antimoni, en aquest cas, el metall es separa sobre els productes a causa de la L'electròlit i la sal del metall aplicat s'han d'afegir sistemàticament a l'electròlit.

La galvanització es realitza en banys fets d'un material químicament resistent a l'electròlit utilitzat. Les grans tines estan fetes d'acer, soldades, i per a solucions àcides s'aïllen des de l'interior amb cautxú, ebonita, plàstic vinílic o recobertes amb vernissos resistents a l'àcid i a la calor.

Les peces a processar solen muntar-se sobre penjadors a la banyera. Per als processos que tenen lloc amb una densitat de corrent baixa (0,01 - 0,1 A / cm2), s'utilitzen banys estacionaris amb càtodes fixos.

A altes densitats de corrent (per exemple, en el cromat) s'utilitzen banys continus, on els productes durant el procés de recobriment es mouen d'una vora a l'altra del bany. Aquests banys solen estar equipats amb dispositius per barrejar l'electròlit amb aire comprimit i filtrar-lo.

A gran capacitat, s'utilitzen màquines automàtiques equipades amb una sèrie de banys, en les quals no només es realitza el recobriment dels mateixos productes, sinó també la seva preparació superficial (desgreixatge, gravat i esbandida). En aquestes màquines, els productes, desplaçant-se per graons horitzontalment i verticalment, passen successivament per totes les tines.

La galvanoplastia, com amb tots els processos electrolítics, utilitza corrent continu, normalment de baixa tensió (6 - 24 V). El procés es regula canviant la densitat de corrent, el valor d'aquesta última varia en funció del procés des de centèsimes i dècimes d'A/dm2 en daurat i plata fins a dècimes d'A/cm2 en cromat.

A mesura que augmenta la densitat de corrent, augmenta la quantitat de metall dipositat per unitat de temps, però quan supera un determinat valor (propi per a cada procés), la qualitat del recobriment es deteriora bruscament. Els banys galvanitzats són alimentats per generadors de corrent continu o convertidors de semiconductors.

Per a la majoria dels processos de galvanoplastia, l'eficiència actual és relativament alta (del 100 al 90%), per a diversos processos, per exemple, el daurat i alguns tipus de recobriment de coure, l'eficiència actual disminueix al 70-60%. Només amb el cromat és molt baix (12%), ja que en aquest procés la major part de l'electricitat consumida es gasta en reaccions secundaries.

En els darrers anys s'han dut a terme experiments sobre l'ús del corrent altern en processos galvànics. Normalment, un component de CA se superposa a un corrent de CC, amb l'amplitud del component de CA aproximadament 2 vegades el valor de CC.L'ús de corrent altern en la producció de recobriments de níquel, coure i zinc pot millorar la seva qualitat, en particular, reduir la contaminació de la capa aplicada amb impureses.

En alguns casos, un recobriment de coure és possible quan el bany es subministra amb un corrent de 50 Hz. Això s'explica per la rectificació parcial del corrent altern per part d'una pila electroquímica, a causa de la qual apareix un component constant en el corrent del bany.