Химическая гальваника: Гальваника, химическая металлизация в домашних условиях

Технология гальваники — процесс гальванического покрытия: методы

• Главная

  »

• Гальваника и гальваническое покрытие:…
  »

Содержание статьи:

1. Назначение гальванического метода
2. Суть технологического процесса
3. Гальванический метод
4. Предварительный осмотр детали
5. Подготовка электролита
6. Технология присоединения электродов
7. Гальванический процесс
8. Стадии процесса гальваники
9. Гальванические технологии
10. Самостоятельный гальванический процесс
11. Оценка результата

Гальваника появилась несколько веков назад как альтернатива дорогим материалам. А также как способ получить свойства конкретного металла, если из него невозможно сделать изделие с хорошими механическими свойствами.

Гальваническое покрытие– это нанесенный химическим или электрохимическим способом слой металла или неметалла.

Понятие «гальваника» обозначает способ обработки, сам процесс этой обработки и строгую последовательность действий, приводящую к результату.

Весь выше обозначенный процесс обработки, а именно гальванику можно осуществить с приложением электрического тока, но существуют случаи, когда он возможен без приложения электрического поля.

Гальванический метод обработки металлических поверхностей активно применяют сегодня в различных отраслях производства. Таким способом можно наносить на детали и целые изделия тончайший слой декоративного или защитного гальванического покрытия. Подобные технологии активно применяются научно-производственным предприятием «6 микрон» в Москве.ООО «6 микрон» — это научно-производственная компания, работающая в области гальваники (электрохимического и химического нанесения металлов).Гальваника – раздел электрохимии, который изучает процессы осаждения металлов на определенной поверхности. Так проводят золочение, серебрение, родирование металлов для придания им красоты, долговечности, износостойкости и других необходимых изделию свойств.
Чтобы понять преимущества процесса гальваники, необходимо ознакомиться с технологическими особенностями применения гальванических ванн, спецификой подбора электролитов для каждого типа поверхности, расчетом толщины осаждаемого металла.

Назначение гальванического метода

Гальванику металла на поверхности используют для придания им свойств конкретного материала (серебро, золото, никель и т.д.). Либо если из этого материала невозможно изготовить предмет, а также если цена будет неоправданно высока.

Например, нанесение хрома придает твердость и антикоррозионные свойства простой стали. Эта технология широко применялась для покрытия деталей и механизмов станков. Хром кроме твердости, дает зеркальный блеск, и обеспечивает хорошую защиту от коррозии. Хром твердый, но хрупкий металл, и изготовление из него деталей и предметов не возможно. Нанесение его на поверхность гальваникой хорошая тому альтернатива, а также возможность использовать свойства хрома в обиходе.

Процесс гальваники проводят в специальных ваннах. Туда заливается электролит, содержащий соли того металла, который осаждается на поверхности обрабатываемой детали. По сравнению с прочими методами, технология гальваники имеет преимущества. При применении, например, пульверизатора или иных приспособлений для распыления (очень многие организации выдают такой метод металлизации за гальванику) невозможно добиться идеально ровного покрытия, качественной адгезии и получить на поверхности свойства металла. Обычно путем распыления наносят непроводящий полимерный слой, проще говоря, краску, либо тонкий серебряный слой (реакция серебряного зеркала см. школьную программу), а сверху прозрачный или калорированный лак. Процесс гальваники позволяет получать равномерное, плотное, хорошо адгезированное покрытие, обладающее всеми свойствами осажденного металла.

Суть технологического процесса

Гальванику применяют для получения толстых технических и тонких декоративных слоев металла. Функции гальваники определяются не слоем, который наносят на поверхность, а его характеристиками: толщиной, подслойкой, подготовкой (травление, полировка).

Метод гальваники достаточно прост:

1. Обрабатываемая деталь тщательно осматривается на предмет имеющихся покрытий и состояния поверхности.
2. Проводятся процедуры обезжиривания, травления и активации поверхности детали.
3. Подбирается состав жидкого электролита, в который будет погружено изделие.
4. В специальную ванну, к которой подсоединено один или два анода, заливается электролит.
5. В нее опускается деталь, подсоединенная к катоду.
6. Запускается электрический ток.
7. Под его воздействием частицы солей металла направляются к отрицательно заряженному изделию.
8. На всей поверхности изделия тонким равномерным слоем оседает металл.
9. После завершения гальванического процесса прекращается подача электрического тока, изделие извлекается, тщательно промывается и сушится, при необходимости дополнительно обрабатывается.

Технология гальваники несложная, но требует наличия специального оборудования, достаточной квалификации исполнителей.

Гальванический метод используют для придания механизмам, контактным группам или поверхностям, свойств наносимого металла. Например, нанесение драгоценных металлов (золото, палладий, родий) на электрические контакты, используют для придания химической стойкости, а также сохранения постоянного сопротивления. При этом видовые характеристики не важны. Конечно, необходимо соблюдать заданную зернистость покрытия, но эта проблема появляется на толщине нанесения металла более 20 микрон. Толстая гальваника дает высокую износостойкость и беспористые металлы, значит реакционные свойства основного материала можно не принимать в расчет.

Технические покрытия гальваникой Никелем делают для агрегатов, предметов которые испытывают на себе постоянное механическое воздействие. Никель — твердый недорогой металл. Его наносят на стальные изделия, которым требуется защита от коррозии.

Часто встречаются покрытия-смазки, при нанесении которых не столько учитываются химические характеристки самого металла, сколько необходимо обеспечить, например, плотную притирку деталей, но по какой-то причине нельзя использовать смазочные материалы. Это оловянные, свинцовые, индиевые покрытия. В данных случаях толщина нанесения лежит в пределах от 30 до 50 микрон.

Наша организация — ООО «6 микрон» оказывает услуги по нанесению технических покрытий, оборонным предприятиям, предприятиям космической, авиационной отрасли, электронной промышленности.

Часты случаи, когда металлы наносятся только в декоративных целях или для придания цвета (золото, серебро и т.д.), без запросов по твердости или плотности.

Гальванический метод

Гальванический метод нанесения покрытий применяется в следующих отраслях деятельности:

• Обработка изделий от коррозии;
• Покрытие деталей и узлов сложных станков, оборудования;
• Обработка бижутерии и ювелирных украшений;
• Обеспечение паяемости и смачиваемости поверхности деталей;
• Придание антиокислительных и декоративных свойств поверхности (в основном, драгоценные покрытия).

Если в сфере машиностроения, автомобилестроения, производства металлоконструкций требуются большие промышленные гальванические ванны, то при производстве и гальванике ювелирных украшений и контактных групп используют компактное оборудование.

Ювелирные предприятия составляют число постоянных клиентов нашей организации. Производство украшений из драгоценных металлов и ювелирных сплавов периодически требует нанесения защитного или декоративного слоя гальваники на поверхность. Например, бижутерные сплавы, покрытые слоем настоящего золота в несколько раз вырастают в цене, при этом себестоимость украшений сравнительно невысока. Этим часто пользуются владельцы громких имен, выпуская коллекции бижутерии в золотом или родиевом покрытии при том что цена покрытых сережек часто сравнима с ценой на серьги сделанные из чистого золота.

Требования к электролитам и результату обработки на ювелирном предприятии очень высоки: необходимо выдерживать класс поверхности, оттенок нанесенного металла, толщину его нанесения. Обычно в ювелирных, а также декоративных целях толщина нанесения не превышает 2 микрометров, поэтому перечисленные требования выполнимы.

В сфере нанесения декоративных покрытий на ювелирные украшения, ООО «6 микрон» сотрудничает с заводами из Московской области, Санкт-Петербурга, Костромы, Калининградской области, а также других субъектов Российской Федерации.

Для нашей организации обширная область деятельности – нанесение гальваники на сувениры, подарки, предметы обихода. Подарить сувенир, покрытый золотом или серебром, сделать гальванику старинных часов, восстановить ее на антикварной посуде – все это наши ежедневные услуги. Например, в подарок строителю делают золотую каску, а хоккеисту – золотую шайбу. Список идей тут ограничивается только человеческой фантазией. Любую вещь можно обработать гальваническим золотом — получить оригинальный сувенир или памятный подарок. Золочение выполняется только золотом пробы 999. Гальваника единственный способ нанесения настоящего золота или серебра.

Также, клиенты обращаются к нам с целью получения красивого химически стойкого покрытия сантехники – смесителей, кнопок, рычагов, вентилей.

Последние 5 лет гальванику также часто применяют для золочения украшений из настоящих древесных листиков, цветов, веточек. В недавнее время эта идея стала популярна и запросы на такую работу поступают все чаще.

Предварительный осмотр детали

Перед началом работ эксперт проведет предварительное обследование, оценивая размер, форму, геометрию изделия, наличие декоративных элементов, гравировки, рельефных деталей. Состав металла тоже важен.

На основе полученных сведений подбирается состав электролита. С заказчиком заранее оговаривается точная толщина гальванического слоя. Чем толще будет покрытие, тем дольше оно прослужит, тем значительнее расходы на обработку и, следовательно, выше стоимость работы.

При необходимости металл дополнительно обезжиривается и чистится. Полировка возможна только в небольшом объеме и только на простых деталях. Если необходимо получить зеркальное покрытие на изделии, нужно предварительно его отполировать у ювелира или самостоятельно. Только таким способом можно получить идеально ровное гальваническое покрытие. Целостность изделия при нанесении гальванического покрытия не нарушается. Если деталь сложная, то обязательно требуется разборка на отдельные детали до процесса гальваники.

Часто до начала самого процесса нанесения металла требуется провести предварительную механическую её обработку. Это необходимо, так как наносимый металл полностью сохраняет структуру поверхности, которая была до обработки. Поэтому если нужно проводить полную реставрацию поверхности, заранее оговариваются дефекты, уточняем что можно поправить, а что останется после обработки.

Тщательность механической обработки поверхности зависит от глубины дефектов (царапин, ударов, шлифовки, коррозионных каверн и т.д.). Механическая обработка (от грубой к тонкой обработке):

• пескоструйная обработка;
• шлифовка;
• крацовка;
• полировка.

После механической обработки приступают непосредственно к самому нанесению металла на поверхность, то есть непосредственно к электрохимии. Технологическая карта гальванического процесса пишется в зависимости от исходного материала и финишного покрытия.

Большое значение имеет последовательность действий и время между ваннами. Всю линейку гальваники необходимо пройти без длительных перерывов.

Подготовка электролита для гальваники

Состав электролита подбирают индивидуально. Эксперты учитывают следующие особенности:

• тип формируемого покрытия;
• его толщина;
• материал обрабатываемого изделия.

Для каждого изделия, попадающего на гальваническое производство состав раствора индивидуален, или даже разрабатывается новая рецептура.

Присоединение электродов

К ванне и изделию подсоединяют электроды для запуска электрического тока. Положительная клемма подключена к анодам, а обрабатываемая деталь – к отрицательной клемме. После запуска гальванической системы через электролит проходит электрический ток, поэтому катионы металла налипают на поверхность отрицательно заряженного изделия. Металл, который содержится в электролите, ровным однородным слоем оседает на детали. Два анода применяют, чтобы обработать поверхность с обеих сторон одновременно. Это очень упрощенная, но верная схема гальванического процесса.

Гальванический процесс

Система запускается через источник постоянного тока с регулировкой уровня входящего напряжения или тока. Чем дольше длится воздействие электрического тока на электролит и изделие, тем толще становится слой защитного покрытия. Иногда деталь обрабатывают несколько раз, в зависимости от конкретной технологии и конечной задачи от клиента.

Важна температура электролита. Иногда используется дополнительное нагревательное устройство, которое погружается в гальваническую ванну или находится вне ее.

Строгие требования предъявляют к помещению, где проходит обработка. Обязательное условие – эффективная вентиляция, проточная вода и пожарная безопасность. Работы проходят в лабораториях компании «6 микрон», которые специально оборудованы для выполнения таких заданий. Здесь созданы оптимальные микроклиматические условия, поддерживается требуемая температура и влажность воздуха. Эксперты работают в специальных защитных костюмах. Технология гальваники металла досконально изучена представителями научно-производственного предприятия.

Стадии процесса гальваники

• • химическая гальваническая очисткаХимическая очистка проводится для удаления остатков полировальных паст, масел, жира с пальцев рук и т.д. Операция очистки проводится химическим, либо электрохимическим способом. Выбор способа очистки зависит в основном от формы детали. Простые формы обрабатывают под током, сложные формы с большими внутренними полостями, отверстиями и вогнутыми поверхностями обрабатываются химически.Главный показатель правильно проведенной очистки – полная смачиваемость поверхности. Плохая очистка поверхности самая значимая ошибка гальванических процессов.
  • травлениеПроцедура травления проводится для улучшения адгезии к поверхности металла. Травление также проводится как химическим, так и электрохимическим способом.Процедуру травления не применяют для зеркальных поверхностей, так как по классу поверхности деталь после травления будет хуже, чем была изначально. Гальваника в некоторых случаях компенсирует травление, но это скорее исключение, чем правило.
  • нанесение подслойной гальваники

Гальваника работает по строгим законам и требует соблюдать очередь нанесения. Так, например, медь и золото необходимо разделять слоем никеля во избежание диффузионных процессов золота в медь. Кроме того, данные подслойки требуются для повышения блеска самой поверхности, повышения адгезии и наращивания габаритных размеров детали.

Линейка различных подслоев часто представляет из себя так называемый классический гальванический пирог, состоящий, например, из таких прослоек как никель-медь-никель.

Во многих случаях эта универсальная схема требует корректировки и доработки.

На производствах технологические карты расписываются для каждого процесса индивидуально, с указанием рабочих режимов, временем выдержки и последовательностью операций.

Получение новых изделий требует разработки индивидуальной технологической карты. В этом заключается основная сложность небольшого гальванического производства – разноплановые изделия требуют ежедневной работы по настройке процесса.

Исправление ошибок в 90 процентах случаев подразумевает полную очистку от некачественно нанесенных элементов. Причем чаще всего это приходится делать механически, химический способ снятия имеет в гальванике ограниченное применение.

• нанесение финишного гальванического покрытияЗаключительное нанесение металла осуществляется только на полностью подготовленную, чистую, не окисленную наружность изделия.Гальваника в целом и финишное покрытие в частности, не улучшает класс механической обработки. Если после нанесения всех подготовительных покрытий деталь не выглядит качественной (не блестящая, имеются дефекты покрытия или исходной поверхности), то нет смысла наносить финишное покрытие. Не принятие во внимание данного факта одна из самых частых ошибок начинающего мастера гальваника.Заданная в техническом задании толщина нанесения металла на поверхность (3 мкм, 6 мкм, 20 мкм) относится как раз к финишному покрытию. Именно она обеспечивает его износостойкость. Подслойки же могут быть любой толщины, если нет строгих требований к ним.Перед нанесением финишной гальваники требуется тщательная промывка изделия от остатков подслойных элементов (электролитов). Промывку осуществляют проточной горячей, а затем холодной водой, а после дополнительно промывают в дистиллированной воде. Последняя нужна чтобы не позволить проточной воде попасть в электролиты драгоценных металлов, ведь хлориды, соли тяжелых металлов, сульфаты – губительны для серебряного и золотого электролита.Накопление примесей в драгоценных металлах нельзя допускать. Испорченные же электролиты подлежат длительной проработке, либо утилизации.На этом этапе гальваника окончена, но часто требуется провести и дополнительную доработку.
• сопутствующие операции.Иногда финишное покрытие – это последняя стадия гальванического процесса, но часто это не так.Пример: после нанесения финишного гальванического серебрения требуется обязательное крацевание поверхности. Это делают вручную, любо используются «галтовочные барабаны». Если предусмотрена такая постобработка, серебро (или другой металл) наносят на 2-5 мкм больше, чем требуется изначально, и учитывают возможные потери.Постобработка полировкой применяется редко, так как при этом удаляется значительный слой нанесенного металла. Именно поэтому для получения гладкой поверхности требуется предварительная полировка и подготовка, до всех гальванических операций.

Гальванические технологии

В гальванике широко распространен метод гальванопластки. При этом изделие, погружаемое в гальваническую ванну, выступает в роли негатива, то есть покрытие растет не на рабочей стороне изделия а на задней, обратной стороне. На форму из непроводящего материалы осаждается слой металла, чаще всего это медь.
Толщина меди может достигать 2 мм, обычно такого запаса по прочности не требуется и в среднем, в гальванопластике растят покрытия до 1 мм. После отделения матрицы от созданного слоя получают его точную копию. Таким способом создают точные копии окладов, медали, панно, декоративные элементы.

Самостоятельный гальванический процесс

Гальваника своими руками в домашних условиях — очень сложная процедура. Категорически запрещено пытаться собрать гальваническую ванну у себя дома самостоятельно, запустить систему.

Малейшие ошибки в подборе электролита, выборе оптимального напряжения сети приведут к негативным последствиям. Кроме того, это небезопасно. Обратитесь к экспертам электрохимических технологий, которые качественно выполнят работы или обучат клиентов работе со сложным оборудованием.

Оценка результата

По завершении обработки эксперты оценивают итоговый результат. Если работы по гальванике проводят профессионалы, сомневаться в высоком качестве покрытия не стоит. С использованием точных инструментов оценивается толщина нанесенного слоя металла, равномерность покрытия, прочие критерии.

Обратиться по вопросу гальваники могут физические или юридические лица. Любая идея клиента будет передана на рассмотрение нашим технологам!

Технологи ООО «6 микрон» имеют большой опыт в области гальваники и подготовительных этапов. Нанесение покрытия возможно, как по строгому заданию, так и по простому словесному описанию. Гальваника – это наш профиль!

Гордиенко Анастасия Вадимовна
Автор материалов
Должность: главный технолог ООО «6 микрон»
Образование: высшее
Опыт работы в гальванике: 13 лет

Наш приоритет — индивидуальный подход к каждому заказу и качество выполняемых работ!

Отправить заявку или задать вопрос:

Ваше имя

Ваш e-mail

Ваш телефон *

Сообщение

Текст с картинки *

Смотрите также:

• Гальваника в домашних условиях

  10000

  Содержание статьи: Что нужно знать о гальванике своими руками в домашних условиях Выбор покрытия для гальваники своими руками Подготовка к…

  Tags: гальваники, покрытия

• Обучение гальванике

  10000

  Научиться новой профессии может каждый! Если Вы интересуетесь обучением гальванике, то посмотрите наши образовательные программы. Выберете ту, которая подойдет именно…

  Tags: поверхности, гальваники, покрытие, покрытия, обработки, металла

• Белое родирование

  10000

  Содержание статьи: Гальваническое белое родирование Белое родирование золота Уход за изделиями с покрытием Нанесение родия в компании “6МКМ” Родий –…

  Tags: покрытия

Химия для гальванической обработки поверхности метизов и очистки воды от гальванических стоков

ХИМИЯ ДЛЯ ЦИНКОВАНИЯ
ХИМИЯ ДЛЯ ПАССИВАЦИИ В ХРОМАТНЫХ РАСТВОРАХ
ХИМИЯ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ
ХИМИЯ ДЛЯ ОМЕДНЕНИЯ
ХИМИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ОЛОВОМ
ХИМИЯ ДЛЯ НИКЕЛИРОВАНИЯ
ХИМИЯ ДЛЯ ДЕКОРАТИВНОГО ПОКРЫТИЯ ЧЕРНЫЙ НИКЕЛЬ
ХИМИЯ ДЛЯ  ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ СПЛАВОВ
 ХИМИЯ ДЛЯ ОКРАШИВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕДИ И МЕДНЫХ СПЛАВОВ
ХИМИЯ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ДЕТАЛИ ИЗ ПЛАСТИКА

 ХИМИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ СТОКОВ

Химия для гальванической обработки

Химия для гальваники, химия для цинкования, фосфатирования и нанесения гальванический покрытий, поставляемая Тайвань Метиз Альянс, сочетает в себе высокие показатели надежности в эксплуатации, высокий уровень технологичности, широко применяется на заводах лидерах в производстве крепежа и деталей для автомобильной промышленности, станкостроения, микроэлектроники, крепежа и деталей для крупных строительных компаний.

Мы готовы предложить химические компоненты для гальваники и обработки поверхности в широком диапазоне, начиная от обработки промышленных материалов, таких как болты, гайки, строительный материал, заканчивая частями автомобилей, мотоциклов, сантехники, снаряжения для гольфа, фурнитуры для одежды, стационарными деталями и даже электронными компоненты и деталями компьютеров и т.д.

Область применения химикатов: обработка поверхности для придания металлопродукции антикоррозионных свойств, защитно-декоративных свойств, декоративных свойств, антифрикционных свойств, для придания твердости и износостойкости. Традиционные области прмиенения: транспорт, строительство, промышленные объекты, ремонт промышленных объектов, гидросооружения, городские объекты, нефтегазовая промышленность.

Химия для гальванической обработки поверхности деталей, метизов и крепежа

• цинкование
• трехвалентная пассивация
• хромирование
• омеднение
• лужение
• никелирование, черный никель
• покрытие сплавов
• финишные компоненты, силлеры
• порошковые очистители, добавки для обезжиривания

Химия для очистки сточных вод

• коагулянты на основе соединений железа
• коагулянты на основе соединений алюминия
• флокулянты анионогенные и катионогенные
• добавки для увеличения эффективности песчаной фильтрации

Стоимость химических компонентов

Ознакомиться с ценами

Гальваника — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Гальваника — это процесс нанесения одного металла на другой путем гидролиза, чаще всего в декоративных целях или для предотвращения коррозии металла. Существуют также особые виды гальванического покрытия, такие как меднение, серебрение и хромирование. Гальваническое покрытие позволяет производителям использовать недорогие металлы, такие как сталь или цинк, для большей части продукта, а затем наносить различные металлы на внешнюю сторону, чтобы обеспечить внешний вид, защиту и другие свойства, необходимые для продукта. Поверхность может быть металлической или даже пластиковой.

Введение

Иногда отделка носит исключительно декоративный характер, например, продукты, которые мы используем в помещении или в сухой среде, где они вряд ли будут подвержены коррозии. На эти типы продуктов обычно наносится тонкий слой золота или серебра, что делает их привлекательными для потребителя. Гальваническое покрытие широко используется в таких отраслях, как автомобилестроение, авиастроение, электроника, ювелирные изделия и игрушки. В общем процессе гальваники используется электролитическая ячейка, которая состоит из отрицательного заряда металла и погружения его в раствор, содержащий соль металла (электролиты), которые содержат положительно заряженные ионы металла. Затем из-за отрицательного и положительного зарядов два металла притягиваются друг к другу.

Цели гальваники:

1. Внешний вид
2. Защита
3. Специальные свойства поверхности
4. Инженерные или механические свойства

Исходная информация

Катод представляет собой деталь, подлежащую покрытию, а анод может быть либо расходуемым анодом, либо инертным анодом, обычно либо платиновым, либо углеродным (графитовая форма). Иногда покрытие происходит на стеллажах или бочках для повышения эффективности при покрытии многих продуктов. Пожалуйста, обратитесь к электролизу для получения дополнительной информации. На рисунке ниже Ag 9Ионы 0044 + притягиваются к поверхности ложки, и в конце концов она покрывается металлом. Процесс осуществляется с использованием серебра в качестве анода и винта в качестве катода. Электроны переходят от анода к катоду и претерпевают раствор, содержащий серебро.

Рис. 1 : Нанесение серебра на ложку.

История гальваники

Гальванизация была впервые открыта Луиджи Бруньятелли в 1805 году благодаря использованию процесса электроосаждения для гальванического покрытия золота. Однако его открытие не было отмечено, так как его игнорировала Французская академия наук, а также Наполеон Бонапарт. Но спустя пару десятилетий Джону Райту удалось использовать цианистый калий в качестве электролита для золота и серебра. Он обнаружил, что цианид калия на самом деле является эффективным электролитом. Позже, в 1840 году, двоюродные братья Элкингтон использовали цианистый калий в качестве электролита и сумели создать реальный метод гальванического покрытия золота и серебра. Они получили патент на гальваническое покрытие, и этот метод получил широкое распространение по всему миру из Англии. Метод гальванического покрытия постепенно становился все более эффективным и совершенным за счет использования более экологичных формул и источников питания постоянного тока.

Выбор электролитов

Существует множество различных металлов, которые можно использовать для гальванопокрытий, поэтому выбор правильного электролита важен для качества гальванопокрытий. Некоторые электролиты представляют собой кислоты, основания, соли металлов или расплавленные соли. При выборе типа электролита следует помнить о таких вещах, как коррозия, сопротивление, яркость или отражательная способность, твердость, механическая прочность, пластичность и износостойкость.

Подготовка поверхности

Целью подготовки поверхности перед началом нанесения на нее другого металла является обеспечение ее чистоты и отсутствия загрязнений, которые могут помешать склеиванию. Загрязнение часто предотвращает осаждение и отсутствие адгезии. Обычно это делается в три этапа: очистка, обработка и ополаскивание. Очистка обычно заключается в использовании определенных растворителей, таких как щелочные очистители, вода или кислотные очистители, для удаления слоев масла с поверхности. Обработка включает модификацию поверхности, заключающуюся в упрочнении деталей и нанесении металлических слоев. Промывка приводит к получению конечного продукта и является последним штрихом гальванического покрытия. Два определенных метода подготовки поверхности — это физическая очистка и химическая очистка. Химическая очистка заключается в использовании растворителей, которые являются либо поверхностно-активными химическими веществами, либо химическими веществами, вступающими в реакцию с металлом/поверхностью. При физической очистке применяется механическая энергия для удаления загрязнений. Физическая очистка включает трение щеткой и ультразвуковое перемешивание.

Типы гальванопокрытия

Существуют различные процессы, с помощью которых люди могут гальванизировать металлы, такие как массовая гальванизация (также гальваническая гальваника), гальваническая гальваника, непрерывное гальванопокрытие и гальваническое покрытие. Каждый процесс имеет свой собственный набор процедур, которые позволяют получить идеальное покрытие.

Таблица 1: Методы гальванического покрытия

Массовое покрытие	Не подходит для деталей с деталями, так как неэффективен для предотвращения царапин и запутывания. Тем не менее, этот процесс эффективно размещает большое количество объектов.
Покрытие стойки	Дороже, чем массовое покрытие, но эффективно как для крупных, так и для хрупких деталей. Часто имеет детали, погруженные в растворы со «стойками».
Непрерывное покрытие	Такие детали, как провода и трубки, постоянно проходят через аноды с определенной скоростью. Этот процесс немного дешевле.
Линейное покрытие	Дешевле, так как используется меньше химикатов и используется производственная линия для нанесения покрытия на детали.

Гальванические металлы

Большинство гальванических покрытий можно разделить на следующие категории:

Жертвенное покрытие	Декоративное покрытие	Функциональные покрытия	Мелкие металлы	Необычное металлическое покрытие	Покрытия из сплава
используется в основном для защиты. Металл, используемый для покрытия, расходуется в реакции. Общие металлы включают: цинк и кадмий (в настоящее время запрещены во многих странах).	используется в основном для привлекательности и привлекательности. Общие металлы включают: медь, никель, хром, цинк и олово.	— это покрытия, сделанные в зависимости от необходимости и функциональности металла. Обычные металлы включают: золото, серебро, платину, олово, свинец, рутений, родий, палладий, осмий и иридий.	обычно представляют собой железо, кобальт и индий, потому что на них легко наносить покрытие, но они редко используются для покрытия.	— это металлы, которые еще реже используются для гальванического покрытия, чем второстепенные металлы. К ним относятся: As, Sb, Bi, Mn, Re, Al, Zr, Ti, Hf, V, Nb, Ta, W и Mo.	Сплав — это вещество, обладающее металлическими свойствами и состоящее из двух или более элементов. Эти покрытия изготавливаются путем нанесения двух металлов в одну и ту же ячейку. Общие комбинации включают: золото-медь-кадмий, цинк-кобальт, цинк-железо, цинк-никель, латунь (сплав меди и цинка), бронза (медь-олово), олово-цинк, олово-никель и олово-цинк. кобальт.

Ссылки

1. Канани, Н. Гальваника: основные принципы, процессы и практика; Передовые технологии Elsevier: Оксфорд, Великобритания, 2004 г.

.

2. Ловенхайм, Фридрих Адольф. Современная гальваника . 3-е изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: J. Wiley and Sons, 1974.

.

3. Блюм, Уильям и Джордж Б. Хогабум. Принципы гальваники и гальванопластики (электротипирование) . 3-е изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill Book Company Inc., 19.49. Печать.
4. Петруччи, Ральф Х., Харвуд, Уильям С., Херринг, Ф.Г., и Мадура Джеффри Д. Общая химия: принципы и современные приложения. 9-е изд. Река Аппер-Сэдл: Pearson Education, Inc., 2007.

.

Проблемы

1. Каковы цели гальваники?
2. Как работает гальваника?
3. Почему важно подготовить поверхность перед началом гальванического покрытия?
4. Какие бывают виды гальваники?
5. Какие разные металлы можно использовать? (имя 5)

Ответы

1. Обычно гальваническое покрытие используется либо в декоративных, либо в функциональных целях, а также для предотвращения коррозии металла.
2. Гальванические работы через электролизер с катодом и анодом. Катод — это металл, который необходимо покрыть.
3. Важно подготовить поверхность перед началом процедуры, так как иногда на поверхности есть загрязнения, которые могут привести к плохим результатам гальваники.
4. Существуют различные типы гальваники: массовая гальваника (также гальваническая гальваника), гальваническая гальваника, непрерывная гальваника и гальваника в линии.
5. Пять металлов, которые можно использовать в гальванике: цинк, кобальт, железо, олово и платина

Авторы и ссылки

• Вайшали Миттал (Калифорнийский университет в Дэвисе)

Electroplating распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

   Версия лицензии

   4,0

   Показать страницу TOC

   № на стр.

2. Теги

   1. гальваническое покрытие

Гальваническое покрытие 101: Как работает гальваническое покрытие металлов

Гальваническое покрытие позволяет сочетать прочность, электропроводность, стойкость к истиранию и коррозии, а также внешний вид определенных металлов с различными материалами, имеющими свои преимущества, такими как доступные и/или легкие металлы или пластмассы. .

Из этого руководства вы узнаете, почему многие инженеры, исследователи и художники используют гальваническое и металлическое покрытие на каждом этапе производства — от прототипирования до массового производства.

Информационный документ

Читайте дальше, чтобы узнать, как инженеры добавляют металл к 3D-печати из смолы, и почему гибридные металлические детали могут открывать двери для удивительного диапазона применений, включая (но не ограничиваясь) конечную прочность и долговечность.

Загрузить информационный документ

Гальваника — это процесс использования электроосаждения для покрытия объекта слоем металла. Инженеры используют контролируемый электролиз для переноса желаемого металлического покрытия с анода (часть, содержащая металл, который будет использоваться в качестве покрытия) на катод (часть, на которую будет нанесено покрытие).

Схема гальванического покрытия медью с использованием электролитной ванны из сульфата меди, серной кислоты и ионов хлора. (источник изображения)

Анод и катод помещаются в химическую ванну с электролитом и подвергаются непрерывному электрическому заряду. Электричество заставляет отрицательно заряженные ионы (анионы) двигаться к аноду, а положительно заряженные ионы (катионы) — к катоду, покрывая или покрывая желаемую часть ровным металлическим покрытием. При гальваническом покрытии используется материал подложки (часто более легкий и/или более дешевый материал) и герметизируется подложка в тонкой оболочке из металла, такого как никель или медь.

Гальваническое покрытие чаще всего применяется к другим металлам из-за основного требования, чтобы основной материал (подложка) был проводящим. Хотя они менее распространены, были разработаны автокаталитические предварительные покрытия, которые создают ультратонкий проводящий интерфейс, позволяющий наносить различные металлы, в первую очередь медные и никелевые сплавы, на пластиковые детали.

Гальваническое покрытие и гальванопластика выполняются с использованием электроосаждения. Разница в том, что при гальванопластике используется форма, которую удаляют после формирования детали. Гальванопластика используется для создания цельных металлических деталей, тогда как гальваническое покрытие используется для покрытия существующей детали (изготовленной из другого материала) металлом.

Вы можете гальванизировать один металл или комбинацию металлов. Многие производители предпочитают наносить слои металлов, таких как медь и никель, чтобы максимизировать прочность и проводимость. Материалы, обычно используемые в гальванике, включают:

• Латунь
• Кадмий
• Хром
• Медь
• Золото
• Железо
• Никель
• Серебро
• Титан
• Цинк

Подложки могут быть изготовлены практически из любого материала, от нержавеющей стали и других металлов до пластика. Ремесленники гальванопокрывали органические материалы, такие как цветы, а также ленты из мягкой ткани.

Важно отметить, что непроводящие материалы, такие как пластик, дерево или стекло, необходимо сначала сделать проводящими, прежде чем на них можно будет наносить гальваническое покрытие. Это можно сделать, покрыв непроводящую подложку слоем токопроводящей краски или аэрозолем.

Благодаря научным достижениям в области материалов и производства пластмасс легкие и недорогие пластмассовые детали заменили более дорогие металлические детали в самых разных областях применения, обслуживающих различные отрасли промышленности, от автомобилей до водопроводных труб.

Хотя пластик имеет ряд преимуществ по сравнению с металлом, во многих случаях металл по-прежнему доминирует. Как бы вы ни старались, вы никогда не получите пластик с такой же роскошной отделкой, как у меди. И хотя пластик может быть более гибким, чем большинство металлов, он не такой прочный. Здесь на помощь приходит металлизация.

3D-печать дает уникальные преимущества в сочетании с гальванопокрытием. Инженеры часто выбирают подложки для 3D-печати из-за свободы проектирования аддитивного производства. Часто гальванопокрытие 3D-печатных деталей дешевле, чем литье, машинная обработка или использование других методов производства, особенно когда речь идет о прототипировании.

Стереолитография (SLA) 3D-печать идеально подходит для гальванопокрытий, поскольку позволяет создавать 3D-печатные детали с очень гладкими или тонко текстурированными поверхностями, которые делают переход между двумя материалами — пластиком и металлом — бесшовным. Он также создает водонепроницаемые детали, которые не будут повреждены при погружении в химическую ванну, необходимую в процессе гальванического покрытия.

С инженерной точки зрения сочетание 3D-печати и гальванического покрытия предлагает уникальные варианты прочности на растяжение для готовых конструкций. Как вы можете видеть на диаграмме выше, сочетание этих двух производственных процессов устраняет разрыв в прочности на растяжение между двумя группами материалов.

Металлическое покрытие может сильно повлиять на механические характеристики пластиковых деталей (напечатанных на 3D-принтере). Благодаря конструкционной металлической оболочке и легкому пластиковому сердечнику детали могут быть изготовлены с удивительно высокими характеристиками прочности на изгиб.

Помимо улучшения механических свойств, гальваническое покрытие можно использовать для защиты пластиковых деталей от воздействия окружающей среды. В тех случаях, когда пластиковые детали подвергаются химическому воздействию или ультрафиолетовому излучению, металлическое покрытие обеспечивает постоянный барьер, который может продлить срок службы ваших деталей с месяцев до лет.

При использовании в качестве эстетической обработки покрытие предлагает простой способ создания прототипов, которые одновременно выглядят и ощущаются как металл. В зависимости от толщины пластины гальванический пластик может быть тонким и легким или придавать изделию заметный вес. Более толстые гальванические покрытия можно даже текстурировать или полировать, чтобы получить различные металлические покрытия, от литого алюминия до зеркального хрома. Более сложные текстуры можно получить с помощью 3D-печати текстурированной подложки из смолы.

Учитывая потенциальные комбинации материалов для 3D-печати, различных металлов для покрытия и соотношений толщины пластин, легко увидеть, как гальваническое покрытие дает инженерам новые возможности для проектирования.

Веб-семинар

На этом веб-семинаре вы узнаете, как гальваническое покрытие расширяет палитру материалов SLA 3D-печати для получения высокопрочных и износостойких деталей конечного назначения.

Посмотреть веб-семинар сейчас

Гальваническое покрытие дает множество преимуществ, включая повышенную прочность, срок службы и проводимость деталей. Инженеры, производители и художники извлекают выгоду из этих преимуществ различными способами.

Инженеры часто используют гальваническое покрытие для повышения прочности и долговечности различных конструкций. Вы можете увеличить прочность на растяжение различных деталей, покрыв их металлами, такими как медь и никель. Поместите металлическую оболочку на детали, и вы сможете повысить их устойчивость к факторам окружающей среды, таким как химическое воздействие и УФ-излучение, для наружного или коррозионного применения.

Художники часто используют гальваническое покрытие, чтобы сохранить природные элементы, склонные к гниению, такие как листья, и превратить их в более прочные произведения искусства. В медицинском сообществе гальваническое покрытие используется для изготовления медицинских имплантатов, устойчивых к коррозии и поддающихся надлежащей стерилизации.

Гальваническое покрытие — это эффективный способ добавления косметической металлической отделки к изделиям, скульптурам, статуэткам и произведениям искусства. Многие производители также предпочитают гальваническое покрытие подложки для создания более легких деталей, которые легче и дешевле транспортировать и транспортировать.

Гальваническое покрытие также обладает преимуществом проводимости. Поскольку металлы по своей природе являются проводящими, гальваническое покрытие — отличный способ увеличить проводимость детали. Антенны, электрические компоненты и другие детали могут быть покрыты гальваническим покрытием для повышения производительности.

Хотя гальваническое покрытие имеет множество преимуществ, его недостатки заключаются в сложности и опасной природе самого процесса. Рабочие, занимающиеся гальванопокрытием, могут пострадать от воздействия шестивалентного хрома, если не примут надлежащих мер предосторожности. Рабочим необходимо иметь хорошо проветриваемое рабочее место. Управление по охране труда и гигиене труда Министерства труда США опубликовало множество документов, в которых описываются риски, связанные с гальванопокрытием.

Несмотря на то, что гальванопокрытие деталей из смолы возможно выполнить самостоятельно, пользователи-любители могут столкнуться с трудностями. Основная причина — качество и возможности. Адгезионная прочность ламината с использованием методов гальванического покрытия своими руками обычно ниже, чем у профессиональных услуг по гальванике. Нанесение структурного покрытия, которое требует длительного времени обработки, нескольких ванн и совместимости металлов, довольно сложно выполнить надежно. Успешные применения внутреннего покрытия, как правило, просты и малы, например, прототипирование ювелирных изделий и тонкие (однослойные) медные покрытия RF.

Из-за требуемого опыта и связанных с этим опасностей многие инженеры и дизайнеры предпочитают нанимать стороннего производителя гальванических покрытий, специализирующегося на этом процессе. К счастью, несколько компаний, таких как RePliForm и Sharretts Plating, специализируются на индивидуальных проектах гальванического покрытия. Загрузите нашу белую книгу со списком гальванических услуг по регионам и объемам работ.

В приведенном выше видеоролике показано, как проводить гальваническое покрытие с помощью легкодоступных инструментов, таких как зарядное устройство для мобильного телефона и запасная медная труба. Мы рекомендуем вам носить маску, перчатки и защитные очки во время гальванического покрытия и работать только в хорошо проветриваемом помещении.

Многие отрасли промышленности используют гальваническое покрытие для изготовления всего, от обручальных колец до электрических антенн. Вот несколько типичных примеров:

На многие детали самолетов нанесено гальваническое покрытие для добавления «защитного покрытия», которое увеличивает срок службы деталей за счет замедления коррозии. Поскольку компоненты самолета подвержены экстремальным перепадам температуры и факторам окружающей среды, к металлической основе добавляется дополнительный слой металла, чтобы функциональность детали не страдала от нормального износа.

Многие стальные болты и крепежные детали, разработанные для аэрокосмической промышленности, имеют гальваническое покрытие из хрома (или, в последнее время, из цинко-никелевого сплава в связи с изменением ограничений).

Введите слово «с гальванопокрытием» на Etsy, и вы получите огромное количество гальванического декора для дома и единственные в своем роде сувениры. С помощью этого процесса ремесленники часто превращают биоразлагаемые предметы, в том числе цветы, ветки и даже жуков, в прочные и долговечные произведения искусства. Вы можете использовать гальваническое покрытие, чтобы показать и сохранить мелкие детали в предметах, которые в противном случае быстро разложились бы.

Гальваника часто используется для создания произведений искусства, таких как медный жук и соты. (источник изображения)

Цифровые дизайнеры иногда используют гальваническое покрытие для создания скульптур. Дизайнеры могут 3D-печатать подложку с помощью настольного 3D-принтера, а затем гальванизировать дизайн медью, серебром, золотом или любым металлом по выбору для достижения желаемого результата. Комбинируя таким образом 3D-печать с гальванопокрытием, можно получить изделия, которые проще (и дешевле) в производстве, но при этом имеющие тот же внешний вид и отделку, что и скульптура из цельного литого металла.

Гальваническое покрытие очень распространено в автомобильной промышленности. Многие крупные автомобильные компании используют гальваническое покрытие для создания хромированных бамперов и других металлических деталей.

Гальваническое покрытие также можно использовать для создания нестандартных деталей для концептуальных автомобилей. Например, VW объединился с Autodesk для создания колпаков для своего концептуального автомобиля Type 20. Колпаки прототипа были напечатаны на 3D-принтере, а затем покрыты гальваническим покрытием.

Компании по реставрации и тюнингу автомобилей также используют гальваническое покрытие для нанесения никеля, хрома и других покрытий на различные детали автомобилей и мотоциклов.

Гальваническое покрытие, пожалуй, чаще всего ассоциируется с ювелирной промышленностью и драгоценными металлами. Дизайнеры и производители ювелирных изделий полагаются на этот процесс для улучшения цвета, долговечности и эстетической привлекательности колец, браслетов, подвесок и широкого спектра других изделий.

Когда вы видите ювелирные изделия, которые описаны как «позолоченные» или «посеребренные», велика вероятность того, что изделие, на которое вы смотрите, было гальваническим. Комбинации различных металлов используются для получения уникальных оттенков отделки. Например, золото часто сочетают с медью и серебром для создания розового золота.

Гальванопокрытие используется для придания упругости наружной поверхности всем видам медицинских и стоматологических элементов. Золотое покрытие часто используется для создания зубных вкладок и помощи в различных стоматологических процедурах. Имплантированные детали, такие как сменные соединения, винты и пластины, часто покрываются гальваническим покрытием, чтобы сделать детали более устойчивыми к коррозии и совместимыми со стерилизацией перед установкой. Медицинские и хирургические инструменты, в том числе щипцы и радиологические детали, также обычно покрываются гальваническим покрытием.

Многочисленные электрические и солнечные компоненты имеют гальваническое покрытие для повышения проводимости. Контакты солнечных элементов и различные типы антенн обычно изготавливаются с использованием гальванического покрытия. Провода могут быть покрыты серебром, никелем и многими другими металлами. Золотое покрытие часто используется (в сочетании с другими металлами) для увеличения долговечности. Золото также часто используется для увеличения срока службы деталей, потому что оно является проводящим, очень пластичным и не взаимодействует с кислородом.

Изготовление нестандартных или мелкосерийных металлических деталей для прототипирования может быть очень дорогостоящим и трудоемким при использовании традиционных производственных процессов. В результате инженеры часто комбинируют гальваническое покрытие с 3D-печатью, чтобы получить недорогое и экономящее время решение.

Например, Андреас Остервальдер из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) смог ускорить процесс создания прототипов и снизить затраты на продвинутые экспериментальные установки, распечатав новые конструкции на своем 3D-принтере Formlabs SLA и работая с Galvotec позаботится о гальваническом покрытии этих деталей.

Андреас Остервальдер использовал 3D-печать и гальваническое покрытие для изготовления этого светоделителя.

Антенны должны иметь электропроводность для распространения радиоволн. Пластиковые детали, напечатанные на 3D-принтере, не проводят электричество, но предлагают почти безграничную свободу дизайна и материалы с хорошими механическими и термическими свойствами. Эти преимущества можно сочетать с гальванопокрытием для достижения желаемой проводимости, в результате чего получается отличное решение для нестандартных антенн для исследований и разработок в автомобильной, оборонной, медицинской и образовательной областях.

Гальваническое покрытие пластиковых деталей позволяет создавать токопроводящие детали, обеспечивающие высокоэффективные радиочастотные приложения.