Химическая гальваника: ‘Хромирование’ и ‘золочение’. Химическая металлизация. Альтернатива гальванике. Химическая гальваника.

Химия для гальваники, гальванической обработки поверхности крепежа, метизов , деталей 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

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

При оформлении заказа онлайн скидка 10 %!

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

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 гальванического покрытия используется электролитическая ячейка, которая состоит из нанесения отрицательного заряда на металл 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 по незадекларированной лицензии, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Показать страницу TOC

   № на стр.

2. Теги

   1. гальваника

Как работает гальваническое покрытие — Объясните это Stuff

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 30 октября 2021 г.

Не существует такой вещи, как алхимия — волшебным образом превращающая обычные химические элементы в редкие и ценные, — но гальванопокрытие — это, возможно, следующая лучшая вещь. Идея состоит в том, чтобы использовать электричество для покрытия относительно обыденных вещей.
металл, например медь, с тонким слоем другого, более драгоценного
металла, например, золота или серебра. Гальваника имеет много других применений,
кроме того, что дешевые металлы выглядят дорого. Мы можем использовать его, чтобы сделать
вещи, устойчивые к ржавчине, например, для производства различных полезных
сплавы, такие как латунь и бронза, и
даже сделать пластик похожим на металл. Как работает этот удивительный процесс? Давайте посмотрим поближе!

Фото: гальваника в действии — выставка в Think Tank (музей науки в Бирмингеме, Англия). Эти две вилки являются электродами, и синий раствор (сульфат меди) используется для медного покрытия одного из них.

Содержание

1. Что такое гальваника?
2. Как работает гальваника?
3. Можно ли гальванизировать пластмассы?
4. Зачем использовать гальваническое покрытие?
5. Какой толщины гальваническое покрытие?
6. Узнать больше

Что такое гальваника?

Фото: Позолоченный: когда астронавт Эд Уайт совершил первый американский выход в открытый космос в 1965 году, на его шлеме был позолоченный козырек для защиты глаз от солнечного излучения.
Фото любезно предоставлено НАСА на Викискладе.

Гальваника включает пропускание электрического тока через раствор, называемый
электролит. Это делается погружением двух клемм, называемых
электроды в электролит и соединение их в
цепь с аккумулятором или другим источником питания. Электроды и
электролит изготавливается из тщательно подобранных элементов или соединений.
Когда электричество течет по цепи, которую они образуют,
Электролит распадается, и часть содержащихся в нем атомов металла
нанесенный тонким слоем поверх одного из электродов — он становится гальваническим. Все виды металлов могут
быть покрыты таким образом, включая золото, серебро,
олово, цинк, медь,
кадмий, хром, никель, платина и свинец.

Гальваника очень похожа на электролиз
(использование электричества для разделения химического раствора), что является обратным процессом, с помощью которого
батареи производят электрический ток. Все эти вещи являются примерами
электрохимия: химические реакции, вызванные или производящие
электричество, которое дает научно или промышленно полезные конечные продукты.

Фото: Серебряные столовые приборы стоят дорого и тускнеют; нержавеющая сталь, покрытая хромом, является хорошей заменой для многих людей. Несмотря на то, что он устойчив к ржавчине и долговечен, покрытие со временем стирается, как вы можете видеть в коричневатой области ручки этого сервера пирогов. Маркировка «EPNS» на столовых приборах является окончательным признаком гальванического покрытия: это означает гальванопокрытие из нейзильбера.

Как работает гальваника?

Во-первых, вы должны выбрать правильные электроды и электролит, выяснив
химическая реакция или реакции, которые вы хотите, чтобы произошло, когда электрический
ток включен. Атомы металла, покрывающие ваш объект, исходят из
электролит, поэтому, если вы хотите что-то омеднить, вам нужен электролит
из раствора соли меди, а для золочения нужен
электролит на основе золота — и так далее.

Затем вы должны убедиться, что электрод, который вы хотите покрыть, полностью чист.
В противном случае при осаждении атомов металла из электролита на
это, они не образуют хорошей связи, и они могут просто снова стереться.
Как правило, очистка выполняется путем погружения электрода в сильный
кислотным или щелочным раствором или (на короткое время) подключив
гальваническая схема в обратном порядке. Если электрод действительно чистый,
атомы из металлического покрытия эффективно связываются с ним, присоединяясь к очень
сильно на внешние края его кристаллической структуры.

Теперь мы готовы к основной части гальваники. Нам понадобятся два электрода из
различные проводящие материалы, электролит и электричество
поставлять. Как правило, один из электродов сделан из металла, который мы используем.
пытаются пластины и электролит представляет собой раствор соли
тот же металл. Так, например, если мы покрываем медью латунь, мы
нужен медный электрод, латунный электрод и раствор
соединения на основе меди, такие как раствор сульфата меди. Металлы, такие как
золото и серебро не растворяются так легко, поэтому их нужно превращать в
решения с использованием сильнодействующих и опасно неприятных химикатов на основе цианидов.
Электрод, на который будет нанесено покрытие, обычно изготавливается из более дешевого материала.
металл или неметалл, покрытый проводящим материалом, таким как
графит. В любом случае, он должен проводить электричество или не проводить электричество.
ток будет течь и никакого покрытия не произойдет.

Работа: Меднение латуни: вам понадобится медный электрод (серый, слева), латунный электрод (желтый, справа) и немного раствора сульфата меди (синий). Латунный электрод становится отрицательно заряженным и притягивает из раствора положительно заряженные ионы меди, которые прилипают к нему и образуют внешнее покрытие медной пластины.

Мы погружаем два электрода в раствор и соединяем их в цепь так, чтобы
медь становится положительным электродом (или анодом), а латунь
становится отрицательным электродом (или катодом). Когда мы включаем
мощности раствор сульфата меди расщепляется на ионы (атомы со слишком
мало или слишком много электронов). Ионы меди (положительно
заряженные) притягиваются к отрицательно заряженному латунному электроду.
и медленно наносить на него, создавая тонкий позже
медной пластины. Между тем сульфат-ионы (отрицательно
заряженные) достигают положительно заряженного медного анода, высвобождая электроны
которые движутся через батарею к отрицательному латунному электроду.

Требуется время, чтобы гальванизированные атомы накопились на поверхности отрицательного электрода.
Как долго именно зависит от силы электрического тока, который вы
использования и концентрации электролита. Увеличение любого из
это увеличивает скорость, с которой ионы и электроны движутся через
схема и скорость процесса покрытия. Пока
поскольку ионы и электроны продолжают двигаться, ток продолжает течь, и процесс покрытия продолжается.

Можете ли вы гальванизировать пластмассы?

Фото: Плакированный пластик часто используется для деталей, которым требуется блестящая поверхность металла без его прочности или тяжести, и вот три примера из моего собственного дома. Вверху: переключатель, стрелки и безель (окружение циферблата) этого будильника выглядят блестящими и металлическими, но на самом деле они пластиковые. Посередине: Сантехнические детали, которые не должны быть прочными, часто изготавливаются из пластика с покрытием, поэтому они остаются прохладными на ощупь и гармонируют с металлическими трубами. Регулятор температуры в этом душе (справа, с красной кнопкой) сделан из пластика, но внешне похож на основные металлические компоненты слева. Внизу: этот компьютерный USB-микрофон имеет блестящее покрытие, чтобы он выглядел дорого и качественно.

Недорогой, легко формируемый, легкий и одноразовый пластик быстро стал самым распространенным и гибким материалом в мире в 20-м веке. Но для многих людей это такой же недостаток, как и преимущество: пластик дешев и сердитен — и именно так он и выглядит. Одним из решений является покрытие дешевого пластика тонким слоем металла, чтобы придать ему все преимущества пластика с привлекательным блестящим покрытием.
металл. Таким способом можно наносить покрытие на множество различных пластиков, в том числе АБС, фенолопласт, карбамидоформальдегид, нейлон,
и поликарбонат. Вы часто найдете детали автомобилей, сантехники, бытовой и электрической арматуры, которые выглядят металлическими, но на самом деле изготовлены из пластика с гальваническим покрытием. Они легче, дешевле, устойчивы к ржавчине и не требуют полировки после покрытия.

Как наносится гальваническое покрытие пластмасс?

» … мой приятель … сказал мне, что у него есть процесс металлизации пластика. Я сказал, что это
невозможно, потому что нет проводимости; нельзя прикрепить провод. Но
он сказал, что может металлизировать что угодно…»

Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! Ричард Фейнман

Если вы хоть что-нибудь знаете о пластике, то сразу же обнаружите очевидную проблему: пластик обычно не проводит электричество. Теоретически это должно полностью исключить гальваническое покрытие; на практике это просто означает, что мы должны дополнительно обработать наш пластик, чтобы сделать его электропроводным, прежде чем мы начнем. Есть несколько различных шагов. Во-первых, пластик необходимо тщательно очистить, чтобы удалить такие вещи, как пыль, грязь, жир и поверхностные следы. Затем его протравливают кислотой и обрабатывают катализатором (ускорителем химической реакции), чтобы обеспечить прилипание покрытия к его поверхности. Затем его погружают в ванну с медью или никелем (медь встречается чаще), чтобы получить очень тонкое покрытие из электропроводящего металла (толщиной менее микрона, 1 мкм или одной тысячной миллиметра). Как только это будет сделано, его можно гальванизировать так же, как металл. В зависимости от того, какой износ должна выдерживать гальваническая деталь, толщина покрытия может составлять от 10 до 30 микрон.

Зачем использовать гальваническое покрытие?

Фото: Это автомобильное колесо изготовлено из алюминиевого сплава с
никель в более экологически чистом процессе, разработанном Metal Arts Company, Inc.
В процессе Microsmooth™ используется примерно на 30 процентов меньше электроэнергии, почти на 60 процентов меньше природного газа и в два раза меньше воды, чем в обычных процессах гальванического покрытия. Фото Metal Arts Company, Inc.
любезно предоставлено Министерством энергетики США (DOE).

Нанесение гальванических покрытий обычно выполняется по двум совершенно разным причинам: украшение и защита.

Такие металлы, как золото и серебро, покрываются для украшения: дешевле иметь золото или серебро.
посеребренные украшения, чем цельные изделия из этих тяжелых,
дорогие, драгоценные вещества. Поскольку разные металлы имеют разный цвет,
гальваническое покрытие можно использовать для изготовления таких вещей, как кольца, цепочки, значки, медали и т. п.
широкий выбор привлекательных, декоративных отделок,
включая блестящие, матовые и старинные вариации золота, серебра, меди, никеля и бронзы.

Металлы, такие как олово и цинк (которые не особенно привлекательны на вид), покрываются металлом, чтобы придать им привлекательный внешний вид.
защитный внешний позже. Например, контейнеры для пищевых продуктов.
часто луженые, чтобы сделать их устойчивыми к коррозии, в то время как многие
предметы повседневного обихода из железа покрыты
цинк (в процессе, называемом гальванизацией) по той же причине.

Фото: Замки и ключи часто имеют гальваническое покрытие. Этот мой старый навесной замок сделан из цельной латуни, но дужка (изогнутая серебристая часть, которая открывается и закрывается) сделана из хромированной стали, чтобы сделать ее более надежной. Ключ также сделан из латуни, относительно мягкого и недорогого металла, который легко обрезать и не изнашивает ваш замок. Первоначально этот ключ был покрыт никелем серебристого цвета, который сейчас стирается, и под ним отчетливо видна латунь.

Некоторые формы гальванопокрытий являются одновременно защитными и декоративными. Автомобильные крылья и «отделка», например, когда-то
широко изготовлен из прочной стали с покрытием
с хромом, чтобы сделать их привлекательными блестящими и
устойчивы к ржавчине (недорогие и естественно устойчивые к ржавчине пластмассы сейчас скорее
вместо этого использовать на автомобилях). Такие сплавы, как латунь и бронза, также могут быть покрыты гальваническим покрытием.
чтобы электролит содержал соли всех металлов,
должны присутствовать в сплаве.

Гальваника также используется для
изготовление дубликатов печатных форм в процессе, называемом
гальванопластики и для гальванопластики (альтернатива
литье предметов из расплавленных металлов).

Какой толщины гальваническое покрытие?

Фото: Медные музыкальные инструменты выглядят золотыми и серебряными, потому что они покрыты очень тонким слоем
покрытия этих металлов. Серебряное покрытие на них, вероятно, имеет толщину 10–20 микрон (примерно 0,01–0,02 миллиметра). Фото Майкла Б. Келлера предоставлено армией США, опубликовано на
Flickr
по лицензии Creative Commons (CC BY 2.0).

Независимо от того, покрываются ли вещи для украшения или защиты, толщина слоя покрытия является еще одним важным фактором.
рассмотрение. Очевидно, что чем толще покрытие, тем дольше оно прослужит и тем большую защиту даст.
но даже самое толстое покрытие намного тоньше, чем можно было ожидать. Типичная толщина плакированного металла варьируется от примерно
от 0,5 микрон (0,5 миллионных метра или 0,0005 миллиметра) до примерно 20 микрон (20 миллионных долей метра или 0,02 миллиметра) — так
это очень тонкий. (Чтобы дать вам некоторое представление, алюминиевая кухонная фольга находится примерно в середине этого диапазона, с
самая толстая и прочная фольга имеет толщину около 10–20 микрон.)
Что-то вроде позолоченного корпуса часов будет иметь 20-микронное покрытие, которое может легко выдержать повседневную грубость.
и валяться несколько десятков лет.

Узнайте больше

На этом сайте

• Atoms
• Электричество
• Электролизеры и электролиз
• Металлы

Занятия

Гальваника — это то, с чем вы можете легко поэкспериментировать в школе или (с помощью
взрослого) дома. Вот некоторые сайты, которые вы можете безопасно исследовать:

• Гальваническое покрытие от копейки до копейки: простое занятие от Венчурного инженерного и научного лагеря Университета Макмастера.
• Instructables: простое и дешевое гальванопокрытие: еще один эксперимент по гальванике своими руками с использованием простых предметов домашнего обихода.

Видеоролики

• Гальваника — как это делается: четкое введение в теорию и практику гальванизации и огромный спектр повседневных вещей, для которых она используется. Также рассказывается, как можно гальванизировать пластмассы и почему гальваническое покрытие часто необходимо наносить несколькими отдельными слоями или «слоями».

Книги

Для читателей постарше

• Гальваническое покрытие: инженерный справочник Лоуренса Дж. Дерни (ред.). Springer, 2014. Еще один подробный справочник, в основном предназначенный для людей, работающих в сфере отделки металлов.
• Гальваника: основные принципы, процессы и практика, Нассер Канани. Elsevier, 2004. Подробное введение для студентов-химиков, а также производителей.
• Современное гальванопокрытие Мордехая Шлезингера, Милана Пауновича (редакторы). Wiley, 2011. Большое и исчерпывающее руководство с главами по гальванике всех распространенных металлов, включая медь, никель, золото и олово; плюс освещение электроосаждения, полупроводников, органических пленок и многих других тем.
• Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! Ричард П. Фейнман. Vintage, 1992. Глава под названием «Главный химик-исследователь корпорации «Метапласт» (стр. 41 моего издания) представляет собой короткий, но забавный анекдот о гальванике пластмасс, в которой Фейнман, как оказалось, был пионером по воле случая.

Для младших читателей

Лучше всего подходят для детей в возрасте 9–12 лет, но эксперименты можно адаптировать для детей старшего или младшего возраста.

• Химия для каждого ребенка: 101 простой эксперимент, который действительно работает Дженис ВанКлив. Jossey-Bass, 2010. Очень хорошее практическое введение в химию (при необходимости с добавлением небольшого количества физики и биологии). Первоначально опубликовано в 1989, но так же актуален и сегодня. Упражнение 43 (Зеленые пенни) является примером металлизации.
• Пошаговые научные эксперименты по химии Дженис ВанКлив. Rosen, 2013. Более новая и короткая подборка от того же автора.
• «Элементарно», Роберт Уинстон. ДК, 2007/2016. Общее введение детей в химию, посвященное элементам, для детей 8–10 лет.

Артикул

Современное покрытие

• Нержавеющая сталь произвела революцию в еде после столетий неприятного привкуса во рту Марка Миодовника. «Гардиан», 29 апреля. , 2015. Материаловед превозносит достоинства гальванического покрытия.
• Дешевый (НО рискованный) способ позолотить ваши Apple Watch от Меган Логан. Wired, 14 апреля 2015 г. Не можете дотянуться до золотых часов Apple? Как насчет того, чтобы позолотить обычный?

Исторические статьи из архивов

• Древнеегипетское покрытие сурьмой медных предметов: заново открытое древнеегипетское ремесло Колина Г. Финка и Артура Х. Коппа, Metropolitan Museum Studies, Vol 4, No 2, 19 марта33, стр. 163–167. Простое гальванопокрытие использовалось в Египте более 5000 лет назад.
• Новая гальваника быстрее: Du Pont демонстрирует процесс, который также снижает стоимость: The New York Times, 18 октября 1938 г.

Патенты

Для получения более подробной технической информации стоит просмотреть:

• Патент США 6,527,920: Аппарат для гальванопокрытия меди Стивеном Т. Майером и др., Novellus Systems, Inc. 4 марта 2003 г. Подробное описание типа гальванических процессов, используемых при изготовлении интегральных схем.