Гальванический процесс: Гальваническое покрытие: назначение, виды, нанесение |

Содержание

Гальваническое покрытие: назначение, виды, нанесение

Что такое гальванизация?

Гальванизация – это электрохимический процесс, где участвует электролит, электрический ток, два электрода и обрабатываемая деталь. При этом металлический слой не просто наносится на поверхность, а проникает на молекулярном уровне в основание детали.

Для гальванизации необходимо, чтобы обрабатываемое изделие было идеально чистым. Для очистки и обезжиривания поверхностей можно использовать специальные органические растворители, которые не приведут к образованию коррозии.

Например, для этих целей подойдет очиститель металла MODENGY. Он хорошо удаляет разнородные загрязнения, такие как нефтепродукты, силиконовые, минеральные, синтетические масла, консервационные составы, адсорбированные пленки газов, влагу и т.д. Средство быстро испаряется и не оставляет следов.

В большинстве случаев для подготовки поверхности к гальванизации достаточно очистить и обезжирить поверхности. Можно также выполнить пескоструйную обработку и последующую шлифовку с применением специальных паст и наждачной бумаги.

Очень важно, чтобы покрываемая деталь имела идеальную поверхность без каких-либо раковин, царапин и сколов.

Рассмотрим сам процесс гальванизации. Подготовленное изделие погружается в раствор электролита и на него подается отрицательный заряд, который превращает деталь в катод. В электролите также находится специальная пластина из металла, который в дальнейшем и станет покрытием. Она является анодом. При подаче электричества металл с анода растворяется в растворе и переносится на отрицательно заряженный катод, в роли которого выступает обрабатываемая деталь. Таким образом на поверхностях образуется равномерный тонкий слой гальванического покрытия.

Данный метод гальванизации называется анодным. Благодаря ему при образовании коррозии в первую очередь разрушается само покрытие, а металл под ним в течение длительно времени сохраняет целостность.

Существует и другой способ – катодное напыление. Он используется гораздо реже, так как при нарушении защитного слоя разрушение металла под ним происходит более интенсивно, что обусловлено самой технологией нанесения.

Средой для перемещения металла с анода на катод выступает электролит. Он находится в специальных емкостях, объем которых зависит от производственных задач.

Крупногабаритные изделия подвешиваются в объемных ваннах. Небольшие детали покрываются в барабанных емкостях, где отрицательный заряд имеет сам барабан, который вращается в электролите. Для покрытия очень мелких изделий используются наливные ванны колокольного типа, которые при работе медленно вращаются, благодаря чему детали равномерно покрываются защитным слоем.

Большое значение играет плотность тока, проходящего через электролит. Она влияет на структуру формируемого слоя. Данная величина измеряется как отношение силы тока к единице поверхности обрабатываемой детали.

Если плотность тока слишком низкая, осадок вообще не образуется, а при слишком большой количество отложений превысит допустимую норму, что отрицательно скажется на качестве покрытия. Именно поэтому при осуществлении гальванизации следует постоянно контролировать данную величину.

Толщина готового гальванического покрытия может варьироваться от 6 до 20 микрон. Она зависит от особенностей материалов, которые участвуют в процессе нанесения. Адгезия металлического покрытия с основанием детали определяется при помощи специальных тестов.

Совместимость материалов

Для проведения гальванизации очень важно помнить о совместимости материалов. Все металлы в соединениях корродируют. В некоторых случаях этот процесс протекает с низкой скоростью. Но существуют материалы, которые нельзя соединять вместе.

Например, при работе с алюминием и его сплавами достаточно сложно работать, так как их поверхность покрыта окисной пленкой, затрудняющей нанесение гальванического покрытия.

Для гальванизации алюминия можно использовать следующие сочетания материалов:

Никель-медь-хром

Хром-никель

Олово-свинец

Олово-медь

Латунь

Цинк

Область применения гальванических покрытий

Гальванические покрытие отличаются высокой прочностью и износостойкостью. Благодаря этим качествам их широко применяют:

Виды гальванических покрытий

Гальванические покрытия разделяются на защитные, защитно-декоративные и специальные. Первые служат для защиты металлических деталей от воздействия агрессивных сред. Вторые дополнительно придают изделиям эстетичный внешний вид. Специальные наделяют поверхности новыми улучшенными свойствами: электроизоляционными, магнитными, увеличивают твердость и износостойкость.

В некоторых случаях гальванические покрытия наносятся с целью восстановления изначального вида деталей после их длительной эксплуатации. Они также могут использоваться для создания точных копий изделий, даже тех, у которых очень высокая сложность рельефа поверхности. Данную операцию называют гальванопластикой.

Рассмотрим основные виды операций по нанесению гальванических покрытий.

Меднение

В данном процессе используется медный купорос. Получаемое покрытие увеличивает прочность металлических деталей и их проводящих свойств. Такие металлы используются на производстве электрических проводников.

Но в чистом виде покрытие медью не используется, так как обработанные изделия подвержены коррозии и со временем окисляется. Поэтому меднение – это промежуточный процесс, после которого наносится слой другого покрытия.

Хромирование

Хром увеличивает прочность и стойкость металлов к агрессивному воздействию внешней среды. Он также улучшает внешний вид поверхностей и восстанавливает поврежденные детали до заводских параметров.

В зависимости от особенностей технологического процесса хромирование позволяет получить покрытия со своими характеристиками: блестящее усиливает твердость и износостойкость, серое матовое повышает твердость, но не придает износостойкости, молочное пластичное придает антикоррозионные свойства и эстетичный внешний вид, но не наделяет твердостью.

Цинкование

Покрытие металлов цинком – самая популярная разновидность гальванизации. Цинк придает поверхностям блеск и наделяет их высокими антикоррозионными свойствами. Особенно популярно цинкование в автомобильной промышленности и строительстве. Им обрабатывают различные емкости, опорные и кровельные конструкции, трубопрокатную продукции, кузова автомобилей.

Железнение

Данный вид покрытий служит для повышения прочности легкоизнашиваемых изделий, например, изготовленных из меди. Железное гальваническое покрытие отличается очень высокой износостойкостью.

Никелирование

Благодаря данному методу обработки металлические поверхности получают высокую стойкость к агрессивным воздействиям окружающей среды. Слой никеля защищает детали от коррозии, возникающей вследствие воздействий агрессивной среды, а также солей, кислот и щелочей. Никелированные детали также устойчивы к истиранию и механическим повреждениям.

Латунирование

Латунные покрытия защищают металлические изделия от коррозии, а также улучшают их сцепление с резиной.

Золочение и серебрение

Такие покрытия в основном используются в ювелирном деле, радиоэлектронной и электротехнической промышленности. Серебро и золото придают поверхностям высокие отражающие свойства, предотвращают коррозию, повышают твердость, придают эстетичный внешний вид, а также усиливают токопроводящую способность.

Родирование

Родий повышает стойкость металлов к агрессивным химикатам и механическим повреждениям. Родирование предотвращает потускнение и окисление серебра, а также придает изделиям декоративные свойства.

Покрытие оловом

Олово увеличивает прочность и твердость металлических изделий. Данный материал можно использовать для меди, цинка, алюминия и стали.

К защитным покрытиям можно отнести и антифрикционные твердосмазочные покрытия.

Они являются достаточно простым и эффективным способом обеспечить износостойкость и прочность металлических изделий, предотвратить их коррозию и разрушение под воздействием внешних агрессивных факторов.

Для этих целей подойдут антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY. Они изготавливаются на основе мелкодисперсных частиц твердых смазок (графита, дисульфида молибдена, политетрафторэтилена и т.д.), равномерно распределенных в среде растворителей и связующих веществ.

АТСП MODENGY отличаются:

Низким коэффициентом трения

Широким диапазоном рабочих температур от -200 до +560 °C

Работоспособностью в запыленной среде, вакууме и условиях радиации

Высокой несущей способностью до 2500 МПа

Высокими противозадирными и противоизносными свойствами

Стойкостью к агрессивным химикатам

Получение гальванического покрытия в домашних условиях

Для нанесения гальванических покрытий не обязательно обращаться в специализированные фирмы. Их можно получить и в домашних условиях, но при наличии знаний процесса электролиза, наличия необходимых материалов и оборудования.

Источником питания в данном случае может быть выпрямитель электрического тока, который оснащен регулятором выходного напряжения. В качестве гальванической ванны можно использовать любую пластиковую или стеклянную емкость. Но к ней есть несколько требований: она должна быть прочной, выдерживать температуры до +80 °C, вмещать обрабатываемую деталь и необходимое количество электролита.

При выборе анодов важно помнить, что их площадь должна быть больше, чем у покрываемой детали.

Для нагрева электролита до нужной температуры можно использовать небольшие электроплитки.

Единственная сложность при гальванизации в домашних условиях – это приобретение химических компонентов для электролита. Организации, занимающиеся производством и продажей таких компонентов, требуют от покупателей соответствующие разрешительные документы.

Для создания декоративных покрытий в свободном доступе можно приобрести специальные для таких целей вещества.

Хранить реактивы и готовую смесь следует в стеклянной посуде с притертыми крышками.

Выполнять работы рекомендуется в нежилых помещениях: гараже, мастерской и т.п. При этом потребуется заземлить оборудование и обеспечить вентиляцию.

Возврат к списку

Технология гальваники — процесс гальванического покрытия: методы

Главная

»

Гальваника и гальваническое покрытие:…

»

Содержание статьи:

Назначение гальванического метода
Суть технологического процесса
Гальванический метод
Предварительный осмотр детали
Подготовка электролита
Технология присоединения электродов
Гальванический процесс
Стадии процесса гальваники
Гальванические технологии
Самостоятельный гальванический процесс
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:

Обрабатываемая деталь тщательно осматривается на предмет имеющихся покрытий и состояния поверхности.
Проводятся процедуры обезжиривания, травления и активации поверхности детали.
Подбирается состав жидкого электролита, в который будет погружено изделие.
В специальную ванну, к которой подсоединено один или два анода, заливается электролит.
В нее опускается деталь, подсоединенная к катоду.
Запускается электрический ток.
Под его воздействием частицы солей металла направляются к отрицательно заряженному изделию.
На всей поверхности изделия тонким равномерным слоем оседает металл.
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

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 детали из гибридного металла могут открывать двери для удивительного диапазона применений, включая (но не ограничиваясь) прочность и долговечность конечного использования.

Загрузить информационный документ

Гальванопокрытие — 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 производства материалов и 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.

Несмотря на то, что пластик имеет ряд преимуществ перед металлом, есть много областей применения, в которых 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 предлагает 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 может использоваться 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 новую область возможностей 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 долговечные произведения искусства. В медицинском сообществе гальваническое покрытие используется для изготовления медицинских имплантатов, устойчивых к коррозии и поддающихся надлежащей стерилизации.

Гальваническое покрытие — это эффективный способ придания косметической металлической отделки 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 ограничения 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 гальваническое покрытие смоляных деталей 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 требуемых знаний и связанных с этим опасностей многие инженеры и дизайнеры предпочитают нанимать сторонних производителей гальванических покрытий, специализирующихся 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 видео выше 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 компоненты самолетов наносится 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 естественного 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.

Гальваника очень распространена 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 описываются как «позолоченные» или «посеребренные», велика вероятность того, что изделие, на которое вы смотрите, было гальванопокрытием. 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 наружным слоям всех видов 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.

На многочисленные электрические и солнечные компоненты нанесено 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 за счет самостоятельной 3D-печати новых конструкций на своем 3D-принтере Formlabs SLA и работы 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.

Композиты с гальваническим покрытием являются средством для достижения самых разных целей. Благодаря своей универсальности гальваническое покрытие открывает бесчисленные возможности в различных отраслях. Хотите узнать больше о гальванике 3D-печатных деталей?

Загрузите наш информационный документ , 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) прочность и долговечность конечного использования. К концу технического описания вы узнаете о новых способах нанесения гальванического покрытия, а также о проектных особенностях и практических советах по использованию металлического гальванического покрытия для повышения производительности ваших деталей SLA.

Загрузить информационный документ

Что такое гальванопокрытие – определение, принцип работы и его применение

Что такое гальванопокрытие?

Гальваническое покрытие в основном представляет собой процесс нанесения одного металла на другой путем гидролиза в основном для предотвращения коррозии металла или в декоративных целях. В процессе используется электрический ток для восстановления катионов растворенных металлов с целью образования на электроде плотного когерентного металлического покрытия. Гальваническое покрытие часто применяется при электрическом окислении анионов на твердой подложке, например при образовании хлорида серебра на серебряной проволоке для формирования электродов из хлорида серебра.

Гальванопокрытие в основном применяется для изменения характеристик поверхности объекта (например, защиты от коррозии, смазывания, истирания), но этот процесс также может использоваться для увеличения толщины или изготовления объектов с помощью гальванопластики.

Анод и катод

В гальванотехнике ток обычно подается от внешнего источника, при этом анод является положительным электродом, а катод — отрицательным электродом. Катод – это электрод, на котором протекает реакция электрохимического восстановления. Анод – это место, где протекает реакция электрохимического окисления.

В процессе гальваники используются анод и катод. При гальванике металл, растворенный с анода, может быть нанесен на катод. На анод подается постоянный ток, окисляющий и растворяющий его атомы металла в растворе электролита. На катоде растворенные ионы металла уменьшаются, и металл помещается на продукт.

Как работает гальваника?

Чтобы лучше понять концепцию, давайте рассмотрим пример с золотым покрытием. В этом случае слой золота должен быть нанесен электроосаждением на металлические украшения, чтобы улучшить их внешний вид.

Обычно позолоту подключают к аноду (+ve заряженный электрод) цепи, а украшение держат на катоде (-ve заряженный электрод). Оба находятся погруженными в сильно развитую электролитическую биту (раствор). На этом этапе на анод подается постоянный ток, который окисляет атомы золота и растворяет их в растворе.

Растворенные ионы золота восстанавливаются на катоде и наносятся на украшения.

Однако существуют основные факторы, влияющие на последнее покрытие. К ним относятся:

Уровень напряжения тока.
Температура и химический состав ванны.
Текущая продолжительность времени.
Расстояние между катодом и анодом.

Применение гальванических покрытий

Говоря об использовании гальваники, помимо улучшения внешнего вида подложки, она также используется в различных других целях. Основным применением является оптимизация устойчивости материала к коррозии. Гальванический слой часто служит жертвенным покрытием, которое показывает, что оно растворяется раньше, чем основное вещество. Некоторые из других распространенных применений гальванического покрытия включают:

Повышение износостойкости.
Увеличение толщины поверхности металла.
Повышение электропроводности, например, покрытие медным слоем электрического компонента.
Минимизация трения.
Повышение однородности поверхности.

Часто задаваемые вопросы – Часто задаваемые вопросы

Что такое гальваническое покрытие?

Гальваническое покрытие — это процесс выравнивания другого металла по металлу. Это достигается с помощью гальванического устройства, которое включает солевой раствор, батарею, провода и зажимы типа «крокодил», которые удерживают угольные стержни, прикрепленные к металлу, подлежащему гальванопокрытию, и металлу, подлежащему наслоению.

Какие факторы влияют на гальваническое покрытие?

На этот процесс влияет множество факторов. Некоторые из этих факторов включают площадь поверхности электродов, температуру, тип используемого металла и электролита, а также величину приложенного тока. Факторы, влияющие на процесс гальваники, будут исследованы в этом эссе.

Где используется гальваническое покрытие?

Гальваническое покрытие широко используется в промышленности и декоративно-прикладном искусстве для улучшения свойств поверхности объекта, таких как сопротивление истиранию и коррозии, смазывающая способность, отражательная способность, электропроводность и внешний вид.