7
Суть гальванического процесса
Первые эксперименты с электрическим током европейские учёные проводили уже в 17 столетии. Но взаимодействие физических и химических процессов было изучено позже — и в 1800 году появился новый способ обработки металлов: гальваника. Принцип этого метода заключается в том, что электричество не просто участвует в реакции, но и способно кардинально изменить механические свойства вещества.
Практическое применение новой методики начинается с 1939 года. Первым «заданием» гальванопластики стало участие в изготовлении металлических стереотипов, необходимых для денежной реформы. Вскоре начались и творческие процессы — работа с предметами не только из меди, но и бронзы, золота, серебра.
Алгоритм (как, впрочем, и конкретная рецептура) подбирались эмпирическим путём. Вскоре, в середине 19 века, был запатентован метод никелирования. А развитие автомобильной индустрии стало расцветом для гальванической теории и практики. И теперь эта технология превратилась в один из разделов электрохимии, а основной методикой стали процессы осаждения оксидов и металлов на изделиях самой различной формы и назначения.
Для чего гальванический способ обработки используется сегодня
Защитная металлическая плёнка, которая появляется в результате гальванических процессов, выполняет три основные задачи:
- Расширяет функциональность обработанных предметов.
- Придаёт поверхности необходимые химические и физические свойства.
- Создаёт презентабельную внешность изделий.
Гальваника нашла широкое распространение не только в промышленности и механической обработке металла, но и в автотюнинге: она позволяет успешно защищать транспорт от главного врага металла — коррозии. Электрохимическая полировка продлевает срок эксплуатации техники и одновременно служит декоративным элементом: достаточно вспомнить хромированные «Волги» отечественного автопрома недавней эпохи.
В каких сферах невозможно сегодня обойтись без гальванической обработки:
- самолётостроение;
- автомобильная индустрия, включая реставрацию старых авто;
- промышленная и радио- электроника;
- разнообразные задачи в строительстве.
Гальваника обеспечивает важное преимущество — простота регулирования толщины металлического слоя, который наносит мастер. Его размер можно варьировать в зависимости от задач гальванирования, конкретных материалов и заложенного заказчиком бюджета.
На какие материалы возможно нанести покрытие гальваническим методом
- Медь и её сплавы
- Титан и его сплавы
- Алюминий и его сплавы
- Чугун
- Диэлектрики
- Углеродистая сталь
- Нержавеющая сталь
- Сплавы цинк-алюминий-медные сплавы
Какие металлы используются в качестве покрытия
- хром
- медь
- серебро
- цинк
- железо
- родий
- никель
- золото
- латунь
- олово
![изделия с гальваническим покрытием изделия с гальваническим покрытием](/upload/medialibrary/be0/1mkq417mm0zfrdte3o2cmqcpffp0beew/galvanic_product.jpg)
Широкое распространение гальванический метод получил не только по техническим, но и по финансовым причинам — некоторые изделия окажутся слишком дорогостоящими, если их целиком выполнить из нужного металла. А вот использование дешёвых материалов, которые будут затем покрыты металлической плёнкой, позволит получить те же самые механические и визуальные свойства, но за гораздо меньшую стоимость.
Как происходит процесс гальваники
Изделия, на которые необходимо наносить защитную плёнку, помещают в специальную ванну, наполненную электролитическим раствором. Здесь же размещены аноды (естественно, несущие положительный заряд). В качестве анода используются металлические компоненты, которым предстоит «расплавиться» в электролите и превратиться в покрытие. Обрабатываемое изделие выполняет роль катода. Под воздействием тока аноды растворяются, и частицы металла постепенно осаждаются на отрицательно заряженном изделии.
Таким методом можно работать более чем с тридцатью видами металлов и их оксидов. Большинство из них обладает высокими антикоррозийными характеристиками: например, кадмий успешно справляется с защитой оборудования в морском судоходстве. У меди другие задачи — в первую очередь после её нанесения возрастают показатели электро- и теплопроводности деталей.
Техническая база обычного гальванического цеха
Оборудование должно обеспечивать не только качественный результат, но и максимальную безопасность. Теоретически подобный процесс возможно выполнить и в кустарных условиях. Но для надёжного результата и соблюдения элементарных норм безопасности необходимо подобрать основное и вспомогательное оборудование:
- ёмкости для электролита — и в оптимальном варианте они должны быть бесшовными;
- аноды, изготовленные из того металла, который должен превратиться в покрытие готового изделия;
- электролит, точно подобранный под конкретную задачу;
- трансформатор, преобразующий переменный ток в постоянный;
- перемешивающие устройства, не вступающие в реакцию с электролитом и металлами;
- химически стойкие нагреватели.
Гальваническая ванна в современном варианте — это ёмкость с электролитом. поверхность которой для безопасности отделена материалами, не вступающими в химические реакции с наполнителем. Преимущественно это стойкие пластиковые вещества нового поколения.
Шины необходимо подбирать исходя из ампеража — как правило, они изготовлены из меди. Потребуется и мощная вытяжка — к сожалению, процесс создания гальванического покрытия далёк от экологической безопасности.
Особое внимание на производстве уделяется утилизации отходов — они обладают токсичностью, и остатки электролита не могут быть просто вылиты в канализацию.
Что происходит в гальваническом цехе
Перед началом процесса гальванической обработки изделия должны быть очищены от грязи, пыли или налёта жира. Ржавчина (как и любые оксиды) удаляется при помощи кислоты или концентрированной щёлочи. Предварительный этап — проверка изделия на наличие дефектов. В некоторых случаях потребуется дополнительно создать отверстие для крепления: погружение в электролит выполняется при помощи специальной проволоки (при выборе шины потребуется проанализировать все параметры обрабатываемой детали или конструкции).
Материал вспомогательной проволоки, её сечение и другие параметры определяет мастер в зависимости того, какой величины подаётся ток и сколько весит гальванизируемое изделие.
После каждого этапа предварительной обработки требуется тщательная промывка. И только после этого начинается непосредственно нанесение гальванического слоя: металлическая плёнка осаждается на идеально чистую поверхность. Дополнительно может потребоваться полировка и сушка изделия, но в обязательный алгоритм работы они не входят. Сушка применяется потому, что в течение первых суток после обработки металл активен и с лёгкостью впитывает посторонние вещества.
Основные преимущества, которые обеспечивает процесс гальванического покрытия:
-
ровная защитная плёнка без «качелей» в любой заданной толщине;
-
возможность работы с изделиями самой сложной формы;
-
надёжная защита от коррозии;
-
высокий показатель адгезии;
-
демократичная стоимость;
-
презентабельная внешность обработанных деталей.
Как и на любом производстве, заключительным этапом является контроль полученных характеристик (от адгезии до блеска, от теплопроводности до антикоррозионных качеств), и только по результатам тестирования оформляется сертификат качества. Если любой из параметров не соответствует стандарту — не прошедшее проверку изделие отправляется в повторную обработку. Каждый этап работы строго регламентирован Российским стандартом.
ГОСТ 9.308-85 | ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ |
ГОСТ 9.309-86 | ПОКРЫТИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ |
ГОСТ 2789-73 | ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ. Параметры и характеристики |
ГОСТ 12.1.007-76 | Вредные вещества. Классификация и безопасность |
ГОСТ 12.3.016-87 (2001) | Антикоррозионные работы. Требования безопасности |
ГОСТ 9.005-72 | Допустимые и недопустимые контакты металлов |
Коротко о терминах
Врач Гальвани начал исследование, но большинство его предположений были далеки от истины. А вот физик, химик и физиолог Вольта разобрался в «электрохимических» реакциях на современном уровне, положив начало новым исследованиям. Практическое применение электролиза — заслуга адъюнкта Российской академии наук Якоби. Но название уникального метода связано именно с тем, кто впервые обратил внимание на непонятное явление.
Современное определение «гальваника» относится к общему описанию процесса. А конкретные термины указывают в первую очередь на металл, который используется в качестве анода и наносится на изделия — никелирование, латунирование. С растворимым анодом мы уже разобрались, а нерастворимый используется для того, чтобы на его поверхности происходили второстепенные (побочные) реакции. К примеру, выделение хлора или кислорода.
Основные направления современной гальваники — гальваностегия и гальванопластика. В первом случае происходит нанесение защитного или декоративного слоя металлической плёнки, во втором — создание металлического покрытия значительной толщины, цель — копирование металлического или диэлектрического предмета.
И с каждым годом появляются новые сферы применения — начиная от электроники и заканчивая изготовлением изящных ювелирных изделий. Сейчас без гальванической обработки сложно представить многие аксессуары компьютеров и рыболовных снастей, фурнитуру для одежды и канцелярские принадлежности. Но самое распространённое применение — автомобилестроение, ремонт, восстановление и производство любых транспортных средств: от раритетного Мустанга до школьного велосипеда.
Оставить комментарий
Оставить комментарий
Ответьте на комментарий пользователя
Ярослав
Да, вы правы. Статья вышла хорошая
Ваш комментарий отправлен
Мы опубликуем комментарий сразу после проверки службой модерации. Проверка может занять до одного рабочего дня.
смотрите также
Подписаться на статьи
После подписки на рассылку вы будете получать подборку статей и свежих новостей на свой почтовый адрес
Нажимая на кнопку вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности
Подписаться на статьи
Благодарим вас за подписку на рассылку
![металлическое изделие](/local/templates/cometal/assets/media/images/subscribe/decor.jpg)
Комментарии
Здесь пока нет комментариев. Поделитесь первым мнением о статье!