Galvanizace jako technologie: galvanické pokovování a galvanické tvarování

Galvanizace je vhodná pro zlepšení vzhledu a ochranu výrobků před mechanickým poškozením, vlhkostí a dalšími nepříznivými vnějšími vlivy. Při správné přípravě není technologie příliš obtížná k reprodukci bez chyb doma.

Galvanické lázně se používají ve výrobních závodech k řešení rozsáhlých problémů

Podstata galvanického procesu

Když kapalinou prochází stejnosměrný proud, ionty se záporným (kladným) nábojem jsou přitahovány k anodě a katodě. S vhodným složením roztoku je možné uspořádat tvorbu vrstvy mědi, zinku a dalších materiálů na povrchu elektrod. Tento proces se nazývá galvanizace. Používá se k vytváření ochranných a dekorativních povrchů na zpracovávaných výrobcích.

Co je proces galvanizace

Jakmile zjistíte, co je galvanika, můžete začít studovat důležité detaily. Pokud se pro depozici používá katoda, pak se anoda vybere z vhodného materiálu. Princip fungování spočívá v postupném ničení, aby se doplnila ztráta pracovních složek v roztoku.

Složení média musí být zvoleno tak, aby se minimalizovalo (zcela eliminovalo) zhoršení kvality povlaku v důsledku přítomnosti určitých nečistot. Je třeba vzít v úvahu i následující faktory:

• pro zvýšení účinnosti užitečných fyzikálních a chemických procesů je užitečné zvýšení teploty;
• budete potřebovat dostatečně výkonný zdroj stejnosměrného proudu;
• Aby se zabránilo ručnímu provádění některých akcí, jsou potřeba nástroje pro řízení a automatizaci.

Důležité! Vzhledem k tomu, že se plánuje organizace výroby doma, je třeba věnovat zvláštní pozornost bezpečnostním otázkám.

Cíle galvanického povlakování kovů

Co je galvanické pokovování pro domácí použití? Teoreticky není příliš obtížné najít specializovaný podnik, uzavřít smlouvu a obdržet hotový výrobek s oficiálními zárukami. Praktická realizace těchto nápadů je však spojena s různými obtížemi:

• platba za služby a ztráta času;
• nedostatek dobrých specialistů nebo vhodných výrobních zařízení v blízkosti;
• neochota dodavatelů překonfigurovat stávající zařízení pro provádění relativně malého objemu práce.

Pouze vy můžete vytvořit jedinečný galvanický povlak se speciálními vlastnostmi. Tato technologie otevírá široké možnosti pro individuální kreativitu. Jak bude zřejmé po prostudování dat prezentovaných v publikaci, technologii lze kvalitativně reprodukovat bez nadměrných nákladů.

Galvanický povlak je bezchybný vzhled složitých tvarů výrobků

Fotografie jasně ukazuje vynikající kvalitu zpracování nejmenších detailů a těžko dostupných míst. Kromě zlepšení estetických parametrů pomáhá galvanizace kovu vytvořit na izolantu vrstvu s nízkým elektrickým odporem.

Nerezová ocel je drahá. Místo toho se zvyšuje odolnost výrobků vůči vysoké vlhkosti pomocí měděného pokovování. Tato technologie je vhodná pro výrobu velkolepých šperků, dekorativních a funkčních prvků nábytku. Používá se ke zpevnění miniaturních dílů a zajištění chemické neutrality.

V kosmetologii se galvanický výboj s nízkou intenzitou používá ke zlepšení funkčního stavu pokožky a odstranění jednotlivých defektů.

Zařízení pro galvanizaci

Není třeba majitelům profesionálních kosmetických salonů „brat chléb“. Příslušné metody je nutné provádět obzvláště pečlivě, aby nedošlo k poškození zdraví. Nicméně každý běžný člověk je schopen připravit si kvalitní sadu vybavení k řešení technických problémů.

Hlavní součástí je spolehlivý a dostatečně výkonný zdroj stejnosměrného proudu. Hodí se nastavení v požadovaném rozsahu napětí (1-12,5 voltů) a proudu (až 50-60 A) pomocí vestavěného indikátoru měřicího zařízení. Hodnoty požadovaných elektrických parametrů se volí po stanovení pracovních nastavení technologických operací.

Nádoba vhodných rozměrů se vybere z chemicky neutrálního materiálu. Postačí žáruvzdorný plast. Je však lepší použít sklo s ohledem na následující výhody:

• dlouhodobé zachování spotřebitelských vlastností;
• pevnost, odolnost vůči vysokým teplotám;
• snadno se čistí.

Jak vidíte na fotografii, elektrody lze upevnit na stěny. Použití „krokodýlů“ urychluje připojení. Pro ohřev na požadovanou teplotu se vám bude hodit elektrický sporák s plynulou regulací výkonu. Pro přesnou přípravu směsi je potřeba váha.

Typy základních galvanických povlaků

Mědění je oblíbený způsob galvanizace kovů. Atraktivní je levnost výchozích ingrediencí a rychlost vytváření vrstvy. Elektrolyt je vytvořen na bázi síranu měďnatého. Vytvořená vrstva má dobrou elektrickou vodivost. Je snadné koupit elektrodu vyrobenou z takového kovu za rozumnou cenu.

Používají se také následující nátěry:

Vícevrstvé kombinace se používají k dosažení speciálních technických a estetických parametrů. V následujících částech bude ukázáno, jak kombinované použití několika kovů zlepšuje vzhled a další vlastnosti ochranné a dekorativní vrstvy.

Důležité! Je nutné vzít v úvahu kompatibilitu jednotlivých materiálů. Galvanický pár měď-hliník se nepoužívá. Taková kombinace aktivuje proces elektrochemické koroze. Galvanický pár v tomto případě tvoří jakýsi zdroj proudu. Velikost EMF takové „baterie“ určuje rychlost destruktivních procesů.

Zvlášť je třeba zmínit vlastnosti mosazného pokovování. Na rozdíl od jiných procesů se zde používá elektrolyt, ve kterém jsou současně přítomny dvě hlavní složky: zinek a měď. Právě z nich se vytváří mosazná slitina. V tomto příkladu se pomocí elektrochemického zpracování nanáší tenká vrstva na kovový obrobek.

Vlastnosti galvanického stříbření a zlacení

Níže jsou uvedeny technologie, které se vyznačují relativně vysokými náklady na spotřební materiál. Pro stříbření se vytváří roztok na bázi dobře vyčištěné destilované vody. Přidává se kalcinovaná soda, ferikyanid draselný a hlavní složka – chlorid stříbrný.

Udržujte relativně nízkou teplotu pracovního prostředí (od +18 °C do +22 °C). Výpočet proudu se provádí s ohledem na hustotu na jednotku plochy elektrody. V tomto případě stačí 0,1–0,12 A na dm². Vhodná je anoda vyrobená z grafitu. Její velikost by měla být větší než obrobek.

Pro nanesení kovu na dielektrikum je nutné vytvořit mezilehlou vodivou vrstvu

Tento elektrolyt se vytváří z vodného roztoku zlata smíchaného s kyselinou. Doporučuje se pečlivá příprava obrobku. Pro zlepšení přilnavosti se kromě pečlivého čištění (odmašťování) používá ponoření do dusičnanu rtuťnatého. Pro snížení spotřeby přísad a prevenci vad se nejprve používá mědění.

Důležité! Pro bezpečné používání agresivních chemických sloučenin je nutné intenzivní větrání nebo pracovní operace prováděné venku.

Vlastnosti galvanizace s různými kovy doma

Níže uvádíme několik nuancí, které je třeba zvážit při reprodukci jednotlivých technologií.

Niklování kovových výrobků

Pro tento proces se používá zvýšení teploty (z +24 °C na +26 °C) a galvanický proud až do 1,2 A na dm3, oproti výše uvedenému stříbření. Vodíkový index je pečlivě sledován. Doporučené rozmezí pH je od 6 do 30. Silná vrstva se stihne vytvořit za 40–XNUMX minut.

Mědění bez ponoření

Ocelový výrobek je upevněn v držáku a připojen ke zdroji stejnosměrného proudu (mínus). Kartáč vyrobený z vícevláknového měděného drátu je ponořen do elektrolytu. Tento nástroj je připojen ke kladnému pólu. Pohybuje se po opracovávaném povrchu.

Elektrochemické zinkování

Elektrolyt se vyrábí z následujících složek:

• destilovaná voda – 2 litry;
• síran amonný – 100 g;
• síran zinečnatý – 400 g;
• octan sodný – 30 g.

30–40minutové ošetření vytvoří odolnou vrstvu, která dobře ochrání díly před korozí. Tato metoda je levnější než použití podobných dílů vyrobených z nerezové oceli.

Chromování kovových výrobků

Pro spolehlivost je tato vrstva upevněna na technologickém niklovém substrátu. Toto řešení netvoří galvanický pár. Lesk dekorativního povlaku se zvyšuje zvýšením teploty. Odolné povlaky se získávají při proudové hustotě větší než 90 A na dm², čehož je v domácích podmínkách obtížné dosáhnout.

Galvanické povlaky GOST

Galvanizace je vhodná pro řešení různých problémů, co to je z pohledu odborníků, lze objasnit ve specializovaných předpisech. Potřebné informace jsou uvedeny v oficiálních normách.

Tabulka tematických GOST

číslo dokumentu	Předmět, rysy
9.309.-86	Vytvoření rovnoměrných povlaků s průměrnou proudovou hustotou nejvýše 5 A na dm².
9.308-85	Testovací technologie
12.3.008-75	Bezpečnostní pravidla
9.005-72	Přijatelné kombinace kovů, které netvoří galvanický článek
9.313-89	Tvorba povlaků na výrobcích z polymerních materiálů
9.908-85	Stanovení odolnosti proti korozi pro výběr galvanické izolační jednotky
12.1.007-75	Klasifikace škodlivých látek
ISO 4042	Vytvoření galvanických povlaků na spojovacích prvcích
2789-73	Drsnost povrchu

Jak připravit produkt k postupu

Mechanické zpracování odstraňuje okuj, otřepy a další vady. K odmašťování se používají mýdlové roztoky, alkohol a aceton. V některých případech se vrchní vrstva nanáší na jednu nebo více mezivrstvy.

Příprava elektrolytu

Pro následné skladování vyberte nádobu. Vhodnou volbou pro „chemii“ je skleněná nádoba s víkem s broušenou kůží. Některé ingredience bude nutné vážit s přesností na setiny gramu, takže budete potřebovat vhodné váhy.

Je třeba mít na paměti! Prodej některých nebezpečných sloučenin a látek soukromým osobám je zakázán.

Materiály, které nedokážou odstranit čisticí chemikálie

Tento seznam obsahuje skvrny, které je obtížné nebo nemožné odstranit běžnými pracími prostředky:

• epoxidová pryskyřice;
• asfalt, živice;
• struska a jiné vady svařování;
• syntetický olej, laky, barvy a další petrochemické produkty;
• silná vrstva tuku, stearinu, vosku.

Galvanické pokovování, galvanoplasty, patinování

Galvanické pokovování je kopírovací technologie. Podstata procesů se neliší od výše uvedených popisů. Adheze je však snížena, aby se zjednodušilo oddělení hotového výrobku od obrobku.

Galvanické pokovování je zlepšení mechanických parametrů kombinované vrstvy. Například chrom díky své vysoké pevnosti zabraňuje poškození ocelových výrobků.

Patinování se používá ke změně dekorativních vlastností povrchu. Zejména vytváří uměle zestárlý vzhled.

Šipky označují oblasti vytvořené technologií duhové patiny.

Galvanický pár elektrod

Galvanické prvky jsou vodiče vyrobené z různých materiálů. Druhou povinnou podmínkou pro tento termín je zapojení obvodu pro zajištění elektrického kontaktu a vytvoření elektromotorické síly mezi kontakty. Ponoření takových součástí do roztoku s jasně vyjádřenými alkalickými (kyselými) vlastnostmi aktivuje korozi. Aby se zabránilo rychlému zničení, kromě páru měď-hliník se nedoporučují následující kombinace:

• titan-hliník;
• cín-stříbro;
• olovo-platinový;
• slitina niklu a hořčíku atd.

Bezpečnostní opatření během práce

Je nutné zkontrolovat shodu napájecí sítě s vysokým příkonem. V případě potřeby použijte samostatné vedení, které je v elektrickém rozvaděči připojeno k samostatnému ochrannému automatu. Zdroj stejnosměrného proudu je uzemněn. Používá se pouze provozuschopné zařízení.

Pro bezpečné provádění práce je lepší použít garáž, jinou technickou místnost nebo venkovní prostor. Kromě toho se používají standardní osobní ochranné prostředky:

• gumové rukavice;
• respirátory, gázové obvazy;
• průhledné masky, brýle;
• oblečení s dlouhými rukávy.

Historie vývoje a výhody galvanizace

Základem technologie je publikace slavného Itala L. Galvaniho „O silách elektřiny“ (1779). První pracovní metodu vytvořil B. Jacobi v roce 1838. I tehdy byly dosaženy dobré praktické výsledky. Staletí zlepšování procesů poskytují v naší době následující výhody:

• vysoce přesné zpracování i u složitých tvarů výrobků;
• schopnost řídit tloušťku jedné nebo více vrstev;
• vysoce kvalitní jednotná struktura povlaku;
• dobrá přilnavost k různým povrchům;
• vynikající estetické vlastnosti.

Uvedené výhody lze využít při správném dodržování technologických pravidel. Příprava je nezbytná. Výběru zařízení je třeba věnovat dostatečnou pozornost.