Ako sa galvanické pokovovanie aplikuje v práci a doma

V činnostiach každého kompetentného elektrikára existujú momenty, ktoré si vyžadujú presnú analýzu javov vyskytujúcich sa počas elektrolýzy. V mnohých prípadoch je pre plnú automatizáciu procesu potrebné jemné doladenie jednosmerných zdrojov do prevádzkového režimu s rôznymi časovými charakteristikami.

Historický odkaz

Prvýkrát základné zákony popisujúce vplyv jednosmerného prúdu na správanie látok rozpustených v elektrolytoch stanovil anglický vedec Michael Faraday.

Fyzikálno-chemické procesy elektrolýzy prebiehajú v elektrolytickom článku.

Vyrába sa v nádobe na elektrolyt. Vo vnútri tela sú dve elektródy, na ktoré sa privádza kladný a záporný náboj z riadeného zdroja konštantného napätia. Veľkosť prúdu pretekajúceho spoločným obvodom je regulovaná a riadená operátorom pomocou meračov. Automatizované elektrické články fungujú pod dohľadom elektroniky.

Elektróda, na ktorú sa aplikuje kladný náboj, sa nazýva «anóda» a záporná «katóda». Pôsobením prúdu v elektrolyte sa vytvárajú ióny s nábojmi opačných znakov:

1. katióny;

2. anióny.

Pozitívne nabité ióny sa nazývajú "katióny", pretože sa pohybujú smerom ku katóde. Anióny sú negatívne nabité ióny, ktoré sú priťahované k anóde.

Technológie, ktoré vznikajú pri elektrolýze, sú na križovatke dvoch vied:

1. chémia;

2. elektrotechnika.

Historicky sa preto prax vyvinula tak, že galvanizáciou sa zaoberá špeciálny odbor elektrochémie, ktorý študuje elektrochemické aj fyzikálne javy, ku ktorým dochádza pri ukladaní katiónov kovov na akýkoľvek typ anódy. Deje sa tak za účelom výberu optimálnych technologických podmienok, vývoja špeciálnych techník a metód spracovania, výberu nominálnych režimov zariadení počas nanášania určitých kovov na rôzne bázy.

V praxi galvanický povlak sa už dlho delí na dva samostatné, nezávislé smery:

1. galvanoplastika;

2. Galvanizácia.

Tieto metódy fungujú na približne rovnakých technológiách, líšia sa však materiálmi podkladu, na ktorý sa nanáša galvanický povlak.

Elektrotyp

Toto je spôsob, ako vytvoriť plytkú kópiu objemového obrazu nekovovej časti. Hlavnými materiálmi môžu byť ľahko spracované omietky, kameň, drevo, plastové polotovary a iné látky.

Vo výtvarných dielňach vznikajú jedinečné formy šperkov prekrývaním listov rôznych stromov, kvetov, hmyzu vrstvou kovu.

Zakladateľom galvanického lakovania bol Rus Boris Semenovič Yakobi, ktorý vyvinul technológiu, ktorá umožnila vytvoriť slávne kovové plastiky, ktoré dodnes zdobia budovu Katedrály svätého Izáka v Petrohrade. Za túto prácu sa mu dostalo celosvetového uznania, bola mu udelená Demidovova cena, najprestížnejšia pre vedcov v Rusku, a počas slávnostného ceremoniálu na parížskej výstave mu bola udelená veľká zlatá medaila.

Hrúbka výrobkov vytvorených metódami elektroformovania sa vyznačuje zväčšenými rozmermi, ktoré im dodávajú pevnosť počas prevádzky. Môže dosahovať od 0,25 do dvoch alebo viac milimetrov, čo je dosiahnuté dĺžkou trvania elektrochemických procesov.

Neželezné drahé kovy sa najčastejšie používajú galvanickým pokovovaním v umeleckých výrobkoch:

• zlato;

• striebro,

• platina;

• ródium.

Na technické účely použite:

• meď;

• nikel;

• železo.

Pri pozlátení, striebre, niklovaní sa meď používa ako medzivrstva v technologických procesoch galvanizácie.

Galvanizácia

Tento spôsob galvanizácie je založený na nanesení tenkej vrstvy ochranného kovu na povrch kovovej časti alebo skupiny predmetov. Horný kryt môže vykonávať rôzne funkcie:

• ochrana proti korózii;

• ochranná dekorácia;

• zlepšenie vzhľadu;

• dodávanie rôznych elektrických vlastností povrchu s cieľom zlepšiť vedenie prúdu alebo zvýšiť izolačné vlastnosti;

• zvýšenie pevnostných charakteristík proti zadieraniu;

• predĺženie odolnosti proti opotrebovaniu;

• zlepšenie priľnavosti pri pogumovaní ocelí;

• zvýšená priľnavosť k spájkam a rad ďalších vlastností.

Širokú škálu produktov na galvanické pokovovanie nájdete na všetkých miestach okolo nás.

Vyššie uvedená fotografia zobrazuje spracované detaily, ktoré nás obklopujú v každodennom živote: zdobené prvky nábytku a svietidiel, ochranné nátery pre domáce spotrebiče a krabice.

Kvalita vrstvy nanesenej na výrobok závisí od štruktúry vytvoreného náteru. Na technické účely sa používajú najjemnejšie zrnité a zároveň husté vrstvy sedimentov. Sú vytvorené:

• výber komponentov a zloženia elektrolytu;

• udržiavanie optimálneho teplotného režimu pracovného prostredia počas elektrolýzy;

• aktuálne nastavenie, stabilita jeho hustoty a trvanie výrobného cyklu.

Druhy galvanického pokovovania

Vrstva zlata dodáva výrobkom bohatý vzhľad, chráni pred koróziou, zvyšuje odrazivosť produktu. Vodivé vlastnosti pozlátených povrchov dobre fungujú v elektronických zariadeniach.

Postriebrenie sa používa na rovnaké účely a zároveň sa často používa na zlepšenie vodivých vlastností výkonových obvodov. Aplikuje sa na kontakty štartérov, stýkačov, elektromagnetických a statických relé, nôh operačných zosilňovačov, mikroobvodov a iných elektronických komponentov.

Niklovanie umožňuje výrobkom vyrobeným z ocele, medi a jej zliatin, hliníka, zinku a menej často volfrámu, titánu a molybdénu dodať dekoratívny vzhľad a poskytnúť ochranu proti korózii nielen pri atmosférickom vplyve, ale aj pri práci v podmienkach:

• kontaminácia roztokmi solí, zásad, slabých kyselín;

• zvýšené vystavenie mechanickému abrazívnemu zaťaženiu.

Chrómovanie zvyšuje tvrdosť a odolnosť kovov proti opotrebeniu a umožňuje obnoviť opotrebované povrchy trecích dielov na pôvodné parametre. Zmena charakteristík technologického režimu vám umožňuje vytvárať:

• matné nátery so sivým odtieňom, ktoré majú najväčšiu tvrdosť, krehkosť, ale najnižšiu odolnosť proti opotrebovaniu;

• lesklé povrchy s dobrou odolnosťou proti opotrebeniu a tvrdosťou;

• plastové mliečne nátery s nízkou tvrdosťou, ale atraktívnym vzhľadom a dobrými antikoróznymi vlastnosťami. Zinkový povlak chráni oceľové plechy a oceľové výrobky pred koróziou a často sa používa v automobilovom a stavebnom priemysle.

Medený povlak oceľových výrobkov chráni pred koróziou a zvyšuje vodivé vlastnosti kovu, používa sa na pokrytie elektrických vodičov prevádzkovaných vonku.

Mosadzný povlak nielen chráni oceľ a hliníkové zliatiny pred koróziou, ale zaisťuje aj ich dobrú priľnavosť k pneumatike.

Pancierovanie dodáva povrchom jedinečný vzhľad.

Rhódiovanie poskytuje:

• ochrana striebra pred zafarbením;

• zdobenie povrchov;

• vysoká chemická odolnosť;

• zvýšená odolnosť proti opotrebovaniu.

Charakteristika technologických procesov pre galvanické pokovovanie

Priemyselné galvanické metódy sú široko používané vo výrobných procesoch.

Rôznorodosť zariadení a spôsobov nanášania vonkajšej vrstvy určuje veľké množstvo technológií na stavbu povrchového kovu.

Technologické procesy zvyčajne zahŕňajú etapy:

1. predbežná príprava polotovarov;

2. akumulácia galvanickej vrstvy v kúpeľoch;

3. finálne spracovanie dielu.

V predbežnej fáze sa vykonáva mechanické spracovanie a morenie povrchov:

• čistenie od oxidov a nečistôt;

• predbežné odmasťovanie;

• pripevnenie k zavesenému zariadeniu;

• izolovať stránky, ktoré nevyžadujú spracovanie;

• konečné odmastenie.

Pri anodickej úprave dielov je dôležité dodržať optimálne parametre prúdu a ich trvanie.

Záverečná fáza zahŕňa:

• neutralizácia elektrolytických zvyškov na spracovaných častiach;

• alternatívne ošetrenie prúdom vody pri rôznych teplotách;

• odstránenie častí závesných prvkov;

• odstránenie izolovanej vrstvy z uzavretých predmetov;

• sušenie;

• v prípade potreby vykonať tepelné spracovanie;

• mechanická úprava na požadovanú veľkosť.

Dizajnové prvky moderného galvanizačného zariadenia

Na prispôsobenie sa používa elektrolyt galvanické kúpele vyrobené z odolných polymérov:

• PVC;

• PVDF;

• polypropylén.

Sú namontované na pevnom kovovom podstavci spolu s riadiacimi jednotkami v modulárnych prevedeniach.

Vysokokvalitné čistenie dielov je zabezpečené metódami vytvárania:

• prúdový pohon;

• prietoková metóda;

• kaskádový príjem.

Konečné vyhodnotenie procesu čistenia vykonáva operátor pomocou metód vizuálneho pozorovania.

Inštalované elektrické zariadenia a vykurovacie zariadenia sú riadené automaticky alebo obsluhou. Na urýchlenie operácií sa vykonáva bublanie, kývanie a iné techniky.

Priemyselné podniky sú vybavené ochrannými zariadeniami, absorbérmi, palubným odsávaním, systémami čistenia odpadových vôd a umožňujú vykonávať len určité procesy, napríklad:

• nanášanie niklovo-zlatých vrstiev na priemyselné výrobky;

• nikel, striebro, meď, chrómovanie na príveskoch;

• niklovanie v bubnoch;

• spracovanie medi a cínu v malých sudoch;

• ozdoby na prívesky;

• čistenie odpadových vôd a iné technológie.

Priemyselné závody používané vo veľkých podnikoch sú spojené do výrobných liniek.

Domáce galvanické metódy

Použitie galvanických a galvanických metód na domáce účely je v kompetencii každého domáceho majstra. Pred výrobou takýchto zariadení by ste si však mali preštudovať a vziať do úvahy bezpečnostné pravidlá, ktoré je potrebné dodržiavať pri práci s agresívnymi kvapalinami a elektroinštaláciou, zabezpečiť dobré vetranie priestorov a likvidáciu odpadových vôd.

Použitie sklenených vaní je nežiaduce z dôvodu ich krehkosti. Je lepšie vybrať riad vyrobený zo silných priehľadných polymérov.

Pre tok elektrického prúdu konštantnej veľkosti v malých nádržiach s elektrolytom môžete použiť návrh hotových blokov z počítača alebo mobilného telefónu alebo ich vyrobiť sami pre špecifické potreby.

Celkom jednoduché napájacie zariadenia zo starých rádií s tranzistorovou reguláciou nájdete na internete alebo si vezmite za základ nasledujúcu schému.

V ňom môžete použiť transformátor z akéhokoľvek starého televízora alebo ho navinúť sami.Nominálne charakteristiky výkonového tranzistora, usmerňovacieho diódového mostíka a regulačného odporu sa vyberajú podľa výkonu záťaže. Elektrolytický kondenzátor vyrovnáva vyhladené napätie. Pre nepretržité sledovanie aktuálnej hodnoty je zabudovaný ampérmeter.

Usporiadanie častí podobného bloku, ale s dodatočným uzlom riadiacich tranzistorov, je znázornené na fotografii.

Pre lepšie chladenie výkonového tranzistora slúži vzduchový chladič.

Je veľmi jednoduché vyrobiť ďalší napájací zdroj: výstupy samostatných kontaktov «+» a «-» z nabíjačky mobilného telefónu sú prepojené meracím zariadením a regulačným zaťažovacím odporom s príslušným výkonom na elektródy galvanického zariadenia. kúpeľ.

Pri vykonávaní práce galvanickými alebo galvanickými metódami bude musieť domáci majster samostatne vykonávať experimenty a zaznamenávať ich výsledky, aby získal skúsenosti. Len tak sa objavia majstrovské a praktické zručnosti.