Поцинковане и неговото приложение

Поцинковане — метод на отлагане на метали върху повърхността на метални и неметални изделия, използвайки електролиза… След такова отлагане повърхността на продукта придобива голяма устойчивост на корозия, по -красив външен вид (декоративно покритие), понякога — по -голяма твърдост, устойчивост на износване.

Ако в този случай продуктът е покрит с много тънък (5 — 30 μm) слой метал, само в редки случаи (повърхностно втвърдяване) достигащ до десети от милиметъра, тогава този вид процес се нарича галванично покритие.

Понастоящем галваничното покритие е широко използвано (медно покритие, никелиране, хромиране, сребърно покритие, позлата, кадмиево покритие, повърхностно покритие с цинк, калай, олово).

Позлатяването, сребърното покритие, никелирането и хромирането се използват главно за декоративни цели, като в същото време тези покрития повишават устойчивостта на корозия.

Медта се използва главно като междинен слой върху изделия от никел или хромирана стомана. Добрата адхезия на защитния метал към материала на продукта е много важна за трайността на покритията..Зикел и хромне се прилепват здраво към стоманата, поради което последната първо се омекотява, а след това върху медта се нанася слой от никел или хром.

Тъй като хромният слой в някои случаи не предпазва от корозия, се използва и трислойно покритие (мед-никел-хром). Покриването на продукти със слой от никел или хром предпазва иx повърхност от окисляване при нагряване до 480 — 500 ° C. Цинковото покритие се използва широко за защита от корозия; в някои случаи прибягват до кадмиево покритие.

Покритието от хром и никел се използва също за подобряване на износоустойчивостта на повърхностите, като стереотипи в печатната индустрия. Покриването на стереотип със слой от никел, хром или желязо може да увеличи експлоатационния му живот с 10 или повече пъти. В тези случаи дебелината на нанесения филм трябва да бъде по -голяма (30 — 50 микрона или повече).

Незаменимо условие за здравината на адхезия на нанесения слой към основния метал е чистотата на повърхността на последния. Ето защо, преди електролизата, най -малките следи от мръсотия, оксиди, мазнини се отстраняват внимателно от продуктите. За да направите това, те обикновено се обезмасляват в горещи разтвори на основи или в органични разтворители — керосин, бензин.

За да се отстранят оксидите и замърсяванията, продуктите се гравират в сярна или солна киселина, а за получаване на гладки повърхности — чрез смилане и полиране. Последната операция се повтаря след нанасяне, ако поради декоративни причини е необходимо да се получи блестяща повърхност, тъй като продуктите за баня обикновено са матови.

Основната част от електролита са солите на нанесения метал. Освен това, за да се подобри проводимостта на електролита, в него често се въвеждат киселини или основи, които правят електролита кисел или алкален. По време на позлатяване и сребро, а понякога и при медно покритие, цианидни съединения се въвеждат в електролита, което осигурява по -добро сцепление на покритието с основния метал.алом.

По правило в процесите на галванизация се използват разтворими аноди под формата на ленти или пръти от метал, нанесени върху катода..V В този случай металът се прехвърля от анода към катода. Въпреки това, аноди, направени от метал или сплав, които са неразтворими в даден електролит, също се използват, например, при хромиране, направени от олово или оловно-антимонова сплав.В този случай металът се отделя върху продуктите поради електролита и солта на нанесения метал трябва систематично да се добавя към електролита.

Поцинковането се извършва във вани от материал, който е химически устойчив на използвания електролит. Големите вани са изработени от стомана, заварени, а за киселинни разтвори те са изолирани отвътре с каучук, ебонит, винилова пластмаса или покрити с киселиноустойчиви и топлоустойчиви лакове.

Заготовките, които ще се обработват, обикновено се монтират на закачалки във ваната. За процеси, протичащи при ниска плътност на тока (0,01 — 0,1 A / cm2), се използват стационарни вани с фиксирани катоди.

При висока плътност на тока (например при хромиране) се използват непрекъснати вани, при които продуктите по време на процеса на нанасяне на покритие се придвижват от единия ръб на ваната до другия. Такива вани обикновено са оборудвани с устройства за разбъркване на електролита със сгъстен въздух и филтрирането му.

При голям капацитет се използват автоматични машини, оборудвани с редица вани, в които се извършва не само покритието на самите продукти, но и подготовката на повърхността им (обезмасляване, ецване и изплакване). При такива машини продуктите, движещи се на стъпала хоризонтално и вертикално, последователно преминават през всички вани.

При галванизирането, както при всички електролитични процеси, се използва постоянен ток, обикновено ниско напрежение (6 — 24 V). Процесът се регулира чрез промяна на плътността на тока, стойността на последния се променя в зависимост от процеса от стотни и десети A / dm2 при позлатяване и сребро до десети A / cm2 при хромиране.

С увеличаване на плътността на тока количеството нанесен метал за единица време се увеличава, но когато превиши определена стойност (своя собствена за всеки процес), качеството на покритието рязко се влошава. Галванизираните вани се захранват от DC генератори или полупроводникови преобразуватели.

За повечето процеси на галванизация текущата ефективност е относително висока (от 100 до 90%), за редица процеси, например позлата и някои видове медни покрития, ефективността на тока намалява до 70 — 60%. Само с хромиране е много ниско (12%), тъй като в този процес по -голямата част от консумираната електроенергия се изразходва за странични реакции.

През последните години бяха проведени експерименти за използването на периодичен ток в галваничните процеси. Обикновено променлив компонент се наслагва върху постоянен ток, като амплитудата на променливия компонент е приблизително 2 пъти по -голяма от стойността на постоянния ток. Използването на периодичен ток при направата на покрития от никел, мед и цинк може да подобри тяхното качество, по -специално да намали замърсяването на нанесения слой с примеси.

В някои случаи е възможно медно покритие, когато банята се захранва с ток от 50 Hz. Това се обяснява с частичното коригиране на променливия ток от електрохимична клетка, поради което в тока на банята се появява постоянен компонент.