Гальванічне покриття - яких видів буває і як отримати?

Гальванічне покриття - це поверхневий шар металу, який утворюється на оброблюваної деталі під час електрохімічних процесів. Суть гальваніки в тому, щоб отримати не просто декоративне покриття з металу на іншому металі, а захисний шар на поверхні, який утворюється в результаті проникнення молекул металу в поверхневому шарі оброблюваної деталі. Виходить не просто декоративний, а захисний шар, що перешкоджає розвитку корозійних процесів.

 

 

Трохи історії
Луїджі Гальвані (1737-1798 рр), чиїм ім'ям названо метод осадження частин одного металу на поверхню іншого - гальваніка, до посріблені чайних ложечок і цинкуванню алюмінієвих відер ніякого відношення не мав. Він цілком присвятив себе богослов'я, анатомії, фізіології і фізики, був видатним лікарем свого часу, які прагнули зрозуміти і пояснити принципи «тваринної електрики», коли при пропущенні струму через застарілу плоть можна спостерігати м'язові скорочення. Він і описав першим виникає при його дослідах різницю потенціалів різних видів металів і електроліту при їх контакті. Описав і рушив далі в своїх електрофізіологічних дослідженнях.

 

Застосувати цю різницю в практичних цілях прийшло в голову зросійщених німців Морицу Герману (1801-1874 рр). Переїхавши на ПМЖ в Росію, Моріц змінив ім'я на Борис, залишивши за собою другу з старовинних прізвищ, які належали його роду - Якобі.
У Імператорської академії наук над Герман трохи посміювалися, позаочі називаючи його «Яко би Борис», а й повагою він користувався колосальним. Це він - блискучий фізик і винахідник, якому Росія зобов'язана безлічі геніальних винаходів, в 1840-му році пише працю під назвою: «Спосіб виробляти за даними зразкам з мідних розчинів мідні вироби за допомогою електрики або Гальванопластика для прикладних мистецтв».

 

Оскільки Якобі використовував в своєму винаході роботи Луїджі Гальвані, новий метод «просування технологій при виробництві монет, обладнання друкарень та художніх ремесел» Борис-Моріц назвав гальванопластики, прилад, де відбувається чудодействен - гальванічної ванній. І виглядав він приблизно так.

 

Ось з такого приладу і почалася історія широко застосовується нині електрохімічного процесу, що став цілою окремою галуззю сучасної промисловості.

 

Де і для чого застосовується метод гальванірованія?
Гальваніка (розділ науки електрохімії, що вивчає осадження електроліту на поверхню металу) включає в себе 2 повноцінних розділу: гальванопластика і гальваностегія. Обидва включають в себе безпосередній процес металізовані поверхні виробів для отримання копій та захисту:
• антикорозійне гальванічне покриття (технологічне хромування, цинкування і т.д.);
• декоративний захист (естетичне покриття дорогоцінними металами ювелірних виробів);
• надання міцності виробам з м'яких металів і пластмас.

 

У двох останніх випадках застосовується гальванічне нарощування більш товстого шару металевих опадів - гальванопластика сріблом, золотом або їх імітація. Гальваностегія «знайшла себе» в нікелювання, міднення, хромування, лудінні, копіюванні, металізації пластика і каменю, при виробництві сувенірів, скрізь, де потрібно електрохімічне покриття стійкого в механічному відношенні металом іншого матеріалу.
Найдохідніший приклад гальваностегії - виробництво комп'ютерних компакт-дисків, за подібною технологією колись випускалися масово вінілові пластинки.
Гальванічний спосіб нанесення металу на обрану поверхню дозволяє отримати рівномірну металеву плівку на деталях будь-якої складності. І плівка це буде однакової товщини по всій поверхні!

 

Як це відбувається?
Учасники чарівного дії гальванічного покриття: основа-метал, постійний струм і металевий електроліт. Який метал - таке і покриття. Якщо пропускати струм (напруга) через свинець, то і покриття буде свинцеве, якщо потрібна гальванопластика срібла, то і пластина, опущена в електроліт, повинна бути срібна.

 

Товщина гальванічного покриття дорогоцінного та напівдорогоцінного металами становить всього 2 мікрона (1 мкм дорівнює 0,001 мм), але робить виріб надзвичайно зносостійким, до того ж покращує його зовнішній вигляд. Електролітична плівка виходить щільною, рівною, без напливів, бульбашок і пустот, позбавляючи ювелірний виріб крихкості і надаючи йому яскравий, що відображає сонце світло, яким не пройшли гальванізацію прикраси не мають. Зокрема, коефіцієнт відображення гальванопластичного срібла дорівнює 98%!
Електроліт - водний розчин кислот або солей, в якому (під дією струму) молекули солей і кислот розпадаються на іони. Позитивні іони водню і металів прагнуть до катода - електрод зі знаком «мінус», а негативні іони кислотних залишків - до анода зі знаком «плюс». 

 

Покривається виріб виступає в ролі катода - приймаюча сторона, основа, якої потрібно покриття, а в якості анода-віддає використовують пластину того металу, чиє гальванічне покриття хочуть отримати. Залізом? - Пластина заліза. Мерехтливе холодним інеєм родирование? - Пластина благородного родію. І для кожного випадку обробка металу вимагатиме індивідуального режиму електролізу і своєї товщини покриття.
Спільними для всіх варіантів є так звана ванна Якобі або гальванічна ванна - посудину або ємність з кислотостійких і не електропровідного матеріалу (скло, пластик) і джерела постійного струму (батарейка, акумулятор, випрямляч). До слова сказати, першу в світі батарейку винайшов все той же «Яко би Борис».

 

 

А ось так виглядає «примітивний» кустарний прилад, де може відбуватися домашня обробка не тільки металів, але і різних милих дрібничок для домашнього затишку (раковин, намистин, ключиків і т.п.)
Але, обробка металу іншим металом - це не тільки захоплююче розвага і не просто поверхневе блискуче покриття. Дешевизна і простота виконання методу, міцність покриття знайшли широке поширення в машинобудуванні, авіабудуванні, радіотехнічної, електронної та будівельної промисловості. Це завжди кінцева, під чистове обробка.
Що значить чистове обробка в промисловості? Це означає, що після гальваніки вироби для цих сфер промисловості набувають такі якості, як підвищена твердість, збільшення опірності до зносу, стійкість до корозії, механічна і електрохімічна захист при різних умовах експлуатації + рівномірний по товщині блискучий шар на будь-якої конфігурації деталей, що не вимагає ніяких додаткових дій. Ось що таке чистове гальванічна обробка.

 

Види основних гальванічних покриттів
хромування
Шар хрому наноситься на поверхні сталевих болтів, осей, вимірювального інструментів та ін. Для додання підвищеної твердості і збільшення опірності корозії таких металів, як мідь і нікель. Часто зустрічається потрійний «тулуп»: основа - мідь, потім - нікель, а потім - хром. Використовуються і в якості декоративних напилювачі.

 

цинкування
Цинк не тільки стійкий до атмосферних впливів, але і будучи анодним металом, забезпечує деталям підвищену механічну і електрохімічний захист. Цинкування може бути блискуче, як у випадку з хромом, а може мати матову поверхню, що не впливає на його стійкість до забруднень і корозії.
Настав або насталеніе
Так називається гальванічне покриття залізом «слабких» металів. Наприклад - мідь. Деталі й елементи з цього червоного металу дуже швидко зношуються. Покриття їх гальванічним залізом надає їм твердість сталі, до того ж світло-срібляста плівка з такого заліза практично не іржавіє.

 

Гальваніка алюмінієвих сплавів
Гальваніруют такі сплави з метою поєднувати ряд цінних якостей алюмінію і покриття. Для захисних і декоративних функцій гальванічне покриття алюмінію здійснюватимуть комбінований сплав міді, нікелю та хрому. Для додання антифрикційних властивостей деталей машин (втулки, підшипники та ін. Деталі, що працюють при ковзанні) застосовується гальваніка зі свинцю і олова або олова і міді.
Для прискорення пайки алюмінієвих деталей гальванічне покриття повинне бути олов'яним або срібним. Латунь - для адгезії алюмінію з гумою (гаряче пресування). Від заїдання різьбових деталей з алюмінію - цинкування. Сполучення вузлів алюміній + сталь або мідь - кадмій.

 

гальванічне травлення
Це єдиний спосіб гальваніки, де використовується не постійний, а змінний струм. До того ж «обряд» травлення (нанесення малюнка на бажаний предмет) легко провести в домашніх умовах. Для цього знадобляться гальванічна ванна (будь-який відповідний пластиковий контейнер), трансформатор, здатний знижувати струм до 6В, 2 пластини з міді і заліза і 2 металевих стрижня-штанги. 

 

Процес травлення здійснюється так:
1. Нагрійте злегка пластини і покрийте тонким шаром воску або парафіну. Нанесіть на воскову поверхню будь-який бажаний малюнок.
2. Повісьте пластини «обличчям» один до одного на штангах-стрижнях на відстані 1,5-2 см.
3. Залийте в пластиковий контейнер розчин звичайної кухонної солі (2-3 ст.л. на 1 л води) і подайте напругу.
4. Через 40 хв. ток відключаємо, пластини виймаємо, промиваємо і акуратно нагріваємо до тієї температури, коли віск легко зчищається без соскабливания.

 

Тепер з радістю розглядаємо травлёний на пластинах гальванічний візерунок - точну копію нанесеного раніше малюнка. Це, звичайно, не аерографія на кузові улюбленого авто, але витравити власний візерунок на лезі мисливського ножа ви точно зможете!

 

 

Сьогодні без гальваніки вже не обійтися. Піддаються сріблення, золочення, родирование пошкоджені і подряпані сережки, каблучки і кулончики. Заповнюються відколи і дірочки, вирівнюються поверхні деталей і кузовів автомобілів. У сантехнічних магазинах ми милуємося блискучими кранами-змішувачами, вибираємо хромовані труби і прицінюємося до позолоченим столових приладів. І все це тому, що практично всі галузі промисловості взяли на озброєння метод Бориса-Моріца Якоба-Германна.

 

Автор статті Сенченко Ігор Олександрович

Початок Зроби сам
Главная Страница Контактная Информация Поиск по сайту Контактная Информация Поиск по сайту