Nakładanie powłok galwanicznych

1. Nakładanie powłok galwanicznych

2. Przygotowanie powierzchni metali pod powłoki galwaniczne Spełnienie podstawowych zadań nakładania powłok galwanicznych wymaga zachowania kolejności określonych czynności. Trwałość i estetyka powłok będzie zapewniona, jeżeli zostaną nią pokryte gładkie i fizycznie czyste powierzchnie. Półfabrykaty niestety nie spełniają tych norm. Różne rodzaje nierówności przedstawia rysunek: Dlatego, przed pokryciem materiału, należy go odpowiednio przygotować. Przeznaczone do polerowania powierzchnie powinny być najpierw wyczyszczone. Rodzaj czyszczenia zależy od rodzaju zabrudzenia.

3. Metody oczyszczania powierzchni • Metoda mechaniczna • Metoda fizyczna • Metoda chemiczna • Metoda elektrotechniczna • Metoda fizochemiczna

4. Metoda mechaniczna Polega na usunięciu tlenków i innych zanieczyszczeń czy uszkodzeń w warstwie powierzchniowej. W ramach przygotowań należy również stępić i zaokrąglić ostre krawędzie oraz zmniejszyć falistości i chropowatości powierzchni.Ponadto, powierzchniom przewidzianym pod powłoki galwaniczne, należy nadać jakąś ozdobną fakturę (połysk lub matowienie). Niestety, w czasie obróbki mechanicznej nie można usuwać błędów kształtu przedmiotu. Można natomiast wybłyszczyć, czy nawet wypolerować, powłokę galwaniczną matową.Metoda obróbki mechanicznej cieszy się, wśród galwanotechników, dużą popularnością, zmianie ulegają tylko techniki. Tradycyjne szlifowanie taśmowe i polerowanie ścierne zastępuje obróbka hydrościerna i obróbka luźnymi kształtkami w pojemnikach. Nowe metody nie są tak pracochłonne i pozawalają na prowadzenie masowej produkcji, co wpływa na koszt wyrobu.

5. Oczyszczanie metodą ultradźwięków(metoda fizochemiczna) Urządzenia do mycia i czyszczenia ultradźwiękami, zwane myjkami lub płuczkami ultradźwiękowymi, stanowią określonej objętości zbiorniki (wanny), do dna których są zamocowane przetworniki ultradźwiękowe (magnetostrykcyjne lub piezoelektryczne) promieniujące energię akustyczną do cieczy stanowiącej kąpiel dla mytego obiektu. Powstają wówczas drgania cieczy o szybko zmieniającym się rytmie, wywołując zjawisko kawitacji. Działanie pęcherzyków kawitacyjnych jest tak silne, że warstwa brudu osadzona na mytych elementach zostaje szybko oderwana.Za pomocą myjek ultradźwiękowych usuwa się zanieczyszczenia, które nie poddają się zwyczajnemu myciu czy szorowaniu, a których rozmiary są często mikroskopowe. Skuteczność mycia ultradźwiękowego zależy nie tylko od natężenia , ale również częstotliwości fal. Do usuwania mikroskopowych zanieczyszczeń zwykle stosuje się częstotliwości w zakresie 20-50 kHz. Zanieczyszczenia submikroskopowe wymagają ultradźwięków o większych częstotliwościach, do 150 kHz.

6. Istotną sprawą dla dobrych warunków mycia ultradźwiękami jest równomierny rozkład pola ultradźwiękowego (gęstości energii) w całej objętości myjki. W wielu przypadkach wytwarzają się wewnątrz cieczy fale stojące i wtedy obserwuje się wyraźne obszary o większej energii w strzałkach i mniejszej energii w węzłach ciśnienia akustycznego. W takich przypadkach skuteczność mycia jest też zależna od miejsca, w którym znajduje się obiekt czyszczony.Myjki ultradźwiękowe stosuje się w różnych gałęziach przemysłu, jak na przykład w przemyśle elektrycznym i elektronicznym do czyszczenia płytek obwodów drukowanych, elementów scalonych itp., w przemyśle precyzyjnym do mycia elementów zegarmistrzowskich i wielu innych (np. mycie naczyń chirurgicznych). Szczególne zastosowanie znalazły myjki do procesów galwanizacyjnych, które ulegają znacznemu przyśpieszeniu w polu ultradźwiękowym, a także umożliwiają uzyskanie pokryć galwanicznych znacznie lepszej jakości. Przykład myjki ultradźwiękowej

7. Metoda fizyczna Metody fizyczne polegają na rozpuszczaniu lub emulgowaniu zanieczyszczeń. Emulgowanie jest to proces zmierzający do przejścia dwóch nie mieszających się cieczy w stan zwany emulsją.

8. Metoda chemiczna Metody chemiczne polegają na obróbce w solach stopionych, zmydlaniu tłuszczów i rozpuszczaniu produktów korozji w kwasach. Najprostszą metodą jest rozpuszanieproduktów korozji w kwasachNa małą skalę można przeprowadzić w warunkach domowych przeprowadzić takie same procesy, jakie stosuje się na codzień w przemyśle.Będzie to mianowicie chemiczne rozpuszczanie produktów korozji 10 - 15 % kwasem solnym (HCl) lub 10 - 15 % roztworem kwasu siarkowego (H2SO4).Niestety przy tej metodzie cierpi sam produkt stalowy.Ale i w tym wypadku można niemal do minimum zmniejszyć ujemne skutki trawienia wyrobów stalowych w kwasach.Wystarczy zastosować tzw. inhibitory.Powodują one, że kwas trawi tylko produkty korozji (a więc tlenki i wodorotlenki), nie naruszając niemal zupełnie samej stali.

9. Metoda elektrochemiczna Polega na tym samym co metody chemiczne jednak odbywa się za pomocą prądu elektrycznego i przy jednoczesnym mechanicznym współdziałaniu gazów wydzielających się na powierzchni przedmiotu w wyniku reakcji wtórnych w elektrolicie.

10. Metody galwaniczne • Niklowanie • Chromowanie • Miedziowanie • Kadmowanie • Cynowanie • Mosiądzowanie • Srebrzenie • Złocenie Cynkowanie Mosiądzowanie Miedziowanie Niklowanie

11. Niklowanie Niklowanie polega na pokrywaniu wyrobów metalowych warstwą niklu. Niklowanie wykonuje się w celach antykorozyjnych, dekoracyjnych a także technologicznych jako podłoże dla innych powłok galwanicznych. Niklowanie wykonuje się najczęściej na przedmiotach stalowych, a najtrwalsze powłoki osiąga się pokrywając stal najpierw grubszą warstwą miedzi, jako warstwą pośrednią o lepszej przyczepności zarówno do stali, jak i niklu, a następnie cieńszą warstwą niklu. Z kolei w powłokach najwyższej jakości taki układ warstw służy jako podłoże dla warstwy chromu. Powłoki niklowe charakteryzują się nieco gorszym wyglądem od powłok chromowych (gorszy połysk, możliwość lekkich przebarwień), mniejszą odpornością na korozję i słabszą wytrzymałością mechaniczną, są jednak tańsze.

12. Chromowanie Chromowanie jest to pokrywanie przedmiotów metalowych i z tworzyw sztucznych powłoką chromową. Chromowanie stosuje się w celu zwiększenia odporności na zużycie, podniesienia własności termicznych lub dla ozdoby. Chromowanie wykonuje się najczęściej metodami elektrolitycznymi. Proces prowadzony jest w temperaturze 900-1050°C przez 3-12 godzin w różnego rodzaju ośrodkach (kąpielowe, proszkowe, gazowe). Stosuje się na materiały do pracy na zimno i gorąco, na części maszyn dla przemysłu spożywczego) Chromowanie elektrolityczne jest przeprowadzane w wannach wypełnionych roztworami soli chromu , podgrzanymi do kilkudziesięciu - kilkuset stopni Celsjusza , do których zanurza się przedmiot poddawany pokrywaniu chromem.

13. Miedziowanie Miedziowaniejest to metoda pokrywania przedmiotów metalowych warstwą miedzi. Miedziowanie odbywa się metodą elektrolityczną. Najprostszym przykładem jest sposób, w którym używa się miedzianej anody, oraz roztworu kwasu siarkowego jako elektrolitu. Katodą jest przedmiot, który ma być pokryty warstwą miedzi.

14. Kadmowanie Kadmowanie jest to pokrywanie powierzchni przedmiotów stalowych cienką powłoką kadmu w celu ochrony przed korozją powodowaną działaniem powietrza i wody morskiej. Kadmowanie odbywa się poprzez zanurzenie elementu w elektrolicie oraz przyłożenie napięcia co powoduje, że wydzielający się kadm przylega do przedmiotu. Zwykle stosuje się elektrolity cyjankowe, czasem siarczanowe. Kadm bardzo dobrze (w stosunku do cynku) zabezpiecza elementy przed korozją szczególnie w warunkach morskich. Wadą kadmowania jest wysoka cena oraz wydzielanie się podczas tego procesu toksycznych par związków kadmu i cyjanków.

15. Cynowanie, mosiądzowanie Cynowanie jest to pokrywanie powierzchni metalowych (gł. stopów żelaza lub miedzi) ochronną powłoką cyny. Stosowana w celu ochrony przed korozją naczyń kuchennych, blach (szczególnie do konserw). Mosiądzowanie polega na nakładanie na powierzchnie przedmiotów metalowych, głównie wykonanych ze stali lub stopów cynku, powłoki galwanicznej z mosiądzu, zazwyczaj powyżej 65% Cu. Powłoki mosiężne dzielimy na techniczne i dekoracyjne.

16. Mosiądzowanie, srebrzenie Mosiądzowanie techniczne stosuje się pod patynowanie. Mosiądzowanie dekoracyjne na podkładzie niklu błyszczącego stosuje się na:akcesoria meblowe, wyroby oświetleniowe, uchwyty, wyroby kaletnicze. Srebrzenie jest to proces polegający na pokryciu powierzchni warstwą srebra. Ma szerokie zastosowanie do wykonywania powłok o charakterze dekoracyjno-ochronnym dla wyrobów jubilerskich oraz jako powłoki ochronne w elektrotechnice i elektronice. Najczęściej stosowane jest na styki elektryczne, końcówki szyn itp. Srebrzenie techniczne stosować należy wszędzie tam gdzie potrzebna jest większa odporność na ścieralność powierzchni oraz większa jej twardość.

17. Złocenie Złocenie toproces elektrolityczny lub chemiczny polegający na osadzeniu cienkiej warstwy złota na podłożach metalicznych. Chemiczne osadzanie złota zachodzi poprzez reakcje wymiany, na drodze kontaktowej, na drodze katalitycznej. Wykonuje się także złocenie tamponowe (technika selektywnego pokrycia). Elektrolityczne pokrywanie złotem może odbywać się w kąpielach alkalicznych, neutralnych, słabo kwaśnych, siarczanowych i żelazocyjankowych.