Kaj je postopek galvanizacije?

Kaj je postopek galvanizacije?

Avtor: Smart Water Tech Allen Huang 2024-09-27

Galvanizacija je postopek nanosa tanke plasti drugih kovin ali zlitin na določene kovinske površine po principu elektrolize. Glede na sestavo prevleke lahko postopek galvanizacije razdelimo v 8 kategorij: kromiranje, bakrenje, kadmijevo prevleko, kositranje, cinkanje, nikljanje, pozlačenje in posrebrenje.

Nato bo ta članek podrobno opisal načela in značilnosti 8 glavnih procesov galvanizacije.

Krom je srebrno bela kovina z rahlim nebesno modrim odtenkom. Ima močne pasivne lastnosti in se v atmosferi hitro pasivizira, pri čemer kaže lastnosti plemenite kovine, zato je kromirana prevleka na železnih delih katodna prevleka. Kromova plast je zelo stabilna v atmosferi in lahko dolgo časa ohrani svoj lesk. Je zelo stabilen v jedkih medijih, kot so alkalije, dušikova kislina, sulfid, karbonat in organska kislina, vendar je topen v haličnovodikovi kislini, kot je klorovodikova kislina in vroča koncentrirana žveplova kislina.

Kromov sloj ima visoko trdoto, dobro odpornost proti obrabi, močno odbojnost in dobro toplotno odpornost. Ni očitne spremembe sijaja in trdote pod 500 stopinjami; oksidacija in razbarvanje se začneta, ko temperatura preseže 500 stopinj; začne se mehčati, ko je nad 700 stopinj. Zaradi odličnih lastnosti kromirane plasti se široko uporablja kot zunanja plast in funkcionalna plast galvanizacije zaščitno-dekorativnega sistema galvanizacije. Kromiranje se pogosto uporablja pri površinski obdelavi kuhinjskih armatur.

Pobakrena plast je roza in mehka, ima dobro duktilnost, električno prevodnost in toplotno prevodnost, je enostavna za poliranje in jo je mogoče pridobiti z ustrezno kemično obdelavo za pridobitev okrasnih barv, kot so bronasta, bakreno zelena, črna in naravna barva. Pobakrenje zlahka izgubi sijaj na zraku, na površini pa se ob reakciji z ogljikovim dioksidom ali kloridom oblikuje plast bakrovega karbonata ali filma bakrovega klorida. Ko je izpostavljen sulfidu, nastane rjav ali črn bakrov sulfid. Zato je treba kot dekorativno bakreno plast na površino nanesti organsko pokrivno plast. Ker je bakreno prevleko enostavno oksidirati, se redko uporablja v pipah.

Kadmij je mehka, srebrno bela, sijoča ​​kovina, ki je trša od kositra in mehkejša od cinka. Ima dobro plastičnost in je enostaven za kovanje in valjanje. Kemijske lastnosti kadmija so podobne lastnostim cinka, vendar se ne topi v alkalni raztopini, topi se v dušikovi kislini in amonijevem nitratu, zelo počasi pa se topi v razredčeni žveplovi kislini in razredčeni klorovodikovi kislini. Kadmijeve pare in topne kadmijeve soli so strupene, zato je treba strogo preprečiti onesnaženje s kadmijem. Ker je onesnaževanje s kadmijem zelo škodljivo in drago, se za zamenjavo kadmija običajno uporablja cinkanje ali prevleka iz zlitin.
Vrste raztopin za kadmijsko prevleko, ki se pogosteje uporabljajo v proizvodnji, so kadmijeva prevleka s kompleksom amino karboksilne kisline, kadmijeva prevleka s kislinskim sulfatom in kadmijeva prevleka s cianidom. Poleg tega obstajajo pirofosfatno kadmijevo prevleko, alkalno trietanolaminsko kadmijevo prevleko in kadmijsko prevleko HEDP.

Kositer ima srebrno bel videz, atomsko maso 118,7, gostoto 7,3 g/cm3, tališče 231,89 stopinj in atomsko valenco dvo- in štirivalentno, tako da sta elektrokemična ekvivalenta 2,12 g/A·h in 1,107 g/A·h oz. Prednosti kositra so odpornost proti koroziji, nestrupenost, enostavno spajkanje železa, mehkoba in dobra duktilnost.
Pocinkana prevleka ima naslednje značilnosti in uporabo:

(1) visoka kemična stabilnost;

(2) V elektrokemičnem zaporedju je standardni potencial kositra pozitiven glede na potencial železa in je katodna prevleka za jeklo. Učinkovito lahko zaščiti podlago le, če je premaz brez por;

(3) Kositer ima dobro prevodnost in ga je enostavno spajkati;

(4) Kositer kristalizira in začne mutirati pri -130 stopinji in se popolnoma spremeni v kristalni alotrop pri -300 stopinji, splošno znano kot "kositrna kuga", na kateri točki popolnoma izgubi svoje lastnosti ;

(5) Tako kot prevleka s cinkom in kadmijem lahko tudi kositer pri visoki temperaturi, vlažnosti in zaprtih pogojih zraste v brke, ki se imenujejo dolge dlake;

(6) Po pocinkanju ga lahko ponovno raztopimo v vročem olju nad 231,89 stopinj, da dobimo sijočo vzorčasto plast kositra, ki jo lahko uporabimo kot okrasni premaz za vsakodnevne potrebščine.

Cink je zlahka topen v kislini in alkalijah, zato ga imenujemo amfoterna kovina. Cink se v suhem zraku skoraj ne spreminja. V vlažnem zraku se bo na površini cinka oblikoval bazični film cinkovega karbonata. V žveplovem dioksidu, vodikovem sulfidu in morski atmosferi ima cink slabo korozijsko odpornost, zlasti pri visoki temperaturi, visoki vlažnosti in atmosferi z organsko kislino je cinkov premaz zelo enostaven za korozijo. Standardni elektrodni potencial cinka je -0,76 V. Za jeklene podlage je cinkana prevleka anodna prevleka. Uporablja se predvsem za preprečevanje korozije jekla, njegova zaščitna učinkovitost pa je tesno povezana z debelino prevleke.

Po pasiviranju, barvanju ali premazovanju s svetlobnim protektorjem lahko cinkana prevleka bistveno izboljša svoje zaščitne in dekorativne lastnosti. Z razvojem tehnologije cinkanja in sprejetjem visokozmogljivih belil za cinkanje je cinkanje vstopilo v zaščitno-dekorativne namene iz preprostega zaščitnega namena.
Obstajata dve vrsti rešitev za pocinkanje: raztopine za pocinkanje s cianidom in raztopine za pocinkanje brez cianida. Raztopine za nanašanje cianida so razdeljene na mikrocianide, nizko cianide, srednje cianide in visoke cianide. Raztopine za nanašanje brez cianida vključujejo raztopine za nanašanje z alkalnim cinkatom, raztopine za nanašanje z amonijevo soljo, raztopine za nanašanje sulfatov in raztopine za nanašanje klorida brez amonijaka. Raztopine za cinkanje s cianidom imajo dobro izravnalno sposobnost, proizvajajo gladke in občutljive premaze in se že dolgo uporabljajo v proizvodnji. Zaradi visoke toksičnosti cianida in resnega onesnaževanja okolja so bile uporabljene raztopine za pocinkanje z nizko vsebnostjo cianida, mikrocianida in necianida.

1. Galvanizirana plast niklja je zelo stabilna na zraku. Ker ima kovinski nikelj močno sposobnost pasiviranja, lahko na površini hitro tvori zelo tanek pasivacijski film, ki je odporen proti koroziji atmosfere, alkalij in nekaterih kislin.
2. Galvanizirani kristali niklja so izjemno fini in imajo odlične lastnosti poliranja. Polirana nikljeva prevleka lahko pridobi zrcalni sijajni videz in lahko ohrani svoj sijaj dolgo časa v atmosferi. Zato se galvanizirana plast pogosto uporablja za dekoracijo.
3. Trdota prevleke iz niklja je relativno visoka, kar lahko izboljša odpornost proti obrabi površine izdelka. V tiskarski industriji se nikljanje pogosto uporablja za izboljšanje trdote svinčene površine. Ker ima kovinski nikelj visoko kemično stabilnost, nekatera kemična oprema pogosto uporablja tudi debelejšo nikljano prevleko za preprečevanje korozije medija. Nikljanje se pogosto uporablja tudi v funkcionalnih vidikih, kot je popravilo obrabljenih in korodiranih delov ter uporaba tehnologije krtačenja za lokalno galvanizacijo. Postopek elektroformiranja se uporablja za izdelavo plošč za elektroformiranje, kalupov za plošče in drugih kalupov v tiskarski industriji. Debela plast ponikljanja ima dobro odpornost proti obrabi in se lahko uporablja kot premaz, odporen proti obrabi. Zlasti v zadnjih letih je bila razvita kompozitna galvanizacija, ki lahko nanese kompozitno nikljevo prevleko z obrabno odpornimi delci, njegova trdota in odpornost proti obrabi pa sta višji kot pri nikljanju. Če se kot razpršeni delci uporabi grafit ali fluorirani grafit, ima dobljena kompozitna prevleka nikelj-grafit ali nikelj-fluoriran grafit dobro samomazljivost. Lahko se uporablja kot mazalni premaz. Črno nikljanje se pogosto uporablja tudi kot premaz ali okrasni premaz za optične instrumente.
4. Nikljanje ima širok spekter uporabe. Lahko se uporablja kot zaščitni dekorativni premaz na površini jekla, cinkovih litin, aluminijevih zlitin in bakrovih zlitin za zaščito osnovnega materiala pred korozijo ali za igranje svetle dekorativne vloge; pogosto se uporablja tudi kot vmesni premaz za druge premaze, na katerega se nanese tanka plast kroma ali plast imitacije zlata, ki ima boljšo odpornost proti koroziji in lepši izgled. Kar zadeva funkcionalne aplikacije, lahko ponikljanje z debelino približno 1 ~ 3 mm na delih v posebnih industrijah doseže namen popravila. Širše se uporablja zlasti v kristalizatorju za kontinuirno litje, kalupih na površini elektronskih komponent, kalupih za tlačno litje zlitin, kompleksnih oblikah delov letalskih motorjev in proizvodnji mikroelektronskih komponent itd.

Galvanizirana zlata prevleka ima močno odpornost proti koroziji, dobro prevodnost, enostavno varjenje, odpornost na visoke temperature in določeno odpornost proti obrabi (kot je trdo zlato, dopirano z mnogimi drugimi elementi). Ima dobro sposobnost proti razbarvanju. Hkrati ima prevleka zlate zlitine različne tone, pozlačenje na srebru pa lahko prepreči razbarvanje. Poleg tega ima premaz dobro duktilnost in ga je enostavno polirati, zato se pogosto uporablja kot dekorativni premaz, na primer za nakit, dele ur in umetnine. Široko se uporablja tudi pri delih za galvanizacijo, ki zahtevajo dolgoročno stabilno delovanje električnih parametrov, kot so natančni instrumenti, tiskane plošče, integrirana vezja, lupine elektronskih cevi in ​​električni kontakti. Vendar pa je zaradi visoke cene zlata njegova uporaba podvržena določenim omejitvam.

Posrebrenje preprečuje korozijo in povečuje prevodnost, odbojnost in lepoto. Široko se uporablja v proizvodni industriji električnih naprav, instrumentov, števcev in naprav za razsvetljavo. Na primer, ko so deli iz bakra ali bakrovih zlitin posrebreni, jih je treba najprej razmastiti in zarjaveti, nato predhodno prevleči s tankim srebrom ali potopiti v raztopino živosrebrovega klorida itd., za mercerizacijo, tako da nastane plast živosrebrni film je nanešen na površino delov. Deli se uporabljajo kot katode in plošče iz čistega srebra kot anode, potopljene v kalijev srebrov cianidni elektrolit iz srebrovega nitrata in kalijevega cianida ter galvanizirane. Posrebrenje brez cianida se uporablja tudi v panogah, kot so električni aparati in instrumenti. Raztopina za galvanizacijo uporablja tiosulfat, sulfit, tiocianat, ferocianid itd. Da bi preprečili spremembo barve posrebrenja, je običajno treba opraviti naknadno obdelavo, predvsem posvetlitev, kemično in elektrokemično pasivacijo, galvanizacijo plemenitih kovin ali redkih kovin, ali prevleka pokrivnih slojev.

Zgoraj so navedene razlike med 8 glavnimi postopki galvanizacije. Kromiranje, nikljanje in pozlačevanje se običajno uporabljajo zakuhinjske pipe.