Гальванічне покриття. Технологія гальванічних покриттів. Гальваніка

Гальванічної покриття являє собою метод покриття одного металу якимось іншим шляхом електролізу. Ця процедура здійснюється з використанням традиційних методів занурення. Після попередньої підготовки друковані плати завантажують в гальванічну ванну, що представляє собою ємність з діелектрика, яка наповнена електролітом і забезпечена анодами (вони можуть бути розчинними і нерозчинними), а також пристроєм для підтримки температури і перемішування розчину.

Обробка плат

Пропущення постійного струму призводить до того, що непокриті захисною маскою і підключені до електрода ділянки плати покриваються шаром нікелю або золота певної товщини. Правильне розташування анодів гарантує, що товщина покриття буде приблизно рівномірною.

Золочення друкованих плат зазвичай проводиться з використанням двухстадийного процесу. Спочатку їх занурюють у ванну, де гальванічним способом наноситься нікель. При цьому використовується висока щільність струму, завдяки якій з кислого розчину осідає шар нікелю, товщина якого становить 0,05-0,1 мкм. Завдяки цьому забезпечується міцне зчеплення нікелю та міді, що дозволяє зменшити пористість покриття, а також запобігти проникнення міді в золотий шар. Після промивання вироби зазвичай переміщують у ванну золочення, де виробляється нарощування шару золота до 0,5 мкм з електроліту.

Гальваніка та декорування

Уже в стародавні часи існувала декоративне оздоблення художніх металів. Сучасне виробництво припускає, що для додання якихось особливих властивостей поверхні металу буде використовуватися гальванічна обробка. Захисні покриття з благородних металів можна отримати завдяки осадженню металів з сольових розчинів під дією електричного струму. Завдяки таким покриттям вдається досить тривалий час зберегти колір і блиск ювелірних виробів. Вони не тільки запобігають потемніння виробів, але і володіють чудовим полірування ефектом. Приміром, гальванічне покриття золотом або сріблом дозволяє надовго зберегти колір і блиск ювелірного виробу.

Існує кілька різних варіантів цього процесу, кожен з яких передбачає використання того чи іншого металу:

- хромірованіе-

- медненіе-

- цінкованіе-

- нікелірованіе-

- олово-вісмутових покриття-

- хімічне оксідірованіе-

- хімічне пассівірованіе-

- анодірованіе-

- електрополіровка.

Хромування

Це дифузне насичення сталевої поверхні хромом або осадження на деталі шару речовини з електроліту під дією електроструму. В даному випадку гальваніка орієнтована на захист від корозії, застосовується для декорування або для збільшення ступеня твердості поверхні. Хромування в промисловості може використовуватися і для декорування. В даному випадку основна мета процедури - додання металевої поверхні красивого ефектного блиску. Деталь перед нанесенням хрому повинна бути відполірована.

Властивості покриття

Тверде хромове покриття характеризується жаростійкістю, високим ступенем зносостійкості, поганий смачиваемостью, низьким коефіцієнтом тертя, а також незначною пластичністю. Крім того, поверхня отримує такі властивості, як стійкість в плані тертя, здатність витримувати розподільну навантаження, а також недоліком, пов`язаним з легкістю руйнування під дією зосереджених ударних навантажень. Гальванічне покриття у формі молочного хрому володіє невисоким ступенем зносостійкості і твердості, малою пористістю. Поверхня отримує захист від корозії, при цьому зберігаючи привабливий декоративний вигляд.

Використання хромування в промисловості

Основна мета, з якою воно використовується в промисловості, це додання деталі таких властивостей, як підвищена зносостійкість, збільшена стійкість до корозії, а також знижене тертя. Завдяки цьому процесу сталь стає міцнішим, що не піддається газової корозії, а також не руйнується в морській і звичайній воді, азотній кислоті. Гальванічне покриття даного типу призводить до того, що поверхневі дефекти стають тільки значніше, через що потрібно виробляти подальшу обробку, так як в даному випадку немає ефекту вирівнювання.

Меднение

Використання мідних покриттів актуально в тих випадках, коли потрібно підвищити електропровідність, а також їх застосовують в якості проміжного шару на сталевих виробах перед тим, як буде нанесено хромове, никелевое чи інше покриття. Так вдається забезпечити більш якісне зчеплення, а також підвищити захисну здатність. Гальванічне покриття міддю зазвичай не використовується в якості самостійного або декоративного. Завдяки тому, що даний метал здатний запобігати утворенню іскор, виріб можна використовувати в нафтовій і газовій промисловості.

Застосування міднення

Даний процес використовується для нанесення покриття з міді на сталеві вироби або на сталевий дріт. Часто цей вид покриття застосовується для захисту окремих ділянок виробів із сталі від цементу, а обробці при цьому піддаються ті ділянки, які далі передбачається обробляти різанням.

Гальванічні покриття металів в даному випадку часто застосовуються в нафтогазовій галузі, щоб виключити утворення іскор, в електроенергетичній сфері для подальшого нанесення багатошарових покриттів, призначених для захисту і декорування, у виробництві друкованих плат, для поліпшення пайки, а також для багато чого іншого. Поверхня набуває кольору від світло-рожевого до темно-червоного. Відтінки зазвичай не нормуються.

Цинкування

Одним з найбільш поширених методів для захисту металевих виробів є цинкування. Зазвичай його застосовують для обробки різноманітних легованих або вуглецевих марок сталі. Нанесення гальванічних покриття даного типу досить затребуване для захисту виробів з дроту і кріпильних елементів. Потрапляючи у вологе середовище, цинкова поверхня виступає в якості анода, завдяки чому сповільнюються окислювальні реакції, а основний метал при цьому отримує надійний захист від негативних факторів середовища.

Гальваніка даного типу може використовуватися тільки після того, як металевих вироби будуть оброблені особливим чином. Для цього слід очистити їх від іржі, окалини, технічних засобів мастильно-охолоджуючого призначення. Коли процес гальванічного цинкування буде завершений, виріб повинен піддатися освітленню, тобто його протруюють слабким розчином азотної кислоти, після чого проводять пасивацію. Так не тільки вдається збільшити стійкість оцинкованих виробів до негативних факторів, але і зробити їх більш декоративними, тобто надати блиск і певний відтінок. Технологія гальванічних покриттів в даному випадку передбачає товщину цинкового шару від 6 мкм до 1,5 мм.

Нікелювання

Захист металевих виробів може здійснюватися з використанням різних технологій. Однією з найбільш затребуваних і поширених на даний момент є нікелювання. Така популярність пояснюється хімічними властивостями нікелю. Він володіє високим ступенем стійкості до корозії у водному середовищі, а оксид нікелю запобігає подальше окислення металу. Крім цього, нікель слабо піддається дії солей, кислот і лугів, за винятком азотної кислоти. Приміром, гальванічне покриття товщиною 0,125 мм надійно захищає від більшості промислових газів, що характеризуються підвищеною агресивністю. Дуже важливий і такий момент: нікелюванню піддаються майже всі метали, завдяки чому такий спосіб можна застосовувати для додаткової обробки виробів.

Використання нікелювання доречно для вирішення цілого ряду завдань:

- забезпечення захисту металевих виробів-

- використання в якості декоративного покриття-

- формування попереднього шару, який буде підданий подальшій обработке-

- відновлення деталей і вузлів.

Покриття характеризується підвищеною зносостійкістю і твердістю і рекомендовано для деталей, які працюють в умовах тертя, особливо при відсутності будь-якої мастила, використовується для захисту від корозії, а також забезпечення якісної пайки низькотемпературних припоїв, все це прописано в ГОСТ. Гальванічні покриття володіють підвищеною крихкістю, тому не рекомендовано проводити розвальцювання і згинання деталей, що пройшли процедуру нікелювання. Його рекомендується застосовувати для сложнопрофілірованних деталей. Після процедури термообробки в умовах температури 400 градусів Цельсія покриття здобуває максимальну твердість.

Олово-Вісмут

Олив`яне покриття характеризується стійкістю до дії сполук, що містять сірку, тому рекомендується для деталей, які знаходяться в контакті з гумою і пластмасами. Серед його властивостей можна назвати чудове зчеплення з основним металом, еластичність, здатність до вигину, витяжці, штампування, розвальцьовуванні, пресової посадки, а також хороше збереження при згвинчення. Свіжоосадженого олив`яне покриття добре піддається пайку.

Висновки

Гальванічне покриття дозволяє поліпшити струмопровідні характеристики деталей, надаючи їм чудові властивості електроізоляції, а також захищаючи від впливу різних речовин. Крім того, цей спосіб дозволяє отримати відмінні поверхні, що мають дзеркальний вигляд, а також імітують покриття емаллю. Складно переоцінити, наскільки гальваніка важлива в сучасному виробництві, так як розвиток технологій дозволило зробити процес більш досконалим.