Kaikille tutut sanat "kullattu", "hopeattu", "kromattu" tai "nikkelipinnoitettu" ovat jo lujasti tulleet nykyaikaisen ihmisen sanakirjaan ja hän havaitsee ne lähes automaattisesti. Kukaan ei edes ajattele, että kaikkien näiden sanojen takana piilee tekniikka, jonka avulla ihminen pääsi nykyaikaiselle sivilisaation tasolle - galvanointi.
Galloitus - mikä tämä prosessi on?
Sähkökemiallista prosessia, jossa metallit kerrostuvat valitulle pinnalle sähkövirran vaikutuksesta, kutsutaan galvanoimiseksi. Tätä prosessia voidaan soveltaa mihin tahansa esineeseen, myös ei-metalliseen. Tästä tuli ratkaisevaa galvanoinnin laajalle levinneelle käytölle eri teollisuudenaloilla. Sen avulla voit kullata, hopea-, nikkeli- ja kromipinnoittaa mitä tahansa esineitä, jalostaa niiden ulkonäköä koristetarkoituksiin tai muuttaa pinnan fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia puhtaasti käytännön syistä (kulumiskestävyyden lisäämiseksi,kestävyys aggressiivisille ympäristöille jne.). Laitteisto on tässä tapauksessa galvaaninen kylpy.
Sähköpinnoitustyypit
Tätä tekniikkaa on kahta tyyppiä, joita käytetään laajasti paitsi monilla modernin teollisuuden aloilla myös kotona. Ensimmäisen - galvanoinnin - tavoitteena on luoda tarkkoja kopioita esineen pinnoille niille kerrostuneesta metallista. Toinen, yleisin sekä jokapäiväisessä elämässä että tuotannossa, on ohuen - ei ihmisen hiusta paksumman - pinnoitteen luominen koko esineen pinnalle, ja sitä kutsutaan galvanoimiseksi.
Mikä on pinnoituskylpy?
Koska galvaaniset prosessit tapahtuvat elektrolyysin seurauksena, on luonnollista, että käytetään elektrolyyttisiä ratkaisuja sekä erikoismekaanisia ja sähköisiä laitteita. Galvanointikylvyt ovat yhdistelmä kaikkia edellä mainittuja prosessin komponentteja, mutta pääkomponentit, joihin kohdistuu kohonneita vaatimuksia, ovat liuos (elektrolyytti) ja sen säiliö. Tämä on erityisen tärkeää, kun on kyse galvanoinnin tai sähkömuovauksen käytöstä kotona.
Sähkömuovauksen säiliöille asetetaan tiukempia yleisiä vaatimuksia, jotka huolimatta siitä, että näitä säiliöitä on melko paljon, kaikkien on ehdottomasti noudatettava niitä. Niiden on oltava hermeettisiä ja kemiallisesti neutraaleja käytetylle liuokselle ja pystyttävä ylläpitämään vaaditut lämpöolosuhteet.(pinnoituskylpyjen lämmitystä ja niiden jäähdytystä on valvottava), sekä kätevä ja turvallinen huolto. Kylpyammeet on valmistettu useista eri materiaaleista.
Sähköpinnoituskylpyjen analyysimenetelmät
Nykyaikaisen kehityksen ansiosta galvanoinnissa käytettävän elektrolyytin analysointiin on ilmaantunut uusia mahdollisuuksia. Tämä on välttämätöntä prosessin laadullisen tuloksen saavuttamiseksi, jolloin saadaan tasaisemman ja kestävämpi pinnoite. Galvaanisten kylpyjen analyysi nykyaikaisissa olosuhteissa voidaan suorittaa kemiallisilla ja fysikaalis-kemiallisilla menetelmillä. Toisessa tapauksessa käytetään fotometrisiä tutkimuksia, polarografisia, ampero- ja potentiometrisiä menetelmiä, jotka antavat parempia tuloksia elektrolyytin koostumuksen määrittämisessä.
Galvanisen kapasiteetin suojaus
Yksi galvaanisten prosessien ongelmista on elektrolyyttisäiliöiden suojaaminen liuoksen (happaman tai emäksisen) vahingollisilta vaikutuksilta, jossa elektrolyysi tapahtuu. Jos kylpyamme on valmistettu neutraalista materiaalista, kuten muovista, ei ole ongelmaa. Mutta tämä on mahdollista vain pienissä määrissä. Jos otamme teollisuusasennukset, niin galvaanisessa tuotannossa liuoksen säiliöt on valmistettu metallista. Tässä tapauksessa on tarpeen suojata heitä:
- yhteydenotto ratkaisuun, joka varmistaa pidemmän käyttöiän;
- metallin korroosio, joka luo tarpeettomia epäpuhtauksia liuokseen;
– vääristymiä ja muutoksia sähkökentässä.
Tällaisen suojan voi tarjota galvaanisten kylpyjen vuorauksella,suoritetaan levypolymeerimateriaaleilla ilmakuumahitsauksella.
Galloituskylpyjen valmistus kotona
Monet ihmiset haluavat sähköpinnoittaa kotonaan tai autotallissaan. Mutta on huomattava, että tämä prosessi ei ole turvallinen. Haitalliset ja räjähtävät höyryt, syövyttävät ja jopa myrkylliset liuokset, sähkön käyttö vaikeuttavat sitä turvallisuusnäkökulmasta. Mutta yksinkertaisiin töihin, kuten kuparipinnoitukseen, kromipinnoitukseen, pienten esineiden nikkelöintiin, pinnoituskylpy voidaan koota improvisoiduista välineistä. Ja tässäkin tapauksessa on noudatettava useita tärkeitä vaatimuksia:
– liuossäiliön tulee olla jäykkä, kemiallisesti neutraali ja dielektrinen;
– pakollinen poistoilmanvaihto;
– riittävän puhtaan veden saatavuus – yksinkertaisin prosessi vaatii noin viisi huuhtelua;
- säiliöiden ja laitteiden saatavuus jäteliuosten ja jäteveden neutralointiin
Galvaanisen kylvyn yksinkertaisin versio voidaan valmistaa muovikapselista leikkaamalla kansi irti kaulalla ja vahvistamalla sivuja vahvistusmateriaalilla. Sitten ikkunan tai auton tiivisteet on asetettava säiliön seinille leikkausviivaa pitkin. Seuraava askel on kiinnittää kansi pianosaranoilla kapselin toiselle puolelle ja kiinnittää salvat kanteen ja säiliön seinään vastakkaiselle puolelle. Kannen kaula on yhdistetty letkuun, joka poistaa höyryt ulos - yksinkertaisin poistoilmanvaihto.
Nyt on vielä tehtävä kolme reikää kontaktitangoille säiliön yläosaan leikkausviivaa pitkin. Tangot on toivottavaa tehdä kupariputkesta, jonka halkaisija on 10–20 mm, mieluiten paksuseinämäisestä. Putkien päät tasoitetaan ja niihin porataan reiät napojen yhdistämiseksi virtalähteestä. Anodilevyt ripustetaan reunoilla sijaitseviin tankoihin ja liitetään lähteen plussaan. Keskitankoon, joka on katodi, on ripustettu osa, joka on kytketty negatiiviseen johtoon. Nykyinen
ja jännite valitaan kylvyn tilavuuden mukaan.
Kotitekoisten galvaanisten kylpyjen suunnitelmat
Galvaanisen kylvyn yksinkertaisin kaavio sisältää vain kolme toimenpidettä: valmistelu, varsinainen galvanointiprosessi ja viimeistely. Ensimmäinen on esineen tai osan puhdistus, rasvanpoisto, etsaus ja kiillotus - valmistelu. Kolmannessa toimenpiteessä jo metallikerroksella päällystetty osa saatetaan "vaihtokelpoiseen" ulkonäköön passivoimalla, kiillottamalla jne. Jokaisen toimenpiteen tulee päättyä pesuun puhtaassa ja kylmässä vedessä. Ja jos osat on käsitelty alkaliliuoksilla, on ehdottomasti pestävä ensin kuumalla ja sitten kylmällä vedellä.
Pelnoitettava osa kytketään laitteen negatiiviseen johtoon (katodiin) ja upotetaan elektrolyyttiin. Positiivinen johdin on kytketty peittävään metallielektrodiin (anodiin), joka myös lasketaan liuokseen. Elektrolyysi aiheuttaa anodin (+) liukenemisen jakerrosta metalli katodiosaan (–).
Galvanoinnin merkitys nykyaikaisessa valmistuksessa
Galloituskylpy, jossa galvanointi- tai galvanointiprosessi tapahtuu, on sekä edistyksen idea että sen liikuttaja teollisessa mittakaavassa. Koska galvaanisten pinnoitteiden ansiosta osien ja mekanismien ominaisuudet paranevat, niiden valmistus on halvempaa, saavutetaan paras liitäntätarkkuus, kulutuskestävyys paranee ja korroosionestoominaisuudet paranevat.
