Galvanización y su aplicación.

Galvanización: un método para depositar metales en la superficie de productos metálicos y no metálicos utilizando electrólisis… Después de tal deposición, la superficie del producto adquiere gran resistencia a la corrosión, apariencia más hermosa (recubrimiento decorativo), a veces, mayor dureza, resistencia al desgaste.

Si en este caso el producto se cubre con una capa de metal muy delgada (5 - 30 μm), solo en casos raros (endurecimiento de la superficie) que alcanza décimas de milímetro, entonces este tipo de proceso se llama recubrimiento galvánico.

En la actualidad, la galvanoplastia es ampliamente utilizada (cobreado, niquelado, cromado, plateado, dorado, cadmio, zincado, estañado, plomo).

El baño de oro, el baño de plata, el baño de níquel y el baño de cromo se utilizan principalmente con fines decorativos, mientras que al mismo tiempo estos recubrimientos aumentan la resistencia a la corrosión.

El cobre se utiliza principalmente como capa intermedia en productos de acero al cromo o al níquel.La buena adherencia del metal protector al material del producto es muy importante para la durabilidad de los recubrimientos. El zinc y el cromo se adhieren firmemente al acero, por lo que primero se ablanda este último y luego se aplica una capa de níquel o cromo. al cobre.

Dado que la capa de cromo en algunos casos no protege contra la corrosión, también se utiliza un recubrimiento de tres capas (cobre-níquel-cromo). Cubrir los productos con una capa de níquel o cromo protege la superficie de la oxidación cuando se calienta a 480 - 500 ° C. El recubrimiento de zinc se usa ampliamente para la protección contra la corrosión; en algunos casos recurren al cadmiado.

El cromado y el niquelado también se utilizan para mejorar la resistencia al desgaste de las superficies, como los estereotipos en la industria de la impresión. Cubrir un estereotipo con una capa de níquel, cromo o hierro puede aumentar su vida útil 10 veces o más. En estos casos, el espesor de la película aplicada debe ser mayor (30-50 micras o más).

Una condición insustituible para la fuerza de adhesión de la capa aplicada al metal base es la limpieza de la superficie de este último. Por lo tanto, antes de la electrólisis, los rastros más pequeños de suciedad, óxidos y grasas se eliminan cuidadosamente de los productos. Para hacer esto, generalmente se desengrasan en soluciones calientes de bases o en solventes orgánicos: queroseno, gasolina.

Para eliminar óxidos e impurezas, los productos se graban en ácido sulfúrico o clorhídrico, y para obtener superficies lisas, mediante esmerilado y pulido. La última operación se repite después de la aplicación, si por motivos decorativos es necesario obtener una superficie brillante, ya que los productos de baño suelen ser mate.

La parte principal del electrolito son las sales del metal aplicado.Además, para mejorar la conductividad del electrolito, a menudo se le introducen ácidos o bases, lo que hace que el electrolito sea ácido o alcalino. Durante el dorado y el enchapado en plata, ya veces con el enchapado en cobre, se introducen compuestos de cianuro en el electrolito, lo que proporciona una mejor adhesión del revestimiento al metal base.alumbre.

Por regla general, los ánodos solubles se utilizan en los procesos de galvanoplastia en forma de tiras o varillas de metal aplicadas al cátodo. En este caso, el metal se transfiere del ánodo al cátodo. Sin embargo, también se utilizan ánodos de un metal o aleación que son insolubles en un determinado electrolito, por ejemplo, en el cromado, de plomo o aleación de plomo-antimonio, en este caso el metal se separa en los productos debido a la El electrolito y la sal del metal aplicado deben agregarse sistemáticamente al electrolito.

El galvanizado se realiza en baños de un material químicamente resistente al electrolito utilizado. Las tinas grandes están hechas de acero, soldadas y, para soluciones ácidas, están aisladas desde el interior con caucho, ebonita, plástico de vinilo o cubiertas con barnices resistentes a los ácidos y resistentes al calor.

Las piezas de trabajo que se van a procesar generalmente se montan en perchas en el baño. Para los procesos que tienen lugar con una densidad de corriente baja (0,01 — 0,1 A / cm2), se utilizan baños estacionarios con cátodos fijos.

A altas densidades de corriente (por ejemplo, en el cromado) se utilizan baños continuos, donde los productos durante el proceso de recubrimiento se mueven de un borde del baño al otro. Dichos baños suelen estar equipados con dispositivos para mezclar el electrolito con aire comprimido y filtrarlo.

A alta capacidad se utilizan máquinas automáticas dotadas de varios baños, en los que no sólo se realiza el recubrimiento de los propios productos, sino también su preparación superficial (desengrase, grabado y aclarado). En tales máquinas, los productos, moviéndose en escalones horizontal y verticalmente, pasan sucesivamente a través de todas las tinas.

La galvanoplastia, como todos los procesos electrolíticos, utiliza corriente continua, generalmente de bajo voltaje (6 - 24 V). El proceso se regula cambiando la densidad de corriente, el valor de esta última cambia según el proceso desde centésimas y décimas de A/dm2 en dorado y plata hasta décimas de A/cm2 en cromado.

A medida que aumenta la densidad de corriente, aumenta la cantidad de metal depositado por unidad de tiempo, pero cuando supera un determinado valor (el propio de cada proceso), la calidad del recubrimiento se deteriora considerablemente. Los baños galvanizados son alimentados por generadores de CC o convertidores de semiconductores.

Para la mayoría de los procesos de galvanoplastia, la eficiencia actual es relativamente alta (del 100 al 90 %), para una serie de procesos, por ejemplo, el dorado y algunos tipos de revestimiento de cobre, la eficiencia actual disminuye al 70 - 60 %. Solo con el cromado es muy bajo (12%), ya que en este proceso la mayor parte de la electricidad consumida se gasta en reacciones secundarias.

En los últimos años se han llevado a cabo experimentos sobre el uso de corriente alterna en procesos galvánicos. Normalmente, un componente de CA se superpone a una corriente de CC, siendo la amplitud del componente de CA aproximadamente 2 veces el valor de CC.El uso de corriente alterna en la producción de recubrimientos de níquel, cobre y zinc puede mejorar su calidad, en particular, reducir la contaminación de la capa aplicada con impurezas.

En algunos casos, es posible un recubrimiento de cobre cuando el baño se alimenta con una corriente de 50 Hz. Esto se explica por la rectificación parcial de la corriente alterna por una celda electroquímica, por lo que aparece una componente constante en la corriente del baño.