Гальваника
Гальваника (гальваническое покрытие) – способ обработки металлических изделий путем покрытия поверхности пленочным слоем другого металла. В зависимости от способа толщина поверхностного слоя может варьировать от долей микрометра (нанопокрытия) до десятых долей миллиметра. В зависимости от предназначения гальваника применяется для улучшения износостойкости, увеличения антифрикционных свойств, повышения стойкости к коррозии, придания большей прочности, либо для создания декоративного покрытия. Кроме того этот способ обработки металлов может усилить морозоустойчивость деталей, защитить их от воздействия агрессивных сред. Поэтому интерес к гальванизации весьма велик во всех отраслях промышленности: автомобилестроение, радиоэлектроника, авиационная промышленность, судостроение и строительство, дизайн помещений и интерьера, медицина - это далеко не полный перечень тех областей, в которых можно найти изделия с гальваническими покрытиями.
Принцип образования гальванических покрытий
Гальваника основывается на процессе электрокристаллизации, при котором изделие, выступающее в роли катода или анода, покрывается ионами из раствора солей, несущими противоположный заряд. Обычно изделие заряжается отрицательно, но в случае с оксидированием к обрабатываемой детали подключают электрод, несущий положительный заряд. Количественный контроль гальваники осуществляется согласно законам Фарадея (с поправкой на побочные процессы), а качественный – путем регулирования состава электролита, режимом протекания электролитических процессов и скоростью перемешивания.
Если рассматривать катодную гальванизацию, то важнейшую функцию восполнения ионов в ней выполняют аноды, поэтому их качество должно быть высочайшим. Малейшее наличие примесей ухудшает течение процесса, и покрытие уже будет иметь совершенно иные характеристики, чем предполагалось изначально. Обычно аноды делаются из металла, который будет покрывать поверхность изделия. Золочение, хромирование и другие процессы протекают с применением нерстворимых анодов из металлов, устойчивых к воздействию электролита (токопроводящей среды, в которой образуются ионы).
Использование электролитов на основе простых соединений обходится значительно дешевле за счет простоты и, соответственно, невысокой их стоимости. Однако при необходимости получения добротных гальванопокрытий с равномерным слоем на всех участках заготовок сложной геометрической формы и мелкокристаллической структурой поверхностного слоя, гораздо предпочтительнее применение электролитов на основе комплексных соединений или с использованием простых солей и поверхностно-активных веществ. Чтобы сохранить постоянство состава электролитического раствора введение в него солей металла, который будет осаждаться на поверхности изделия, осуществляется регулярно, по мере расхода.
Особенности гальваники
Электролитические ванны, в которых проводится процесс гальванизации, покрываются для защиты от агрессивных электролитов и в зависимости от размеров емкости свинцовым или полимерным слоем. Процесс создания гальванического покрытия может осуществляться вручную, полуавтоматически и автоматически. Выбор способа гальваники зависит от следующих факторов:
- металла, из которого изготовлена деталь;
- необходимых химических, физически и механических свойств покрытия;
- экономической рациональности применения данного метода.
Для большей качественности гальванопокрытия, поверхность обрабатываемого изделия очищают от разделяющих веществ (жиромасляных загрязнений), окислов. Очистка может происходить как механическим способом (пескоструйной обработкой, шлифованием), так и химическим путем (травлением).