Что такое гальваника: виды, этапы создания, методы получения и преимущества

Что такое гальваника? Покрытие поверхности одного металла пленкой другого. Этот процесс возможен при химическом взаимодействии водных растворов солей и электрического тока.

На что обратить внимание? К главным преимуществам данного метода относят защиту металла от коррозии и возможность нанесения защитного слоя на изделия любой формы и типа поверхности. Существует больше 20 видов гальванопокрытия.

Что такое гальваника металла

Гальваника – процесс, при котором на поверхность одного металла наносится тонкий слой другого. Это достигается путем осаждения материала из водных растворов солей с использованием электрического тока.

Гальваническое напыление используется, чтобы улучшить поверхностные характеристики изделий. Вот основные цели такого применения:

• повышение устойчивости к износу и трению;
• защита от коррозионных процессов, воздействий химикатов и влияния влаги;
• обеспечение антифрикционных свойств;
• придание изделиям эстетической привлекательности;
• корректировка размеров деталей.

Что такое гальваника? Это процесс, который нередко применяется для восстановления первоначального состояния деталей после их продолжительной эксплуатации.

Характерные особенности подобных покрытий, наряду с качественным выполнением работ по их нанесению, значительно увеличивают срок службы изделий.

Основные виды гальванических покрытий в России

Каждое покрытие имеет свои уникальные достоинства и зоны применения. Например, кадмиевое отличается высокой устойчивостью к коррозии, в то время как никелевое снижает коэффициент трения. Серебряное значительно улучшает проводимость электричества, а сплав цинка с никелем способен выдерживать воздействие высокой температуры.

Гальванические покрытия классифицируются следующим образом:

• Защитные – их основное предназначение заключается в предохранении металлических деталей от воздействия агрессивных факторов окружающей среды.
• Защитно-декоративные – эти покрытия не только защищают, но и придают изделиям привлекательный внешний вид.
• Специальные – придают поверхности изделия новые и улучшенные характеристики, такие как электроизоляционные и магнитные свойства, а также повышенная твердость и стойкость к износу.

Существует свыше 20 разновидностей гальванических покрытий. Их нанесение может производиться химическим или электрохимическим методом.

Электрохимический подход отличается тем, что для создания покрытия на поверхности изделия используется электрический ток.

В России распространены следующие виды обработки поверхностей:

• Цинкование. Этот процесс является одним из самых востребованных для создания защитных покрытий. Цинк улучшает внешний вид изделий, обеспечивая разнообразие оттенков от желтого до бесцветного и хаки, что зависит от оборудования пассивации. Он также повышает коррозионную стойкость частей машин, крепежа и других массово производимых изделий, которые используются в условиях умеренной влажности.
• Кадмирование. По сравнению с цинком, кадмий обладает большей пластичностью и обеспечивает надежное противостояние коррозии как в пресной, так и в соленой воде.
• Фосфатирование/оксидофосфатирование. Эти методы обеспечивают защиту стальных элементов от коррозийного разрушения и способствуют улучшению сцепления с красками и лаками. Также применяются для электроизоляции.

• Химическое оксидирование. Этот метод позволяет формировать как защитные, так и декоративные покрытия, а также создавать диэлектрические слои.
• Анодирование алюминиевых сплавов. Анодные оксидные пленки значительно повышают защитные свойства алюминия и его сплавов. Окраска этих слоев варьируется в зависимости от технологических условий и состава раствора.
• Электрохимическое полирование. Используется для придания изделиям, инструментам и деталям точных механизмов декоративного вида.
• Хромирование. Данный процесс применяется для придания деталям декоративного блеска, повышения их коррозионной устойчивости и износостойкости, а также для восстановления размеров деталей.
• Меднение. Чисто медное покрытие используется редко из-за склонности к коррозии и окислению. Поэтому такое покрытие применяется в качестве промежуточного пласта, уменьшающего пористость и улучшающего сцепление следующих покрытий.

• Никелирование. Никелевые покрытия выполняют защитно-декоративные функции, чаще всего применяются в многослойных системах. Увеличивают коррозионную стойкость изделий и их сопротивляемость к износу и механическим повреждениям.
• Латунирование. Латунные покрытия защищают металлические изделия от коррозийного воздействия и улучшают сцепление резьбовых соединений.
• Серебрение. Находит свое применение в ювелирной, радиоэлектронной и электротехнической промышленности.

Этапы гальванизации

Для нанесения гальванического покрытия на стальной образец выполняется последовательная обработка. Процедура осуществляется следующим образом:

Подготовка электролита

Для приготовления электролита подбирается уникальный набор компонентов. Этот выбор определяется нужным типом покрытия, требуемой толщиной нанесенной гальванической пленки, а также материалом обрабатываемой детали.

Каждому образцу, вне зависимости от его технических характеристик и предназначения, соответствует раствор с определенной формулой.

Подключение анодов

Для того чтобы запустить реакцию, недостаточно одного лишь использования химических веществ. Также потребуется применение электрического тока. Это подразумевает, что в раствор должны быть погружены два анода, к которым будет подключен положительный полюс от источника постоянного напряжения.

Погружение заготовки в жидкость

Перед тем как образец опускают в гальваническую ванну, его подвергают тщательному шлифованию, используя наждачную бумагу. После этого экземпляр закрепляют между анодами, обеспечивая прочное фиксирование.

На следующем этапе изделие подключают к отрицательному полюсу источника тока, превращая его в катод. Формируется электрическая цепь.

Деталь полностью опускают в гальваническую жидкость так, чтобы она полностью покрыла ее поверхность. Продолжительность процедуры определяется требуемой толщиной защитного покрытия.

На заметку. Что такое гальваника? Если говорить простыми словами, то это процесс формирования гальванического покрытия, который связан с движением заряженных частиц. Цинковые или медные частицы в гальванической смеси при движении к катоду прилипают к нему, унося с собой положительный заряд, в то время как катод заряжен отрицательно. Это объясняет правило, что плюс притягивается к минусу. После оседания частиц создается тонкий защитный слой.

Методы получения гальванопокрытия

Для достижения гальванопокрытия необходимо нанести слой одного металлического сплава на поверхность другого. Существует два основных метода для создания защитной пленки:

Катодное осаждение

Этот метод предполагает применение разряженного газа для отделения молекулярных частиц металла, которые затем оседают на поверхности, создавая защитный слой. Для генерации газа используется дуговой разряд.

Один из минусов данного способа состоит в возможном загрязнении поверхности изделия и образовании коррозии из-за взаимодействия металла с газовой средой.

Анодное нанесение

Метод базируется на использовании анодной поляризации для формирования оксидной пленки на поверхности изделия. Один из наиболее распространенных способов – электрохимическое анодирование: изделие помещается в специализированный раствор, где под воздействием электрического тока происходит реакция между различными сплавами. Частицы металла прочно фиксируются на поверхности детали.

Этот метод признается более эффективным для создания гальванического покрытия.

Преимущества гальваники

Основные достоинства гальванизации:

• Данная технология подходит для обработки конструкций и заготовок практически любых форм и конфигураций поверхности.
• Защитная пленка, формируемая на поверхности, равномерна и имеет одинаковую толщину по всей площади.
• Металлическое покрытие характеризуется превосходной адгезией к обрабатываемой поверхности.

• Процесс гальваники существенно увеличивает устойчивость стальных изделий к коррозионным процессам.
• Поверхность деталей приобретает улучшенные эстетические свойства.
• Применение этой технологии позволяет с легкостью регулировать толщину защитной пленки в зависимости от поставленных требований.

Использование данного метода обработки металлов происходит на основе проверенной технологии и не нуждается в значительных финансовых затратах.

Совместимость гальванических пар

У каждого сплава есть свой уникальный электродный потенциал. При контакте с электролитической средой один из металлов приобретает отрицательный заряд (становится катодом), а другой – положительный (является анодом), что запускает коррозионные процессы.

Рассмотрим пример контактной коррозии между сплавами меди и алюминия. Эти материалы образуют сильную гальваническую пару, в которой отрицательно заряженная медь постепенно разрушает «положительный» алюминий.

Следует учитывать, что при соединении разнородных сплавов невозможно избежать поверхностной коррозии. Ржавчина появляется под действием влаги из воздуха, а мельчайшие водные частицы выполняют роль электролита, что инициирует коррозию.

В таблице представлена информация о совместимости гальванических пар.

Взаимодействие материалов может классифицироваться как допустимое (ДО), ограниченное (ОГР) или недопустимое (НД). При разрешенных контактах риск коррозии минимален, ограниченные обладают более высоким риском, а недопустимые имеют наибольшую вероятность повреждения поверхности:

Согласно данным таблицы, цинк совместим с покрытиями из алюминия и цинка. Медь же подходит только для применения с медными элементами. Свинец может использоваться с оцинкованными покрытиями и железными изделиями, однако при этом существует умеренная вероятность коррозии при взаимодействии с другими типами металлов.

Обработка изделий после гальванизации

После нанесения гальванического покрытия деталь тщательно промывают водой и обрабатывают щелочным раствором, чтобы удалить остатки электролита и предотвратить коррозию поверхности.

При хромировании металла готовят раствор, смешивая воду с содой: на литр воды берут 70 г кальцинированной соды. Температура раствора должна находиться в диапазоне от +20 °С до +30 °С. Заготовки погружают в эту смесь и через 30 секунд перемешивают.

Для высыхания готовых изделий устанавливаются сушильные шкафы. После процесса цинкования заготовки сушат при температуре +65 °С в течение десяти минут.

Хромированные детали, которым предстоят постоянные нагрузки, подвергаются сушке при температуре до +180 °С в течение двух-трех часов. Иногда нагрев может достигать +230 °С.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.