Kako se galvanizacija uporablja v službi in doma

V dejavnostih vsakega kompetentnega električarja obstajajo trenutki, ki zahtevajo natančno analizo pojavov, ki se pojavljajo med elektrolizo. V mnogih primerih je za popolno avtomatizacijo procesa potrebna fina nastavitev enosmernih napajalnikov v način delovanja z različnimi časovnimi karakteristikami.

Zgodovinska referenca

Osnovne zakonitosti, ki opisujejo vpliv enosmernega toka na obnašanje snovi, raztopljenih v elektrolitih, je prvič postavil angleški znanstvenik Michael Faraday.

Fizikalno-kemijski procesi elektrolize potekajo v elektrolitski celici.

Proizvedeno v posodi z elektrolitom. V telesu sta dve elektrodi, na katere se napajata pozitivni in negativni naboj iz nadzorovanega vira konstantne napetosti. Jakost toka, ki teče skozi skupno vezje, je regulirana po velikosti in nadzorovana s strani operaterja z merilniki. Avtomatizirane električne celice delujejo pod nadzorom elektronike.

Elektroda, na katero se nanaša pozitivni naboj, se imenuje "anoda", negativna - "katoda". Pod delovanjem toka v elektrolitu nastanejo ioni z naboji nasprotnih znakov:

1. kationi;

2. anioni.

Pozitivno nabite ione imenujemo "kationi", ker se premikajo proti katodi. Anioni so negativno nabiti ioni, ki jih privlači anoda.

Tehnologije, ki nastanejo pri elektrolizi, so na stičišču dveh ved:

1. kemija;

2. elektrotehnika.

V zgodovini se je zato razvila praksa, da se z galvanizacijo ukvarja posebna veja elektrokemije, ki proučuje tako elektrokemične kot fizikalne pojave, do katerih pride pri nanašanju kovinskih kationov na katero koli vrsto anode. To se naredi za izbiro optimalnih tehnoloških pogojev, za razvoj posebnih tehnik in metod obdelave, za izbiro nominalnih načinov opreme med nanašanjem določenih kovin na različne podlage.

V praksi galvansko prevleko že dolgo razdeljen na dve ločeni, neodvisni smeri:

1. elektroformiranje;

2. Cinkanje.

Te metode delujejo na približno enakih tehnologijah, vendar se razlikujejo po materialih podlage, na kateri se uporablja galvanska prevleka.

Elektrotip

To je način za ustvarjanje plitke kopije volumske slike nekovinskega dela. Glavni materiali so lahko enostavno obdelani mavec, kamen, les, plastični surovci in druge snovi.

Na likovnih delavnicah nastajajo unikatne oblike nakita tako, da s plastjo kovine prekrijejo liste različnih dreves, rože, žuželke.

Utemeljitelj galvanske prevleke je bil Rus Boris Semenovič Jakobi, ki je razvil tehnologijo, ki je omogočila ustvarjanje znamenitih kovinskih skulptur, ki še danes krasijo zgradbo Izakove katedrale v Sankt Peterburgu. Za to delo je prejel svetovno priznanje, prejel nagrado Demidov, najprestižnejšo za znanstvenike v Rusiji, in bil nagrajen z veliko zlato medaljo na svečani slovesnosti na pariški razstavi.

Za debelino izdelkov, ustvarjenih z metodami elektroformiranja, so značilne povečane dimenzije, ki jim dajejo moč med delovanjem. Lahko doseže od 0,25 do dva ali več milimetrov, kar dosežemo s trajanjem elektrokemijskih procesov.

Barvne plemenite kovine se najpogosteje uporabljajo z galvanizacijo v umetniških izdelkih:

• zlato;

• srebro,

• platina;

• rodij.

Za tehnične namene uporabite:

• baker;

• nikelj;

• železo.

Pri pozlačevanju, srebru, nikljanju se baker uporablja kot vmesna plast v tehnoloških postopkih galvanizacije.

Cinkanje

Ta metoda galvanizacije temelji na nanosu tanke plasti zaščitne kovine na površino kovinskega dela ali skupine predmetov. Zgornji pokrov lahko opravlja različne funkcije:

• zaščita pred korozijo;

• zaščitna dekoracija;

• izboljšanje videza;

• dodajanje različnih električnih lastnosti površini za izboljšanje prevodnosti toka ali povečanje izolacijskih lastnosti;

• povečanje trdnostnih lastnosti proti zasegu;

• podaljšanje odpornosti proti obrabi;

• izboljšanje oprijema pri gumiranju jekel;

• povečan oprijem na spajke in številne druge lastnosti.

Širok nabor izdelkov za galvanizacijo najdete na vseh lokacijah okoli nas.

Na zgornji fotografiji so obdelani detajli, ki nas obdajajo v vsakdanjem življenju: okrašeni elementi pohištva in svetilk, zaščitni premazi za gospodinjske aparate in škatle.

Kakovost nanesenega sloja na izdelek je odvisna od strukture ustvarjenega premaza. Za tehnične namene se uporabljajo najbolj drobnozrnate in hkrati goste sedimentne plasti. Ustvarjeni so:

• izbor komponent in sestava elektrolitov;

• vzdrževanje optimalnega temperaturnega režima delovnega okolja med elektrolizo;

• trenutne nastavitve, stabilnost njegove gostote in trajanje proizvodnega cikla.

Vrste galvanizacije

Plast zlata daje izdelkom bogat videz, ščiti pred korozijo, poveča odbojnost izdelka. Prevodne lastnosti pozlačenih površin dobro delujejo v elektronskih napravah.

Posrebrenje se uporablja za iste namene in se hkrati pogosto uporablja za izboljšanje prevodnih lastnosti močnostnih tokokrogov. Uporablja se za kontakte zaganjalnikov, kontaktorjev, elektromagnetnih in statičnih relejev, nog operacijskih ojačevalnikov, mikrovezij in drugih elektronskih komponent.

Nikljanje omogoča, da izdelki iz jekla, bakra in njegovih zlitin, aluminija, cinka in redkeje volframa, titana in molibdena dajejo dekorativni videz in zagotavljajo zaščito pred korozijo ne le zaradi izpostavljenosti atmosferi, ampak tudi pri delu v pogojih:

• kontaminacija z raztopinami soli, alkalij, šibkih kislin;

• povečana izpostavljenost mehanskim abrazivnim obremenitvam.

Kromiranje poveča trdoto in odpornost proti obrabi kovin ter vam omogoča, da obnovite obrabljene površine tornih delov na njihove prvotne parametre. Spreminjanje značilnosti tehnološkega načina vam omogoča ustvarjanje:

• mat premazi s sivim odtenkom, ki imajo največjo trdoto, krhkost, vendar najmanjšo odpornost proti obrabi;

• sijoče površine z dobro odpornostjo proti obrabi in trdoto;

• plastični mlečni premazi z nizko trdoto, vendar privlačnega videza in dobrimi protikorozijskimi lastnostmi. Cinkova prevleka ščiti jekleno pločevino in jeklene izdelke pred korozijo in se pogosto uporablja v avtomobilski in gradbeni industriji.

Bakrena prevleka jeklenih izdelkov ščiti pred korozijo in povečuje prevodne lastnosti kovine, ki se uporablja za pokrivanje električnih žic, ki delujejo na prostem.

Medeninasta prevleka ne le ščiti jeklo in aluminijeve zlitine pred korozijo, ampak tudi zagotavlja njihov dober oprijem na pnevmatiko.

Armiranje daje površinam edinstven videz.

Prevleka iz rodija zagotavlja:

• zaščita srebra pred temnenjem;

• dekoriranje površin;

• visoka kemična odpornost;

• povečana odpornost proti obrabi.

Značilnosti tehnoloških postopkov za galvanizacijo

Metode industrijske galvanizacije se pogosto uporabljajo v proizvodnih procesih.

Raznolikost opreme in načinov nanašanja zunanjega sloja določa veliko število tehnologij za gradnjo površinske kovine.

Običajno tehnološki procesi vključujejo stopnje:

1. predhodna priprava surovcev;

2. kopičenje galvanske plasti v kopeli;

3. končna obdelava dela.

V predhodni fazi se izvede mehanska obdelava in dekapiranje površin:

• čiščenje pred oksidi in nečistočami;

• predhodno razmaščevanje;

• pritrditev na visečo opremo;

• izolacija mest, ki ne zahtevajo obdelave;

• končno razmaščevanje.

Med anodno obdelavo delov je pomembno upoštevati optimalne parametre toka in njihovo trajanje.

Končna faza vključuje:

• nevtralizacija elektrolitskih ostankov na obdelovanih delih;

• alternativna obdelava z vodnimi curki pri različnih temperaturah;

• odstranitev delov elementov vzmetenja;

• odstranjevanje izolirane plasti iz zaprtih predmetov;

• sušenje;

• po potrebi opravite toplotno obdelavo;

• mehanska dodelava na zahtevano velikost.

Konstrukcijske značilnosti sodobne opreme za galvanizacijo

Za namestitev elektrolita se uporabljajo galvanske kopeli iz odpornih polimerov:

• PVC;

• PVDF;

• polipropilen.

Montirani so na trdno kovinsko podlago skupaj s krmilnimi enotami v modularni izvedbi.

Kakovostno čiščenje delov zagotavljajo metode ustvarjanja:

• curek curka;

• pretočna metoda;

• kaskadni sprejem.

Končno oceno postopka čiščenja izvaja operater z metodami vizualnega opazovanja.

Vgrajeno električno opremo in ogrevalne naprave krmili avtomatsko ali upravljavec. Za pospešitev operacij se izvajajo tehnike brbotanja, zibanja in druge.

Industrijska podjetja so opremljena z zaščitnimi napravami, absorberji, vgrajenimi sesalnimi sistemi, sistemi za čiščenje odpadne vode in omogočajo izvajanje samo določenih procesov, na primer:

• nanašanje plasti nikelj-zlato na industrijske izdelke;

• nikelj, srebro, baker, kromiranje na obeskih;

• nikljanje v bobnih;

• predelava bakra in kositra v majhnih sodih;

• trim na obeskih;

• čiščenje odpadne vode in druge tehnologije.

Industrijski obrati, ki se uporabljajo v velikih podjetjih, so združeni v proizvodne linije.

Domače galvanske metode

Uporaba metod galvanizacije in galvanizacije za gospodinjske namene je v moči vsakega domačega mojstra. Vendar pa morate pred izdelavo takšnih naprav preučiti in upoštevati varnostna pravila, ki jih je treba upoštevati pri delu z agresivnimi tekočinami in električnimi inštalacijami, zagotoviti dobro prezračevanje prostorov in odstranjevanje odpadne vode.

Uporaba steklenih kadi je nezaželena zaradi njihove krhkosti. Bolje je izbrati jedi iz močnih prozornih polimerov.

Za pretok električnega toka konstantne velikosti v majhnih rezervoarjih za elektrolit lahko uporabite zasnovo že pripravljenih blokov iz računalnika ali mobilnega telefona ali pa jih izdelate sami za posebne potrebe.

Precej preproste napajalne naprave iz starih radijskih sprejemnikov s tranzistorsko regulacijo lahko najdete na internetu ali vzamete naslednjo shemo kot osnovo.

V njem lahko uporabite transformator iz katerega koli starega televizorja ali ga navijete sami.Nominalne značilnosti močnostnega tranzistorja, usmerniškega diodnega mostu in regulacijskega upora so izbrane glede na moč obremenitve. Elektrolitski kondenzator izenači zglajeno napetost. Za stalno spremljanje vrednosti toka je vgrajen ampermeter.

Razporeditev delov podobnega bloka, vendar z dodatnim vozliščem krmilnih tranzistorjev, je prikazana na fotografiji.

Za boljše hlajenje močnostnega tranzistorja je uporabljen zračni hladilnik.

Zelo enostavno je izdelati drugo napajalno enoto: izhode ločenih kontaktov «+» in «-» iz polnilnika mobilnega telefona povežemo z merilno napravo in regulacijskim bremenskim uporom z ustrezno močjo na elektrode galvanskega kopel.

Pri opravljanju dela z galvanskimi ali galvanskimi metodami bo moral domači mojster samostojno izvajati poskuse in beležiti njihove rezultate, da bi pridobil izkušnje. Le tako se bodo pojavile mojstrstvo in praktične spretnosti.