Galvanização e sua aplicação

Galvanização - um método de depósito de metais na superfície de produtos metálicos e não metálicos usando eletrólise… Após essa deposição, a superfície do produto adquire grande resistência à corrosão, aparência mais bonita (revestimento decorativo), às vezes — maior dureza, resistência ao desgaste.

Se, neste caso, o produto for coberto com uma camada muito fina (5 — 30 μm) de metal, apenas em casos raros (endurecimento superficial) atingindo décimos de milímetro, esse tipo de processo é chamado de revestimento galvânico.

Atualmente, a galvanoplastia é amplamente utilizada (cobre, níquel, cromagem, prata, ouro, cádmio, zinco, estanho, chumbo).

O revestimento de ouro, revestimento de prata, revestimento de níquel e revestimento de cromo são usados ​​principalmente para fins decorativos, enquanto, ao mesmo tempo, esses revestimentos aumentam a resistência à corrosão.

O cobre é usado principalmente como camada intermediária em produtos de aço cromado ou níquel.A boa adesão do metal de proteção ao material do produto é muito importante para a durabilidade dos revestimentos. Ziquel e cromo aderem fortemente ao aço, portanto este primeiro é amolecido e depois é aplicada uma camada de níquel ou cromo ao cobre.

Como a camada de cromo em alguns casos não protege contra a corrosão, também é usado um revestimento de três camadas (cobre-níquel-cromo). Cobrir os produtos com uma camada de níquel ou cromo protege a superfície da oxidação quando aquecido a 480 - 500 ° C. O revestimento de zinco é amplamente utilizado para proteção contra corrosão; em alguns casos, recorrem ao revestimento de cádmio.

O revestimento de cromo e níquel também é usado para melhorar a resistência ao desgaste de superfícies, como estereótipos na indústria de impressão. Cobrir um estereótipo com uma camada de níquel, cromo ou ferro pode aumentar sua vida útil em 10 ou mais vezes. Nestes casos, a espessura do filme aplicado deve ser maior (30-50 mícrons ou mais).

Uma condição insubstituível para a força de adesão da camada aplicada ao metal base é a limpeza da superfície deste último. Portanto, antes da eletrólise, os menores vestígios de sujeira, óxidos e gorduras são cuidadosamente removidos dos produtos. Para isso, geralmente são desengordurados em soluções quentes de bases ou em solventes orgânicos - querosene, gasolina.

Para remover óxidos e impurezas, os produtos são gravados em ácido sulfúrico ou clorídrico, e para obter superfícies lisas - por esmerilhamento e polimento. A última operação é repetida após a aplicação, se por motivos decorativos for necessário obter uma superfície brilhante, já que os produtos de banho costumam ser foscos.

A parte principal do eletrólito são os sais do metal aplicado.Além disso, para melhorar a condutividade do eletrólito, ácidos ou bases são freqüentemente introduzidos nele, o que torna o eletrólito ácido ou alcalino. Durante a douração e revestimento de prata, e às vezes com revestimento de cobre, compostos de cianeto são introduzidos no eletrólito, o que proporciona uma melhor adesão do revestimento ao metal base.alum.

Via de regra, os ânodos solúveis são utilizados nos processos de galvanoplastia na forma de tiras ou hastes de metal aplicadas ao cátodo..V Neste caso, o metal é transferido do ânodo para o cátodo. No entanto, anodos feitos de um metal ou liga insolúveis em um determinado eletrólito também são usados, por exemplo, na cromagem, feita de chumbo ou liga de chumbo-antimônio. Nesse caso, o metal é separado nos produtos devido à eletrólito e o sal do metal aplicado devem ser sistematicamente adicionados ao eletrólito.

A galvanização é realizada em banhos de material quimicamente resistente ao eletrólito utilizado. As grandes cubas são feitas de aço, soldadas e, para soluções ácidas, são isoladas por dentro com borracha, ebonite, plástico vinílico ou cobertas com vernizes resistentes a ácidos e resistentes ao calor.

As peças a serem processadas são geralmente montadas em cabides no banho. Para processos que ocorrem em baixa densidade de corrente (0,01 - 0,1 A / cm2), são usados ​​banhos estacionários com cátodos fixos.

Em altas densidades de corrente (por exemplo, em cromagem) são usados ​​banhos contínuos, onde os produtos durante o processo de revestimento se movem de uma borda do banho para a outra. Esses banhos geralmente são equipados com dispositivos para misturar o eletrólito com ar comprimido e filtrá-lo.

Em alta capacidade, são utilizadas máquinas automáticas equipadas com vários banhos, nos quais é realizado não apenas o revestimento dos próprios produtos, mas também a preparação da superfície (desengorduramento, corrosão e enxágue). Nessas máquinas, os produtos, movendo-se em degraus na horizontal e na vertical, passam sucessivamente por todas as cubas.

A galvanoplastia, como em todos os processos eletrolíticos, usa corrente contínua, geralmente baixa voltagem (6 - 24 V). O processo é regulado alterando a densidade de corrente, o valor desta última muda dependendo do processo de centésimos e décimos de A / dm2 em dourado e prata a décimos de A / cm2 em cromagem.

À medida que a densidade de corrente aumenta, a quantidade de metal depositado por unidade de tempo aumenta, mas quando ultrapassa um determinado valor (próprio para cada processo), a qualidade do revestimento se deteriora drasticamente. Banhos galvanizados são alimentados por geradores DC ou conversores de semicondutores.

Para a maioria dos processos de galvanoplastia, a eficiência atual é relativamente alta (de 100 a 90%), para vários processos, por exemplo, douramento e alguns tipos de revestimento de cobre, a eficiência atual diminui para 70 - 60%. Apenas com cromagem é muito baixo (12%), já que neste processo a maior parte da eletricidade consumida é gasta em reações secundárias.

Nos últimos anos, foram realizados experimentos sobre o uso de corrente alternada em processos galvânicos. Normalmente, um componente CA é sobreposto a uma corrente CC, com a amplitude do componente CA sendo aproximadamente 2 vezes o valor CC.O uso de corrente alternada na produção de revestimentos de níquel, cobre e zinco pode melhorar sua qualidade, em particular, reduzir a contaminação da camada aplicada com impurezas.

Em alguns casos, é possível um revestimento de cobre quando o banho é alimentado com uma corrente de 50 Hz. Isso é explicado pela retificação parcial da corrente alternada por uma célula eletroquímica, devido à qual um componente constante aparece na corrente do banho.