Познатите на всички думи "позлатен", "сребърен", "хромиран" или "никелиран" вече са влезли здраво в лексикона на съвременния човек и се възприемат от него почти автоматично. Никой дори не си мисли, че зад всички тези думи се крие технология, която позволи на човек да достигне модерното ниво на цивилизация – галваничното покритие.
Галванопластика - какъв е този процес?
Електрохимичен процес, при който под въздействието на електрически ток металите се отлагат върху избрана повърхност, се нарича галванично покритие. Този процес може да се приложи към всеки обект, дори неметален. Това стана решаващо за широкото използване на галваничното покритие в различни индустрии. С него можете да позлатявате, сребрите, никелирате и хромирате всякакви предмети, облагородявайки външния им вид за декоративни цели или променяйки физичните и химичните свойства на повърхността за чисто практически цели (за увеличаване на износоустойчивостта, увеличаване наустойчивост на агресивни среди и др.). Оборудването в този случай е галванична вана.
Видове галванично покритие
Има два вида тази технология, които се използват широко не само в много клонове на съвременната индустрия, но и у дома. Първата - галваничното покритие - има за цел създаването на точни копия на повърхностите на обект от отложения върху тях метал. Второто, най-често срещано както в ежедневието, така и в производството, е да се създаде тънко - не по-дебело от човешка коса - покритие на цялата повърхност на обекта и се нарича галванично покритие.
Какво е вана?
Тъй като в резултат на електролизата възникват галванични процеси, естествено е да се използват електролитни разтвори и специално механично и електрическо оборудване. Ваните за галванично покритие са комбинация от всички горепосочени компоненти на процеса, но основните компоненти, които са обект на повишени изисквания са разтворът (електролит) и контейнерът за него. Това е особено важно, когато става въпрос за използване на галванично покритие или галваноформиране у дома.
Налагат се по-големи общи изисквания към контейнерите за електроформоване, които въпреки факта, че има доста видове от тези контейнери, всички те трябва стриктно да спазват. Те трябва да бъдат херметични и химически неутрални спрямо използвания разтвор, способни да поддържат необходимите топлинни условия.(загряването на облицовъчните вани и тяхното охлаждане трябва да се контролират), както и удобната и безопасна поддръжка. Ваните са изработени от различни материали.
Методи за анализ на галванични вани
Благодарение на съвременните разработки се появиха нови възможности за анализ на електролита, използван в процеса на галванично покритие. Това е необходимо за качествения резултат от процеса, получаване на по-равномерно и издръжливо покритие. Анализът на галванични вани в съвременни условия може да се извърши с помощта на химични и физико-химични методи. Във втория случай се използват фотометрични изследвания, полярографски, амперо- и потенциометрични методи, които дават по-добри резултати при определяне на състава на електролита.
Защита на галванични мощности
Един от проблемите на галваничните процеси е защитата на електролитните съдове от увреждащото въздействие на разтвора (киселинен или алкален), в който се извършва електролизата. Ако ваната е направена от неутрален материал, например пластмаса, тогава няма проблем. Но това е възможно само в случаи с малки обеми. Ако вземем промишлени инсталации, тогава в галваничното производство контейнерите за разтвора са изработени от метал. В този случай става необходимо да ги предпазите от:
- контакт с разтвора, който гарантира по-дълъг експлоатационен живот;
- корозия на метала, създаваща ненужни примеси в разтвора;
– изкривявания и промени в електрическото поле.
Такава защита може да бъде осигурена от облицовката на галваничните вани,извършено от листови полимерни материали с помощта на въздушно горещо заваряване.
Правене на вани с галванично покритие у дома
Има много хора, които искат да имат галванично покритие в дома или гаража си. Но трябва да се отбележи, че този процес не е безопасен. Вредните и експлозивни пари, каустични и дори отровни разтвори, използването на електричество затрудняват от гледна точка на безопасността. Но за проста работа, като медно покритие, хромиране, никелиране на малки предмети, вана за обшивка може да се сглоби от импровизирани средства. И дори в този случай трябва да се спазват няколко важни изисквания:
– контейнерът за разтвор трябва да е твърд, химически неутрален и диелектричен;
– необходима е изпускателна вентилация;
– наличието на достатъчно чиста вода – най-простият процес изисква около пет промивания;
- наличие на контейнери и средства за неутрализиране на отпадъчни разтвори и отпадни води.
Най-простата версия на галванична вана може да бъде направена от пластмасов контейнер, като се отреже капакът с гърло и се подсилят страните с подсилващ материал. След това върху стените на контейнера трябва да се поставят уплътнения за прозорци или автомобили по линията на срязване. Следващата стъпка е да закрепите капака с панти за пиано към едната страна на кутията и да закрепите ключалките към капака и стената на контейнера от противоположната страна. Вратът на капака е свързан с маркуч за отвеждане на парите навън - най-простата изпускателна вентилация.
Сега остава да направите три дупки за контактните пръти в горната част на контейнера по линията на срязване. Желателно е да се правят пръти от медна тръба с диаметър 10–20 mm, за предпочитане дебелостенна. Краищата на тръбите са сплескани и в тях се пробиват дупки за свързване на полюсите от източника на захранване. Анодните плочи са окачени на прътите, разположени по краищата и свързани към плюса на източника. Част е окачена на централния прът, който е катодът, свързан към отрицателния проводник. Текущи
и напрежението се избират в зависимост от обема на ваната.
Схеми на домашно приготвени галванични вани
Най-простата схема на галванична вана включва само три операции: подготвителна, действителен процес на поцинковане и довършителна обработка. Първият е почистване, обезмасляване, ецване и полиране на обект или част - подготовка. Третата операция ви позволява да приведете частта, която вече е покрита със слой метал, до "търгуем" вид чрез пасивиране, полиране и т.н. Всяка операция трябва да завърши с измиване в чиста и студена вода. И ако частите са били третирани с алкални разтвори, тогава е задължително да се направи измиване първо с гореща и след това със студена вода.
Частът, който трябва да бъде покрит, се свързва към отрицателния проводник (катод) на устройството и се потапя в електролита. Положителният проводник е свързан към покриващ метален електрод (анод), който също се спуска в разтвора. Електролизата ще доведе до разтваряне на анода (+).нанасяне на метал върху катодната част (–).
Значението на галваничното покритие за модерното производство
Ваната за галванично покритие, в която се извършва процесът на галванично покритие или галванично покритие, е едновременно рожба на прогреса и неговият двигател в индустриален мащаб. Тъй като благодарение на галваничните покрития характеристиките на частите и механизмите се подобряват, производството им е по-евтино, постига се най-висока точност на свързване, повишава се устойчивостта на износване и се повишават антикорозионните свойства.
