Galvanisk galvanisering av metall: teknologi, utstyr

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2024-01-02 14:00

Galvanisering er en effektiv og rimelig, og derfor en vanlig måte å beskytte jernholdige metaller mot korrosjon. Oftest brukes det i produksjon av maskinvare og festemidler, samt stålnett.

Sinkbeleggmetoder

Anti-korrosjon galvanisering utføres på ulike måter, og levetiden til belegget avhenger av tykkelsen på beskyttelseslaget.

Beleggingsmetoden avhenger av dets nødvendige egenskaper, størrelsen på produktet, betingelsene for videre drift.

Den enkleste og mest teknologisk avanserte, men utilstrekkelig motstandsdyktig mot mekanisk påkjenning av det beskyttende laget, er kaldgalvanisering ved bruk av primere, som inneholder store mengder høyt dispergert sinkpulver.

Når det gjelder volum av galvaniseringsproduksjon, inntar varmforsinking andreplassen. Belegget oppnådd på denne måten er av høy kvalitet og holdbart, men miljømessig usikkert, siden en sinksmelte brukes, og det kreves en stor mengde elektrisitet for å opprettholde temperaturen litt under 500 ° C, kjemiske metoder for overflatebehandling.

Veldig lik varmgalvanisering merteknologisk, men mindre produktiv metode for termisk diffusjonsavsetning av et beskyttende lag. Den brukes når det stilles høye krav til beleggets tykkelse og utseende.

En annen metode for galvanisering er gass-termisk sprøyting, som brukes til å beskytte store produkter og strukturer som rett og slett ikke kan plasseres i badekar.

Galvanisert galvanisering er blottet for mange av ulempene ved andre belegningsmetoder og har sine positive sider.

Fordeler med sinkbelegg

Sinkplettering ved elektrolyse er den vanligste metoden.

Den største fordelen, på grunn av hvilken galvanisk galvanisering av metall brukes, er en høy grad av beskyttelse av overflaten av materialet mot korrosjon. Et tynt lag med sink øker levetiden til produktene flere ganger, og reduserer derfor kostnadene for vedlikehold og utskifting.

Belegget er jevnt, uten striper og dråper, og formen og størrelsen på produktet er bevart. Du kan bruke den på objekter av hvilken som helst, selv den mest komplekse form.

Glatte og skinnende dekorative belegg krever ikke ytterligere behandling i de fleste tilfeller.

I tillegg krever selve sinkbeleggingsprosessen små kostnader, og galvaniseringsenhetene er svært produktive.

Ulemper med sinkbelegg

Metoden for å påføre et beskyttende belegg ved elektrolyse er ikke uten ulemper.

Den største ulempen erlav vedheft av sink til metall, på grunn av dette må overflaten på produktet rengjøres nøye.

Ulempen er også dannelsen av giftig avfall under belegningsprosessen, som krever seriøs rengjøring.

Manglende overholdelse av regimene kan føre til hydrogenfylling av basismetallet, noe som fører til skjørheten til selve produktet og til brudd på kvaliteten på belegget.

Driftsprinsipp

Galvanisering er basert på prinsippet om beskyttende effekt, som bestemmes av forskjellen i de elektrokjemiske potensialene til sink og jern. Siden sink har et lavere elektrokjemisk potensial, er belegget en offerbeskyttelse for jernholdige metaller. Det vil si at i et fuktig miljø er det han som gjennomgår elektrokjemisk korrosjon.

Når jern oksideres, dannes det oksider som har større volum enn det opprinnelige metallet. Oksydfilmen blir løs og sender oksygen til det fortsatt uoksiderte metallet. Og på sink, under oksidering, dannes filmen tynn og tett, den slipper ikke oksygen dypt inn i metallet, og beskytter ikke bare belegget, men også grunnmetallet under.

Typer av sinkbelegg

Galvanisk galvanisering er en teknologi som er elektrolyse, dvs. elektrokjemiske redoksprosesser i en elektrolytt under påvirkning av en elektrisk likestrøm.

I henhold til elektrolyttens sammensetning er sinkplettering delt inn i tre typer: syre, cyanid og alkalisk.

Den mest brukte sinkbeleggmetoden i lett surelektrolytter, spesielt for støpejern og ståldeler med kompleks konfigurasjon. Produkter laget av karbon og legert stål med denne typen galvanisering er mindre utsatt for forekomst av hydrogensprøhet, og utseendet er utmerket, med en fantastisk dekorativ effekt i et bredt spekter av farger.

Ytterligere galvaniseringsbeskyttelse

Den beskyttende effekten av sinkbelegg avhenger av tykkelsen, som bare er 5 mikron når den er galvanisert, og typen av elektrolytt.

I noen tilfeller forbedres de beskyttende egenskapene til sinkbelegg ved passivering, fosfatering eller maling.

Passivering (kromatering) - kjemisk behandling av produkter i løsninger med kromsyre eller dens s alter, som et resultat av at det dannes kromatfilmer på overflaten. Denne prosessen forbedrer ikke så mye de beskyttende egenskapene som de dekorative, fordi som et resultat forbedres glansen til belegget, og det kan males i forskjellige farger.

Ved fosfatering (behandling i fosforsyres alter) av galvaniserte produkter dannes det en fosfatfilm på overflaten. Etter fosfatering kan maling fortsatt påføres.

stadier av sinkbelegg

I produksjonen består galvanisering av flere teknologiske prosesser, som hver fullføres ved å vaske med vann i et rennende bad eller en børstevaskemetode.

Først rengjøres produktene grundig for rust, belegg, prosessfett, kjølevæskerestervæsker eller maling og avfettet i alkaliske løsninger. Deretter skjer elektrolytisk avfetting.

Deretter syltes de i en vandig løsning av s altsyre, hvor overflaten til slutt rengjøres uten å forstyrre overflatelaget og den halshugges - aktiveres før påføring av sinkbelegget. Først da er selve galvaniseringen.

Etter det, om nødvendig, blir produktene klaret og renset for oksidfilmen i en vandig løsning av salpetersyre, deretter fosfatert, passivert og tørket.

Ved galvanisering av ulike produkter kan det utføres ytterligere operasjoner. For eksempel vikles en stripe av før galvanisering, endene sveises, rettes ut, og etter det oljes og vikles opp.

Utstyr for sinkbelegg

En galvaniseringslinje er en spesifikk sekvens av skylling og teknologiske bad der det lages et enkelt- eller flerlags sinkbelegg med de nødvendige funksjonelle egenskapene.

I henhold til produksjonsvolumer benyttes utstyr med varierende grad av mekanisering. Ved store virksomheter er det installert mekaniserte linjer med automatisk kontroll. Det er linjer med delvis eller full manuell kontroll, samt minilinjer.

Galvaniseringslinjen består av mer enn bare badekar. Det inkluderer transportsystemer av ulike design, utstyr for behandling av avløpsvann,hjelpeutstyr, som inkluderer enheter for galvanisering, varmeelementer, varmevekslere, katode- og anodestenger.

Ytterligere utstyr inkluderer ventilasjonssystemer, tørkekamre og skap, kjøleutstyr, filtreringsenheter, demi-vann produksjonsutstyr, pumper.

Elektrolytter for sinkbelegg

For galvanisk galvanisering, avhengig av formålet med produktet, brukes elektrolytter som er delt inn i to hovedgrupper.

Elektrolytter, der sink er i form av enkle hydratiserte ioner, kalles enkle sure. Dette er hydroborsyre-, sulfat- og kloridløsninger.

Komplekse komplekse sure og alkaliske elektrolytter inneholder sink i komplekse ioner med positiv og negativ ladning. Dette er ammoniakk, pyrofosfat, cyanid og andre løsninger.

Typen elektrolytt som brukes bestemmer først og fremst avsetningshastigheten og deretter kvaliteten på sinkavsetninger på produktet (katoden).

Fra komplekse elektrolytter legger sink seg på katoden med høy ionespredning. Når strømtettheten øker, synker utbyttet av metall og utbyttet av hydrogen øker.

Derfor utføres sinkplettering i komplekse elektrolytter med lav strømtetthet, og belegget er av meget høy kvalitet, finkornet og jevnt.

I lett sure enkle elektrolytter foregår galvanisering, også hjemme, med høy strømtetthet, med høyere hastighet enn ved bruk av komplekse løsninger. Utseendet til produktene er bra, menbelegget er ikke av særlig høy kvalitet og er kun egnet for produkter med en ganske enkel form.

galvanisert sinkbelegg

Teknologisk prosess med direkte galvanisering foregår i et bad med elektrolytt. Produkter laget av jernholdig metall senkes ned i den, som en elektrisk strøm (katode) tilføres gjennom spesielle elektroder, og ren sink i form av kuler eller plater lagt i spesielle nettseksjoner (anode).

Under en elektrokjemisk reaksjon, under påvirkning av en elektrisk strøm med en tetthet på 1 til 5 A/dm, oppløses sink i elektrolytten, deretter legger ionene seg på katoden og danner en 4-25 mikron tykk galvanisk belegg.

Det er ved bruk av denne teknologien at festemidler (bolter og muttere) oppnås med et jevnt og skinnende belegg.

Automatisert galvaniseringslinje

Den moderne galvaniseringslinjen er en helautomatisert linje, som utfører alle stadier av belegg, inkludert sveising og høykvalitets avfetting av produkter for ulike formål og konfigurasjoner.

Den automatiske linjen består vanligvis av et sett med teknologiske galvaniseringsbad, modulære likerettere, et laste-/lossestativ, transportutstyr, utstyr for avtrekksventilasjon, vannforsyning og kloakk, en metallramme med servicestige.

Elektroplateringsbad kan være laget av rustfritt stål, plastforet stål eller gummi. Moderne bad, sveiset av arkpolymerer, erstatter i økende grad metallbeholdere. Valget av bademateriale avhenger av sammensetningen og konsentrasjonen av elektrolytten og driftstemperaturen.

Kommunikasjon av vannforsyning og avløpsanlegg, og i de fleste tilfeller ventilasjon er plassert under badene og er også laget av polypropylen.

Dimensjonene til linjen bestemmes av dens produktivitet og dimensjonene til galvaniseringsbadene.

Galvanisk galvanisering skjer ved dannelse av avløpsvann med høy konsentrasjon av tungmetallioner. Derfor blir de forsvart, filtrert, nøytralisert, kjemisk utfelling, sorpsjon og andre prosesser brukes i beholdere laget av tekniske polymerer.

Elektrolytisk sinkbelegg hjemme

Galvanisk galvanisering, produsert av egne hender, begynner med valg av materialer. Elektrolytten kan være en løsning av sinkklorid og s altsyre i destillert vann. Dette er den såk alte loddesyren, som oftest brukes hjemme. Håndverkere sylter sink i batterisvovelsyre og får elektrolytt ZnSO_{4, men denne prosessen er farlig, fordi eksplosivt hydrogen og varme frigjøres under reaksjonen. Det skal ikke i noe tilfelle være et bunnfall av uoppløste s altkrystaller i elektrolytten.}

Ren sink kan kjøpes i en kjemikaliebutikk eller radiomarked, eller kan fås fra s altbatterier eller sikringer fra Sovjetunionen.

Galvanicbadekaret kan være en glass- eller plastbeholder. Stativ for anoden og katoden er installert i den. Anoden er en sinkplate som det er koblet et "pluss" til fra strømkilden. Jo større anoden er, desto jevnere vil belegget være på katoden, produktet som det beskyttende belegget påføres på. Det kan være flere anoder, de kan plasseres rundt katoden i samme avstand slik at overflaten blir dekket med sink jevnt og samtidig fra alle sider. "Minus" til strømkilden er koblet til katoden.

Selv når galvanisering gjøres hjemme, inkluderer teknologien nødvendigvis grundig rengjøring og avfetting av delen, samt aktivering i en sur løsning.

Strømkilden er et bilbatteri med en laveffektsglødelampe eller en annen forbruker i kretsen slik at strømmen i kretsen er lavere, eller en strømforsyning med konstant utgangsspenning. Hovedsaken er at det ikke skal være rask oppkoking av elektrolytten under galvaniseringsprosessen.

Faktisk skjer galvanisering når anodene og katoden senkes ned i elektrolytten og den elektriske kretsen lukkes. Jo lengre prosessen tar, jo tykkere er sinklaget på produktet.

Ved hjelp av galvanisering blir det beskyttende belegget på produkter presist, jevnt og glatt, med en dekorativ effekt. Det brukes både i industrien og hjemme, til tross for at det kreves behandling av avløpsvann fra miljøfarlig avfall.