Verzinken en de toepassing ervan

Galvaniseren - een methode voor het afzetten van metalen op het oppervlak van metalen en niet-metalen producten met behulp van elektrolyse… Na een dergelijke afzetting verwerft het oppervlak van het product grote corrosiebestendigheid, mooier uiterlijk (decoratieve coating), soms - grotere hardheid, slijtvastheid.

Als het product in dit geval is bedekt met een zeer dunne (5 - 30 μm) laag metaal, die slechts in zeldzame gevallen (oppervlakteharding) tienden van een millimeter bereikt, wordt dit type proces galvanische coating genoemd.

Momenteel wordt galvaniseren veel gebruikt (verkoperen, vernikkelen, verchromen, verzilveren, vergulden, cadmiumplateren, verzinken, vertinnen, loodplateren).

Vergulden, verzilveren, vernikkelen en verchromen worden voornamelijk gebruikt voor decoratieve doeleinden, terwijl deze coatings tegelijkertijd de corrosieweerstand verhogen.

Koper wordt voornamelijk gebruikt als tussenlaag op nikkel- of chroomstalen producten.De goede hechting van het beschermende metaal aan het materiaal van het product is erg belangrijk voor de duurzaamheid van de coatings.Zickel en chroom hechten stevig aan het staal, daarom wordt dit laatste eerst verzacht en vervolgens wordt een laag nikkel of chroom aangebracht naar het koper.

Omdat de chroomlaag in sommige gevallen niet beschermt tegen corrosie, wordt ook een drielaagse coating (koper-nikkel-chroom) gebruikt. Het bedekken van producten met een laag nikkel of chroom beschermt het oppervlak tegen oxidatie bij verhitting tot 480 - 500 ° C. Zinkcoating wordt veel gebruikt voor corrosiebescherming; in sommige gevallen nemen ze hun toevlucht tot cadmiumplateren.

Verchromen en vernikkelen wordt ook gebruikt om de slijtvastheid van oppervlakken te verbeteren, zoals stereotypen in de grafische industrie. Het bedekken van een stereotype met een laag nikkel, chroom of ijzer kan de levensduur ervan met 10 of meer verlengen. In deze gevallen moet de dikte van de aangebrachte film groter zijn (30-50 micron of meer).

Een onvervangbare voorwaarde voor de hechtingskracht van de aangebrachte laag op het basismetaal is de reinheid van het oppervlak ervan. Daarom worden vóór de elektrolyse de kleinste sporen van vuil, oxiden en vetten zorgvuldig uit de producten verwijderd. Om dit te doen, worden ze meestal ontvet in hete oplossingen van basen of in organische oplosmiddelen - kerosine, benzine.

Om oxiden en onzuiverheden te verwijderen, worden de producten geëtst in zwavelzuur of zoutzuur en om gladde oppervlakken te verkrijgen - door slijpen en polijsten. De laatste bewerking wordt herhaald na het aanbrengen, als het om decoratieve redenen nodig is om een ​​glanzend oppervlak te verkrijgen, aangezien badkamerproducten meestal mat zijn.

Het grootste deel van de elektrolyt zijn de zouten van het aangebrachte metaal.Om de geleidbaarheid van de elektrolyt te verbeteren, worden er bovendien vaak zuren of basen in geïntroduceerd, die de elektrolyt zuur of basisch maken. Tijdens het vergulden en verzilveren, en soms bij het verkoperen, worden cyanideverbindingen in het elektrolyt gebracht, wat zorgt voor een betere hechting van de coating op het basismetaal.aluin.

In de regel worden bij galvaniseerprocessen oplosbare anoden gebruikt in de vorm van stroken of staven van metaal die op de kathode zijn aangebracht. In dit geval wordt het metaal van de anode naar de kathode overgebracht. Anoden van een metaal of legering die onoplosbaar zijn in een bepaald elektrolyt worden echter ook gebruikt, bijvoorbeeld bij verchromen, gemaakt van lood of lood-antimoonlegering.In dit geval wordt het metaal op de producten gescheiden door de elektrolyt en het zout van het aangebrachte metaal moeten systematisch aan de elektrolyt worden toegevoegd.

Het verzinken gebeurt in baden van een materiaal dat chemisch resistent is tegen de gebruikte elektrolyt. Grote kuipen zijn gemaakt van staal, gelast en voor zure oplossingen zijn ze van binnenuit geïsoleerd met rubber, eboniet, vinylplastic of bedekt met zuurbestendige en hittebestendige vernissen.

De te bewerken werkstukken worden meestal op hangers in het bad gemonteerd. Voor processen die plaatsvinden bij een lage stroomdichtheid (0,01 — 0,1 A/cm2) worden stationaire baden met vaste kathoden gebruikt.

Bij hoge stroomdichtheden (bijv. bij verchromen) worden continue baden gebruikt, waarbij de producten tijdens het coatingproces van de ene rand van het bad naar de andere gaan. Dergelijke baden zijn meestal uitgerust met apparaten om de elektrolyt met perslucht te mengen en te filteren.

Bij hoge capaciteit worden automatische machines gebruikt die zijn uitgerust met een aantal baden, waarbij niet alleen de coating van de producten zelf, maar ook hun oppervlaktevoorbereiding (ontvetten, etsen en spoelen) wordt uitgevoerd. In dergelijke machines gaan de producten, horizontaal en verticaal op treden bewegend, achtereenvolgens door alle kuipen.

Galvaniseren, zoals bij alle elektrolytische processen, maakt gebruik van gelijkstroom, meestal laagspanning (6 - 24 V). Het proces wordt geregeld door de huidige dichtheid te wijzigen, de waarde van de laatste verandert afhankelijk van het proces van honderdsten en tienden van A / dm2 bij vergulden en zilver tot tienden van A / cm2 bij verchromen.

Naarmate de stroomdichtheid toeneemt, neemt de hoeveelheid afgezet metaal per tijdseenheid toe, maar wanneer deze een bepaalde waarde overschrijdt (zijn eigen waarde voor elk proces), verslechtert de kwaliteit van de coating sterk. Gegalvaniseerde baden worden aangedreven door DC-generatoren of halfgeleiderconverters.

Voor de meeste galvaniseerprocessen is het stroomrendement relatief hoog (van 100 tot 90%), voor een aantal processen, bijvoorbeeld vergulden en sommige soorten verkoperen, neemt het stroomrendement af tot 70 - 60%. Alleen met verchromen is het erg laag (12%), omdat bij dit proces het grootste deel van de verbruikte elektriciteit wordt besteed aan nevenreacties.

De afgelopen jaren is geëxperimenteerd met het gebruik van wisselstroom in galvanische processen. Typisch wordt een AC-component gesuperponeerd op een DC-stroom, waarbij de amplitude van de AC-component ongeveer 2 keer de DC-waarde is.Het gebruik van wisselstroom bij de productie van nikkel-, koper- en zinkcoatings kan de kwaliteit ervan verbeteren en met name de verontreiniging van de aangebrachte laag met onzuiverheden verminderen.

In sommige gevallen is een koperen coating mogelijk wanneer het bad wordt gevoed met een stroom van 50 Hz. Dit wordt verklaard door de gedeeltelijke gelijkrichting van de wisselstroom door een elektrochemische cel, waardoor een constante component in de badstroom verschijnt.