Покрытие металла: что это такое и для чего нужна гальваника

Если сказать без сложных терминов, гальваника — это способ «надеть» на металл защитную оболочку из другого металла. Деталь опускают в ванну с раствором, включают ток, и ионы нужного элемента начинают прилипать к поверхности. Постепенно появляется тонкий слой защиты, буквально несколько микрон. Но именно этот слой делает изделие ровным, блестящим и куда более стойким.

Главная цель не только в красоте. Такое покрытие помогает металлу дольше жить — не бояться коррозии, трения, окисления. В итоге деталь выглядит аккуратно, служит дольше и не теряет внешний вид даже после долгой работы. 

Применение:

— изготовление деталей машин;

— электроника;

— создание декоративных элементов;

— медицинское оборудование;

— ювелирные изделия;

— авиация;

— судостроение. 

Благодаря гальванике стальные болты не ржавеют, контакты не искрят, а латунные, медные элементы долго сохраняют блеск, прочность. Компания МТК «МАЗПРОМ» поставляет металлопрокат, подходящий под любые виды гальванических покрытий. На складе всегда в наличии медь, латунь, сталь, алюминий, другие сплавы. Вы можете обсудить подбор материала и его свойства с менеджером.

Принцип работы гальванического покрытия

Смысл процесса прост — это электролиз. В специальной ванне есть раствор: в нём плавают ионы металла. Через ванну пропускается ток и начинается химия — частицы металла оседают на детали.

В этой схеме участвуют два основных элемента:

• катод — сама деталь, которую надо покрыть. К ней присоединяют отрицательный полюс источника тока;
• анод — пластина из металла, который будет осаждаться на эту деталь. Её соединяют с положительным полюсом.

Когда ток идёт по цепи, частицы переходят с анода на катод, покрывая его ровной плёнкой. Толщина плёнки обычно 5–10 микрон, но можно сделать больше, регулируя ток, время обработки.

Зачем применяется гальваника

Покрытие металла гальваникой — простой и надёжный способ «продлить жизнь» металлу. Изделие получает «броню», которая не даёт влаге и воздуху разрушать поверхность. Тонкий защитный слой делает деталь менее подверженной ржавчине. Она не тускнеет, дольше сохраняет форму, даже если работает в тяжёлых условиях, агрессивных средах.

Применяют гальванику металла как на заводах, так и в декоративных целях. После обработки поверхность получает красивый блеск, оттенок под золото, серебро или хром. Обычная техническая деталь после такой обработки выглядит почти как элемент дизайна.

Есть и чисто практическая выгода. Некоторые металлы, например, золото или серебро, делают контакты лучше проводящими, а никель с хромом придают поверхности прочность, стойкость к износу.

Отдельное направление — восстановительная гальваника. С её помощью можно вернуть изношенной детали первоначальные размеры, форму, не тратя время и ресурсы на изготовление новой. 

В целом гальваника совмещает сразу несколько задач: защиту, декор, восстановление.

Гальваника: какие металлы используют

Подбор металла для гальванического покрытия зависит от того, чего хотят добиться — блеска, прочности, защиты от коррозии или лучшей проводимости. Каждый металл ведёт себя по-своему и придаёт поверхности собственные свойства.

Например:

• Цинк — самый распространённый вариант. Он создаёт надёжный барьер против ржавчины, влаги.
• Никель придаёт поверхности твёрдость, устойчивость к истиранию, химическим веществам.
• Хром даёт зеркальный блеск, способен противостоять царапинам, высоким температурам, их резким перепадам. Поэтому его часто применяют в сантехнике.
• Медь обычно служит подслоем. Она улучшает сцепление, проводимость.
• Золото, серебро применяют там, где важны надёжный контакт, долговечность, например, в электронике или ювелирных изделиях. 

Кроме этого, в гальванике применяют олово, кадмий, кобальт, палладий, платину. А ещё комбинируют — чтобы покрытие и защищало, и выглядело эффектно.

Виды гальванических покрытий

Можно выделить три основные группы: защитная, декоративная, функциональная. Каждая нужна для своей задачи. 

1. Защитные

Главная цель — не допустить влагу, кислород к металлу. Для этого чаще всего наносят цинк, никель или кадмий.

2. Декоративные

Эта группа объединяет покрытия, где важен внешний вид детали, устойчивость поверхности к истиранию. Это может быть:

— золочение металла;

— хромирование;

— серебрение;

— меднение;

— латунное или никелевое покрытие. 

Их применяют в оформлении интерьеров, производстве фурнитуры, приборов, ювелирных изделий, декоре. Например, в золочении металла гальваника используется для нанесения слоя золота толщиной всего несколько микрон. На вид он почти невесом, но делает изделие не только красивее, но и прочнее: золото улучшает электропроводность и защищает металл от окисления.

3. Функциональные.

Такие покрытия делают поверхность твёрже, уменьшают трение или повышают проводимость. К ним относят оловянные, серебряные, графитовые, молибденовые и другие варианты. 

Иногда гальваника объединяет сразу несколько задач, например:

— никель-хром сочетает декоративность, износостойкость;

— цинк-никель защищает от коррозии, повышает электрохимическую стабильность даже при высоких нагрузках.

Технология гальванического покрытия

Процесс делится на несколько шагов:

1. Подготовка. Перед нанесением деталь тщательно очищают. Загрязнения, окалина, остатки масла могут нарушить адгезию. Используют шлифовку, пескоструйку, обезжиривание в щелочном растворе или ультразвуковой ванне. Иногда добавляют травление, чтобы снять оксидную плёнку.

2. Нанесение. Очищенную заготовку помещают в гальваническую ванну, наполненную электролитом — раствором солей металла, который должен осесть на поверхности. Далее подают электрический ток, создают электрическое поле. Время обработки зависит от толщины требуемого слоя. На протяжении всей процедуры специалисты контролируют температуру, концентрацию раствора, силу, плотность тока. Даже незначительные отклонения могут повлиять на цвет, качество.

3. Промывка, сушка. Изделие промывают дистиллированной водой, потом сушат горячим воздухом.

4. Контроль качества. Завершающий этап: проверка адгезии, толщины. Для этого применяют методы магнитного или микрометрического контроля, а также визуальную оценку блеска, равномерности. При необходимости изделие дополнительно полируется.

На крупных производствах гальванические линии автоматизированы. Параметры тока, температура управляются через системы ЧПУ.

Преимущества и ограничения гальваники

Почему технология популярна уже больше века:

Преимущества:

— надёжная защита от коррозии. Даже тончайший слой предотвращает контакт основы с влагой, воздухом;

— улучшение вида. Гальваника придаёт поверхности блеск, гладкость, декоративный оттенок. Покрытие может имитировать золото, серебро, латунь, хром.

— повышение механической прочности. Поверхность становится более устойчивой к царапинам, трению, деформации. Это важно для деталей, которые работают под нагрузкой или в агрессивных средах;

— электрические свойства. Некоторые покрытия, например, золото, серебро, медь, повышают проводимость контактов, уменьшают сопротивление, предотвращают искрение;

— возможность восстановления деталей. Можно вернуть изношенным поверхностям первоначальные размеры, геометрию, продлить срок службы оборудования;

— совместимость с разными металлами. Применяется почти ко всем видам металлов, сплавов.

Ограничения:

— сложность подготовки. Процесс требует идеальной чистоты поверхности. Минимальные загрязнения снижают качество;

— экологические аспекты. Электролиты содержат химически активные вещества, поэтому на предприятиях гальваники действует строгий контроль стоков, обязательная очистка растворов;

— неравномерность покрытия на сложных формах;

— стоимость драгоценных металлов. Золото, серебро делают процесс дороже.

Применение гальванических покрытий в промышленности

Эту технологию применяют в отраслях, где важны надёжность, долговечность, точность изделий:

1. Машиностроение, станкостроение. Покрытия уменьшают износ, трение, защищают от коррозии. Детали служат в два-три раза дольше.

2. Автомобильная, авиационная промышленность. Гальваника — фактор безопасности. Хром, никель оберегают корпуса и их части от влаги, температурных колебаний. А кадмий, цинк не дают деталям разрушаться под действием реагентов, выхлопных газов.

3. Электротехника, электроника. Здесь всё решают доли микрона. Тонкие слои серебра, золота, меди обеспечивают стабильный контакт, высокую проводимость разъёмов, плат, клемм, микроконтактов.

4. Строительство, архитектура. Декоративные, защитные покрытия делают фасадные элементы, перила, осветительные приборы, фурнитуру прочными, эстетичными. Они становятся устойчивыми к ультрафиолету, осадкам, механическим воздействиям.

5. Медицина, приборостроение. Гальваника защищает металл от окисления и помогает легко стерилизовать инструменты.

Гальваника ценна тем, что продлевает срок службы изделий, сохраняет внешний вид, повышает их прочность, электропроводность, устойчивость к коррозии, сохраняет блеск, аккуратность.

Компания МТК «МАЗПРОМ» поставляет сертифицированный металлопрокат, подходящий для гальванической обработки, а также выполняет услуги по резке, подготовке, поставке материалов в соответствии с ГОСТом, ТЗ клиента.

Чтобы оформить заказ или получить консультацию, выберите удобный способ связи:

— через форму заявки сайта;

— по телефону +7 (495) 772-01-41;— написать письмо на почту info@mazprom.ru.

Поделиться: