Cinkavimas ir jo taikymas
Cinkavimas – metalų nusodinimo ant metalo ir nemetalinių gaminių paviršiaus būdas elektrolizė… Po tokio nusėdimo gaminio paviršius įgauna didelis atsparumas korozijai, gražesnė išvaizda (dekoratyvinė danga), kartais — didesnis kietumas, atsparumas dilimui.
Jei šiuo atveju gaminys yra padengtas labai plonu (5 — 30 μm) metalo sluoksniu, tik retais atvejais (paviršiaus sukietėjimas), siekiančiu dešimtąsias milimetro dalis, tai toks procesas vadinamas galvanine danga.
Šiuo metu plačiai naudojamas galvanizavimas (vario dengimas, nikeliavimas, chromavimas, sidabravimas, auksavimas, kadmio dengimas, cinkavimas, alavavimas, dengimas švinu).
Paauksavimas, sidabravimas, nikeliavimas ir chromavimas daugiausia naudojami dekoratyviniais tikslais, o tuo pačiu metu šios dangos padidina atsparumą korozijai.
Varis daugiausia naudojamas kaip nikelio arba chromo plieno gaminių tarpinis sluoksnis.Dangų ilgaamžiškumui labai svarbus geras apsauginio metalo sukibimas su gaminio medžiaga..Cikelis ir chromas tvirtai prilimpa prie plieno, todėl pastarasis pirmiausia suminkštinamas, o po to dedamas nikelio arba chromo sluoksnis. prie vario.
Kadangi chromo sluoksnis kai kuriais atvejais neapsaugo nuo korozijos, taip pat naudojama trijų sluoksnių danga (varis-nikelis-chromas). Gaminių padengimas nikelio arba chromo sluoksniu apsaugo paviršių nuo oksidacijos kaitinant iki 480 — 500° C. Cinko danga plačiai naudojama apsaugai nuo korozijos; kai kuriais atvejais jie naudojasi kadmiu.
Chromas ir nikeliavimas taip pat naudojamas siekiant pagerinti paviršių atsparumą dilimui, pvz., stereotipus spausdinimo pramonėje. Stereotipą padengus nikelio, chromo ar geležies sluoksniu, jo tarnavimo laikas gali pailgėti 10 ir daugiau kartų. Tokiais atvejais tepamos plėvelės storis turėtų būti didesnis (30-50 mikronų ar daugiau).
Nepakeičiama užtepto sluoksnio sukibimo su netauriuoju metalu stiprumo sąlyga yra pastarojo paviršiaus švara. Todėl prieš elektrolizę nuo gaminių kruopščiai pašalinami smulkiausi nešvarumų, oksidų, riebalų pėdsakai. Norėdami tai padaryti, jie paprastai nuriebalinami karštuose bazių tirpaluose arba organiniuose tirpikliuose - žibalu, benzinu.
Oksidams ir nešvarumams pašalinti gaminiai ėsdinami sieros arba druskos rūgštyje, o glotniems paviršiams gauti – šlifuojant ir poliruojant. Paskutinė operacija kartojama po dengimo, jei dėl dekoratyvinių priežasčių reikia išgauti blizgantį paviršių, nes vonios gaminiai dažniausiai būna matiniai.
Pagrindinė elektrolito dalis yra panaudoto metalo druskos.Be to, siekiant pagerinti elektrolito laidumą, į jį dažnai įvedamos rūgštys arba bazės, kurios paverčia elektrolitą rūgštiniu arba šarminiu. Auksuojant ir dengiant sidabru, o kartais ir dengiant variu, į elektrolitą įvedami cianido junginiai, kurie užtikrina geresnį dangos sukibimą su netauriuoju metalu.alu.
Paprastai tirpūs anodai galvanizavimo procesuose naudojami ant katodo uždedamų metalinių juostelių arba strypų pavidalu..V Šiuo atveju metalas perkeliamas iš anodo į katodą. Tačiau anodai, pagaminti iš metalo ar lydinio, netirpūs tam tikrame elektrolite, taip pat naudojami, pavyzdžiui, chromuojant, pagaminti iš švino arba švino ir stibio lydinio. Tokiu atveju metalas ant gaminių atsiskiria dėl elektrolitas ir panaudoto metalo druska turi būti sistemingai dedami į elektrolitą.
Cinkavimas atliekamas voniose, pagamintose iš medžiagos, kuri yra chemiškai atspari naudojamam elektrolitui. Dideli kubilai gaminami iš plieno, suvirinami, o rūgščių tirpalams iš vidaus apšiltinami guma, ebonitu, vinilo plastiku arba padengiami rūgštims atspariais ir karščiui atspariais lakais.
Apdorojami ruošiniai dažniausiai montuojami ant pakabų vonioje. Procesams, vykstantiems esant mažam srovės tankiui (0,01–0,1 A / cm2), naudojamos stacionarios vonios su fiksuotais katodais.
Esant dideliam srovės tankiui (pvz., chromuojant) naudojamos ištisinės vonios, kur gaminiai dengimo proceso metu juda iš vieno vonios krašto į kitą. Tokiose voniose dažniausiai įrengiami prietaisai elektrolitui maišyti su suslėgtu oru ir jį filtruoti.
Esant dideliam pajėgumui, naudojamos automatinės mašinos su daugybe vonių, kuriose atliekamas ne tik pačių gaminių dengimas, bet ir jų paviršiaus paruošimas (riebalinimas, ėsdinimas ir skalavimas). Tokiose mašinose gaminiai, judantys laipteliais horizontaliai ir vertikaliai, paeiliui pereina per visas kubilus.
Galvanizuojant, kaip ir atliekant visus elektrolitinius procesus, naudojama nuolatinė srovė, dažniausiai žema įtampa (6 - 24 V). Procesas reguliuojamas keičiant srovės tankį, pastarojo reikšmė kinta priklausomai nuo proceso nuo šimtųjų ir dešimtųjų A/dm2 auksuojant ir sidabruojant iki dešimtųjų A/cm2 chromuojant.
Didėjant srovės tankiui, per laiko vienetą nusodinamo metalo kiekis didėja, tačiau jam viršijus tam tikrą reikšmę (savą kiekvienam procesui), dangos kokybė smarkiai pablogėja. Cinkuotos vonios maitinamos nuolatinės srovės generatoriais arba puslaidininkiniais keitikliais.
Daugumos galvanizavimo procesų srovės efektyvumas yra santykinai aukštas (nuo 100 iki 90%), o daugelio procesų, pavyzdžiui, auksavimo ir kai kurių tipų vario dengimo, srovės efektyvumas sumažėja iki 70 - 60%. Tik chromuojant yra labai mažai (12%), nes šiame procese didžioji dalis sunaudojamos elektros išleidžiama šalutinėms reakcijoms.
Pastaraisiais metais buvo atliekami eksperimentai dėl kintamosios srovės panaudojimo galvaniniuose procesuose. Paprastai kintamosios srovės komponentas dedamas ant nuolatinės srovės, o kintamosios srovės komponento amplitudė yra maždaug 2 kartus didesnė už nuolatinės srovės vertę.Kintamosios srovės naudojimas nikelio, vario ir cinko dangų gamyboje gali pagerinti jų kokybę, ypač sumažinti užtepamo sluoksnio užteršimą priemaišomis.
Kai kuriais atvejais vario danga galima, kai vonioje tiekiama 50 Hz srovė. Tai paaiškinama daliniu kintamosios srovės ištaisymu elektrocheminiu elementu, dėl kurio vonios srovėje atsiranda pastovus komponentas.