Гальванические покрытия

Гальванические металлические покрытия нашли свое широкое применение в промышленности с 20-х годов ХХ века по мере развития электрохимии, физики и металловедения, давших базу для создания гальванотехники - науки, изучающей процессы отложения металлов на поверхности металлических и неметаллических деталей.

Гальваническим методом могут быть получены антикоррозионные защитные и высококачественные декоративные покрытия, а также может осуществляться электрохимическое полирование металлов.

В большинстве гальванических процессов в качестве анодов применяют растворяемые металлы, которые под действием тока ионов в электролите осаждаются на изделия в качестве покрытия. Однако имеют место процессы, например хромирование, которые происходят с нерастворимыми анодами, выполняемыми из свинца. При этом раствор быстро истощается и требуется его систематическое наполнение (корректировка) солями осаждаемого металла.

Основными гальваническими процессами являются следующие.

Цинкование. Относится к основным способам защиты черных металлов от коррозии (анодное покрытие). В светотехническом производстве цинкованию подвергаются крепежные детали и элементы светотехнической арматуры. Во многих случаях на эти детали затем наносят лакокрасочные покрытия. Стойкость цинкового покрытия в нормальных условиях помещения не ниже 15 лет, в обычных атмосферных условиях – 6-10 лет, в условиях морского климата 3-4 года. Толщина цинковых покрытий зависит от условий эксплуатации и колеблется от 4 до 50 мкм.

Для придания цинковому покрытию повышенной коррозионной стойкости применяют пассивацию, заключающуюся в химической обработке деталей хромовыми растворами с добавлением серной кислоты. После обработки на поверхности изделия образуется тонкая хроматная пленка. После пассивации детали промывают и сушат в струе теплого воздуха.

Кадмирование применяется преимущественно для защиты от коррозии стальных деталей СП, работающих в условиях морского и тропического климата. Кадмий обладает значительно большей, чем цинк, химической стойкостью. Толщина покрытия варьируется 20-35 мкм. Кадмиевые покрытия с течением времени темнеют и теряют красивый вид. В целях замедления этого процесса их осветляют путем промывки в течение 1 мин в растворе: хромового ангидрида и серной кислоты. Пассивирование кадмиевых покрытий производят значительно реже, чем цинковых, а чаще всего совмещают с осветлением, после чего детали промывают в проточной воде и сушат в струе теплого воздуха.

Меднение. Применяется в качестве защитно-декоративного покрытия, а также как промежуточный процесс при многослойном покрытии, например никелировании. Стойкость медного покрытия невысокая, так как в атмосферных условиях медь легко окисляется и темнеет. Толщина медных покрытий незначительная - 3-10 мкм.

Никел'ирование применяется преимущественно как защитно-декоративное покрытие, а в отдельных случаях - как отражающее светотехническое. Стойкость никелевого покрытия относительно невысокая, поскольку по отношению к черным металлам оно является катодным и защищает их лишь механически. Никелирование производят, как правило, по подслою меди. Применяются многослойные покрытия: никель - медь - никель; медь - никель - хром и т.п. Суммарная толщина таких покрытий обычно составляет 20-30 мкм. Никелевое покрытие отличается хрупкостью, поэтому рекомендуется поверх никеля осаждать тонкий слой хрома (1-2 мкм).

Для ряда деталей требуется черное покрытие. Эти детали изготовляют из латуни и покрывают гальваническим способом черным слоем никеля, обладающим хорошими декоративными качествами. Черный цвет покрытия объясняется образованием сернистого никеля в смеси с цинком и металлическим никелем.

Хромирование. При изготовлении СП хромирование используется для получения как защитно-декоративных покрытий, так и отражающих. Хромовое покрытие имеет хорошее сцепление с медью, никелем, латунью и другими металлами, оно жаростойко и хорошо работает при температурах до 500° С, отличается высокой твердостью, химической стойкостью. Хром не тускнеет во влажной атмосфере и на него не действуют кислоты, кроме соляной и серной. Толщина слоя хрома обычно 5-10 мкм, иногда может быть 20-80 мкм и больше. При хромировании по предварительно нанесенному подслою (медь, никель) толщина покрытия обычно 1-2 мкм.

Латунирование относится к способам электролитического покрытия металлов сплавами. При некотором соотношении ионов меди и цинка в комплексном цианистом растворе солей этих металлов, становится возможным совместное их осаждение на катоде, т.е. получение латуни.