Изучите эффективные решения для листового металла

Нажмите, чтобы узнать о листогибочных прессах, обрезных станках, лазерных резаках и многом другом от Artizono. Повысьте эффективность производства с помощью инновационных промышленных решений.

Типы гальванических покрытий: Исчерпывающее руководство

Классификация по электрохимическим свойствам

Гальванические покрытия можно разделить на анодные и катодные.

  1. Анодные покрытия

Анодные покрытия - это покрытия, в которых потенциал металла покрытия ниже потенциала основного металла. Примерами могут служить цинковое покрытие на стали, кадмиевое покрытие на железных изделиях в морской среде и оловянное покрытие на железных изделиях в среде органических кислот.

Характерной особенностью этих покрытий является то, что при образовании коррозионных микроячеек, т.е. при электрохимической коррозии, анодный металл покрытия расходуется, а основной металл остается защищенным.

Таким образом, металл покрытия (например, цинк или кадмий, по отношению к стальным изделиям) корродирует первым, обеспечивая электрохимическую защиту стальных деталей.

Толщина анодного покрытия оказывает решающее влияние на его защитную способность.

  1. Катодные покрытия

Катодные покрытия - это покрытия, в которых потенциал металла покрытия выше, чем у основного металла. Примерами могут служить медные, никелевые, хромовые, золотые и серебряные покрытия на стальных деталях. Катодные покрытия защищают основной металл только в том случае, если они не повреждены.

В противном случае, когда образуются коррозионные микроячейки, основной металл, служащий анодом, корродирует изнутри, ускоряя процесс коррозии, а не защищая основной металл.

Поэтому особенно важно, чтобы катодные покрытия имели определенную толщину и как можно меньший уровень пористости.

Электродный потенциал металлов изменяется в зависимости от среды и условий работы, определяя, является ли покрытие анодным или катодным в зависимости от среды и условий.

Например, цинк обычно является анодным покрытием для железа в обычных условиях, но становится катодным в горячей воде при температуре 70-80°C. Аналогично, олово обычно катодно по отношению к железу, но становится анодным в среде органических кислот.

Классификация по назначению

Покрытия можно разделить на защитные, защитно-декоративные, реставрационные и функциональные.

  1. Защитные покрытия

Защитные покрытия предотвращают коррозию основного металла в атмосфере и других средах. К этой категории относятся покрытия из цинка, кадмия, олова и цинковых сплавов (цинк-железо, цинк-кобальт, цинк-никель). Для защиты в общих атмосферных условиях широко используется цинкование, на долю которого приходится более 50% гальванического производства.

Кадмиевое покрытие используется во влажной и морской атмосфере. Кадмиевые или кадмиево-оловянные сплавы выбираются для защиты крепежа, например, в химическом производстве, где уплотнения высокого давления должны быть устойчивы к коррозии.

Оловянные покрытия обладают высокой устойчивостью к воздействию органических кислот, обеспечивают сильную антикоррозийную способность и образуют безвредные коррозионные соединения, благодаря чему широко используются в пищевой промышленности.

  1. Защитно-декоративные покрытия

Покрытия, предотвращающие коррозию основного металла и имеющие эстетичный внешний вид, называются защитно-декоративными покрытиями. Примерами могут служить покрытия медь/никель/хром и никель-железо/хром. Эти покрытия должны не только противостоять коррозии, но и быть декоративными.

Такие покрытия часто включают нанесение "базового слоя", затем "поверхностного слоя", а иногда и "промежуточного слоя", поскольку сложно найти одно металлическое покрытие, отвечающее как защитным, так и декоративным требованиям. Некоторые металлы покрытия, несмотря на высокую коррозионную стойкость, не могут сохранять свой блеск при определенных условиях.

Другие, хотя и менее коррозионностойкие, могут обеспечить длительный блеск и износостойкость. Таким образом, многослойное покрытие сочетает в себе сильные стороны различных покрытий, компенсируя их недостатки.

Например, в покрытиях медь/никель/хром сначала наносится медь в качестве базового слоя, затем никель в качестве промежуточного слоя для повышения коррозионной стойкости и, наконец, слегка голубоватый яркий хром в качестве внешнего слоя для обеспечения превосходных декоративных качеств. Такое сочетание обычно используется на внешних деталях приборов, автомобилей и велосипедов.

  1. Реставрационные покрытия

Восстановительные покрытия утолщают или восстанавливают размеры частично изношенных деталей. Крупные механические компоненты, такие как оси, коленчатые валы, шестерни на поездах, автомобилях и нефтехимическом оборудовании, могут быть покрыты гальваническими покрытиями для продления срока службы.

Например, валы насосов для глубоких скважин можно отремонтировать с помощью твердого хромирования или железного покрытия.

  1. Функциональные покрытия

Функциональные покрытия используют механические, физические и химические свойства металлов покрытия для удовлетворения потребностей различных областей применения. Их можно разделить на несколько основных типов:

  • Износостойкие и снижающие трение покрытия: Повышают твердость поверхности изделий для увеличения их износостойкости. Твердый хром широко используется в промышленности для различных валов и шеек коленчатых валов, поверхностей печатных валов, стенок цилиндров двигателей и поршневых колец, а также полостей штамповочных форм. Сплавы свинец-олово и свинец-олово-медь служат антифрикционными покрытиями для скользящих контактных поверхностей, снижая трение скольжения.
  • Покрытия, устойчивые к высокотемпературному окислению: Эти покрытия защищают компоненты, которые могут окисляться при высоких температурах, повышая их устойчивость к высокотемпературному окислению. В качестве примера можно привести роторы и лопасти реактивных двигателей, изготовленные из металлов с высокой температурой плавления, которые могут быть покрыты никелем, хромом или платино-германиевыми сплавами. В некоторых случаях для повышения устойчивости металлических материалов к высокотемпературному окислению используются композитные покрытия, такие как никель-германиевый оксид и никель-алюминиевый оксид.
  • Магнитные покрытия: Магнитные материалы используются в магнитопроводах, барабанах, дисках и компонентах магнитных накопителей в электронном вычислительном оборудовании. Распространенные покрытия из магнитных сплавов включают кобальт-никель, никель-железо и никель-фосфор-кобальт. Для подготовки магнитных материалов часто используются методы гальванического и химического осаждения, при этом параметры процесса осаждения настраиваются для оптимизации магнитных свойств покрытий.
  • Паяемые покрытия: Сборка некоторых электронных компонентов требует пайки. Для улучшения паяемости компоненты часто покрывают оловом, серебром или оловянно-свинцовыми сплавами. Для повышения износостойкости могут использоваться сплавы серебра с сурьмой, сплавы золота с кобальтом и сплавы золота с сурьмой.

В производственной практике применяется множество других функциональных покрытий. Например, латунное (медно-цинковое) покрытие стальной проволоки улучшает адгезию при горячем прессовании с резиной; медное или серебряное покрытие улучшает проводимость поверхности, а когда требуется одновременно хорошая проводимость и износостойкость, используются сплавы золота или серебра; свинцовое покрытие противостоит коррозии серной и хромовой кислот; медное покрытие предотвращает локальное науглероживание, а оловянное - локальное азотирование; хромовое, серебряное или высокооловянное бронзовое покрытие повышает отражательную способность; для придания матовости или светопоглощающих свойств может наноситься покрытие из черного никеля или черного хрома.

Классификация по структуре покрытия

Классификация включает простые структуры, многослойные композитные структуры и составные покрытия.

  1. Простая структура

При этом наносится один слой покрытия, также известный как гальваническое покрытие одного металла. Слой металла используется для удовлетворения требований.

  1. Многослойная композитная структура

Несколько слоев покрытия могут состоять из разных металлов, например, трехслойная структура медь/никель/хром, или из одного и того же металла, например, высококоррозионностойкие двойные никелевые и тройные никелевые слои.

  1. Компаундные покрытия

Это покрытия с металлической основой и неметаллическими или металлическими частицами в качестве дисперсной фазы, образующими дисперсную структуру.

Составные покрытия характеризуются высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью. Использование технологии нанесения комбинированных покрытий для улучшения структуры или состояния поверхности материалов, повышения их функциональности, расширения областей применения и получения покрытий со специфическими функциями является одним из направлений развития гальванотехники.

Анализ причин плохой однородности оловянных покрытий

Основной причиной плохой однородности оловянных покрытий является слишком высокая температура раствора, особенно заметная, когда температура превышает 35°C.

Неровность оловянного покрытия существенно влияет на качество, поскольку тонкость оловянного слоя означает, что все неровные участки будут еще тоньше, что может привести к запотеванию и плохой свариваемости.

Решения:

  1. Контролируйте температуру раствора и при необходимости применяйте меры по охлаждению.
  2. Используйте подвижный катод. Перемещение катода не только улучшает однородность покрытия, но и увеличивает плотность катодного тока, предотвращая появление выгоревших покрытий, точечных провалов, разводов, темно-серых узоров и повышая яркость покрытия.

Всего в одном шаге!

Начните революцию в обработке листового металла

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх