Гальваническое покрытие для защиты металла от коррозии

Гальваническое покрытие – способ защиты металла от коррозии и разрушения. Металлический слой наносится на детали методом электролиза или горячим цинкованием. В качестве материала для покрытия выбирается сплав цинка, могут также применяться хром, медь и никель.

Содержание

Гальванизация стали: этапы обработки

Вне зависимости от выбранного метода, обработка металла проводится по стандартной схеме. Этапы гальванизации:

1. Подготовка поверхности. Металл очищается от частиц окалины, коррозийных наслоений, остатков смазки. Для удаления загрязнений с поверхности применяются различные технологические процессы. Изделия зачищаются, полируются, промываются, погружаются в химические растворы, обрабатываются с помощью пескоструйного аппарата.
2. Гальванизация. Деталь или элемент конструкции устанавливается в специальную гальваническую ванную. В емкости проходит процесс электрогальванизации. При этом металлическое изделие становится катодом, в роли анода выступают пластины цинка.
3. Контроль качества. Все этапы нанесения гальваники тщательно проверяются. При контроле внимание уделяется составу электролита, качеству очистки поверхности металла, режимам обработки – времени, напряжению, силе тока. После обработки изучается толщина, качество покрытия, текстура и другие параметры готового изделия.

Методы гальванизации

Гальванизация – это технологический процесс нанесения тонкой пленки из металла на поверхность деталей. Проводится двумя различными способами:

Горячее цинкование

Заготовки из металла погружают в емкость с расплавленным раствором стали или железа, доведенным до температуры 450°С. Металлическая поверхность под действием высоких температур вступает в химическую реакцию с жидким цинком. В результате образуется прочный, плотный слой с надежной защитой от повреждений и негативных факторов внешней среды. Толщина слоя может достигать 120 мкм, в зависимости от времени выдержки заготовок в горячем цинковом растворе. Покрытие получается достаточно широким, обеспечивает более мощную защиту, чем при электрогальванизации. Обработка этим способом применяется для крупногабаритных конструкций, способных выдержать сложные условия эксплуатации.

Электрогальванизация

Металл при электрогальванизации не погружается в ванну с расплавленным раствором. Вместо этого применяется емкость с электролитом, анодом из цинка и электрическим проводником. При подаче тока происходит электрохимическая реакция, в результате чего на металле образуется равномерный слой защиты.

Виды

Существует несколько видов гальванизации, в зависимости от типа металлического сплава:

Цинкование

Гальванизация цинком помогает надежно защитить поверхность от негативных внешних факторов – механических повреждений, коррозии, истирания, преждевременного износа. Цинкование подходит для обработки метизов, небольших и средних изделий из металла. В результате на поверхности появляется прочный слой из цинка толщиной до 30 мкм.

Никелирование

Гальванизация никелем препятствует процессу коррозии, улучшает внешние характеристики изделия, повышает показатели износостойкости. В целях усиления антикоррозийных свойств никелирование комбинируется с другими видами гальванической обработки. Нередко перед нанесением никеля деталь обрабатывается хромом, медью или никелем.

Медение

Гальваническое покрытие из меди усиливает антифрикционные свойства, повышает абразивостойкость. Метод используется для обработки печатных плат, проволоки из стали, деталей электротехники. Медь повышает способность металла проводить электрический ток и улучшает адгезивные свойства поверхности. После нанесения защитного слоя сцепление поверхности с другими металлами значительно улучшается. По этой причине медение часто применяется перед хромированием и никелированием.

Хромирование

Защитный слой из хрома наносится с помощью метода электролиза. Гальваническое покрытие отличается эстетичным зеркальным блеском и гладкой, глянцевой текстурой. Хром обеспечивает металлу прочность, твердость и повышенную жаростойкость – до 800°С. Хромированный металл выдерживает эксплуатацию в соленой воде, устойчив к воздействию пара и азотной кислоты. Благодаря высоким внешним характеристикам и способности выдерживать агрессивные среды хромирование часто применяется в автомобилестроении.

Кадмирование

Кадмирование – это покрытие металла тонким слоем кадмия, 10-30 мкм. Гальваническое покрытие эластичное, что дает возможность придавать фигурную форму изделиям – гнуть, штамповать, вальцевать. Кадмий обеспечивает хорошую защиту поверхности от воздействия морской воды, делает возможным эксплуатацию гальванизованных изделий в кислотных и щелочных растворах. Кадмирование широко применяется в энергетике, автомобилестроении, военной промышленности, строительстве кораблей. Кадмий отличается высокой токсичностью. Технологические процессы с его применением требуют соблюдения строгих правил.

Преимущества и недостатки

Гальваническое покрытие продлевает срок эксплуатации металлической продукции. У обработанных заготовок повышаются показатели прочности, улучшается устойчивость к образованию ржавчины, появляется внешняя эстетика. 

К основным преимуществам метода относятся:

Несмотря на эффективность технологии, у гальванизации есть несколько недостатков:

• некоторые металлы и растворы токсичны, при их использовании необходимо строго соблюдать правила и инструкции;
• масштабные конструкции требуют высоких затрат на обработку методом гальванизации.

Выводы

Гальваническое покрытие оптимизирует свойства металла, защищает поверхности от воздействия внешней среды, повышенной влажности, перепада температур. Слой из цинка берет на себя основную нагрузку при механических воздействиях – ударах, трении, падении. Обеспечивается защита не только от воздействия физических факторов, но и от электрохимической коррозии.