Zincatura e sua applicazione

Galvanizzazione — un metodo per depositare metalli sulla superficie di prodotti metallici e non metallici utilizzando elettrolisi… Dopo tale deposizione, la superficie del prodotto acquisisce grande resistenza alla corrosione, aspetto più bello (rivestimento decorativo), a volte — maggiore durezza, resistenza all'usura.

Se in questo caso il prodotto è ricoperto da uno strato di metallo molto sottile (5 — 30 μm), solo in rari casi (indurimento superficiale) che raggiunge i decimi di millimetro, allora questo tipo di processo è chiamato rivestimento galvanico.

Allo stato attuale, l'elettroplaccatura è ampiamente utilizzata (placcatura in rame, nichelatura, cromatura, argentatura, doratura, cadmio, zincatura, stagnatura, piombo).

La doratura, l'argentatura, la nichelatura e la cromatura sono utilizzate principalmente per scopi decorativi, mentre allo stesso tempo questi rivestimenti aumentano la resistenza alla corrosione.

Il rame viene utilizzato principalmente come intercalare su prodotti in acciaio nichelato o cromato.La buona adesione del metallo protettivo al materiale del prodotto è molto importante per la durabilità dei rivestimenti.Zickel e cromo aderiscono saldamente all'acciaio, quindi quest'ultimo viene prima ammorbidito, quindi viene applicato uno strato di nichel o cromo al rame.

Poiché lo strato di cromo in alcuni casi non protegge dalla corrosione, viene utilizzato anche un rivestimento a tre strati (rame-nichel-cromo). La copertura dei prodotti con uno strato di nichel o cromo protegge la superficie dall'ossidazione quando riscaldata a 480 - 500 ° C. Il rivestimento di zinco è ampiamente utilizzato per la protezione dalla corrosione; in alcuni casi ricorrono alla cadmiatura.

La cromatura e la nichelatura vengono utilizzate anche per migliorare la resistenza all'usura delle superfici, come gli stereotipi nell'industria della stampa. Coprire uno stereotipo con uno strato di nichel, cromo o ferro può aumentarne la durata di 10 o più volte. In questi casi lo spessore del film applicato dovrebbe essere maggiore (30-50 micron o più).

Condizione insostituibile per la forza di adesione dello strato applicato al metallo di base è la pulizia della superficie di quest'ultimo. Pertanto, prima dell'elettrolisi, le più piccole tracce di sporco, ossidi, grassi vengono accuratamente rimosse dai prodotti. Per fare ciò, vengono solitamente sgrassati in soluzioni calde di basi o in solventi organici: cherosene, benzina.

Per rimuovere ossidi e impurità, i prodotti vengono incisi in acido solforico o cloridrico e per ottenere superfici lisce, mediante molatura e lucidatura. L'ultima operazione viene ripetuta dopo l'applicazione, se per motivi decorativi è necessario ottenere una superficie lucida, poiché i prodotti per il bagno sono generalmente opachi.

La parte principale dell'elettrolita sono i sali del metallo applicato.Inoltre, per migliorare la conducibilità dell'elettrolita, vengono spesso introdotti in esso acidi o basi, che rendono l'elettrolita acido o alcalino. Durante la doratura e la placcatura in argento, e talvolta con la ramatura, nell'elettrolita vengono introdotti composti di cianuro, che forniscono una migliore adesione del rivestimento al metallo di base.allume.

Di norma, gli anodi solubili vengono utilizzati nei processi galvanici sotto forma di strisce o bacchette di metallo applicate al catodo..V In questo caso, il metallo viene trasferito dall'anodo al catodo. Tuttavia, vengono utilizzati anche anodi di un metallo o di una lega insolubile in un dato elettrolita, ad esempio nella cromatura, realizzati in lega di piombo o piombo-antimonio, in questo caso il metallo viene separato sui prodotti a causa della l'elettrolita e il sale del metallo applicato devono essere sistematicamente aggiunti all'elettrolita.

La zincatura viene effettuata in bagni di materiale chimicamente resistente all'elettrolita utilizzato. Le grandi vasche sono in acciaio, saldate, e per le soluzioni acide sono coibentate dall'interno con gomma, ebanite, plastica vinilica o ricoperte con vernici antiacide e resistenti al calore.

I pezzi da lavorare sono solitamente montati su ganci nel bagno. Per i processi che si svolgono a bassa densità di corrente (0,01 - 0,1 A / cm2), vengono utilizzati bagni stazionari con catodi fissi.

Ad alte densità di corrente (ad es. nella cromatura) vengono utilizzati bagni continui, in cui i prodotti durante il processo di rivestimento si spostano da un bordo all'altro del bagno. Tali bagni sono solitamente dotati di dispositivi per miscelare l'elettrolita con aria compressa e filtrarlo.

Ad alta capacità vengono utilizzate macchine automatiche dotate di più bagni, in cui viene effettuato non solo il rivestimento dei prodotti stessi, ma anche la loro preparazione superficiale (sgrassatura, incisione e risciacquo). In tali macchine i prodotti, muovendosi su gradini in orizzontale e in verticale, attraversano successivamente tutte le vasche.

La galvanica, come tutti i processi elettrolitici, utilizza corrente continua, solitamente a bassa tensione (6 - 24 V). Il processo si regola variando la densità di corrente, il valore di quest'ultima cambia a seconda del processo da centesimi e decimi di A/dm2 in doratura e argento a decimi di A/cm2 in cromatura.

All'aumentare della densità di corrente, aumenta la quantità di metallo depositato per unità di tempo, ma quando supera un certo valore (proprio per ogni processo), la qualità del rivestimento si deteriora bruscamente. I bagni galvanizzati sono alimentati da generatori CC o convertitori a semiconduttore.

Per la maggior parte dei processi di galvanica, l'attuale efficienza è relativamente elevata (dal 100 al 90%), per un certo numero di processi, ad esempio la doratura e alcuni tipi di ramatura, l'attuale efficienza diminuisce al 70-60%. Solo con la cromatura è molto basso (12%), poiché in questo processo la maggior parte dell'elettricità consumata viene spesa per reazioni collaterali.

Negli ultimi anni sono stati condotti esperimenti sull'uso della corrente alternata nei processi galvanici. Tipicamente, una componente CA è sovrapposta a una corrente CC, con l'ampiezza della componente CA pari a circa 2 volte il valore CC.L'uso della corrente alternata nella produzione di rivestimenti di nichel, rame e zinco può migliorare la loro qualità, in particolare, ridurre la contaminazione dello strato applicato con impurità.

In alcuni casi, è possibile un rivestimento di rame quando il bagno è alimentato con una corrente di 50 Hz. Ciò è spiegato dalla parziale rettifica della corrente alternata da parte di una cella elettrochimica, a causa della quale appare una componente costante nella corrente del bagno.