Гальваническое цинкование в домашних условиях – Цинкование в домашних условиях – правильное нанесение покрытия + Видео

alexxlab | 23.02.2020 | 0 | Вопросы и ответы

Содержание

Гальваника в домашних условиях — ELQUANTA.RU

Гальваника – наука, изучающая осаждение электролитов на металлических поверхностях. Этим словом также называют процедуру, позволяющую наносить металлическое покрытие на различные изделия. К примеру, если требуется защита от коррозии, применяется цинкование или хромирование. Гальваника в домашних условиях – довольно непростая задача, поэтому для успешного ее выполнения следует знать некоторые нюансы, о которых ниже.

«Изменение» металла гальваникой

Что такое гальваника

Гальванопластика в домашних условиях осуществляется разными способами, так как полученное покрытие бывает технологическим, декоративным и защитным. Процедура дает возможность создания на поверхности изделия тонкого металлического слоя, имеющего привлекательный эстетический вид (с помощью золота или серебра) или антикоррозийные свойства (при использовании цинка или меди). Обрабатываемые поверхности, как правило, сделаны из металла или пластика.

Если рассматривать общие черты, то гальваника своими руками – процесс несложный. В специальную ванну с электролитом помещаются аноды, которые подключают к «плюсу». Между ними располагают деталь, служащую катодом, и подключают ее к «минусу». Как результат электрическая цепь замкнется, а металл, содержащийся в электролите, начнет осаждаться на катод, то есть обрабатываемое изделие.

Необходимое оборудование

Для выполнения любой задачи требуются не только определенные инструменты, но и оборудование. С поиском последнего также не должно быть сложностей, так как его можно сделать своими руками. Изначально следует позаботиться об источнике питания, ведь процедура требует действия электротока. Если рассматривать показатели тока, то здесь нет четкого диапазона – каждый мастер пользуется своими значениями.

Важно! Ключевое условие – использование регулятора напряжения, при помощи которого плавно изменяется выходная мощность.

Не менее важен постоянный ток. По этой причине источником может служить специальный выпрямитель, который приобретается или делается своими руками. Многие умельцы в качестве прибора пользуются сварочным аппаратом.

Под электролит нужно отыскать специальную емкость (ванночку), изготовленную из химически нейтральных компонентов. Гальваническая ванна своими руками делается просто: берется обычная посудина из пластика или стекла определенного размера, чтобы в ней легко располагались деталь и электролит. Применяется прочная и стойкая к высокой температуре (до +80 градусов Цельсия) емкость.

Также потребуются аноды, площадью более, нежели деталь. Используя их, в электролит подводится электрический ток, равномерно распределяемый по детали. Также их задача – возместить убыль сплава в электролите, так как он будет выделяться при обработке. Аноды хороши и для определенных окислительных задач.

Что касается нагревательных приборов, необходимых для подогрева электролита, лучше, чтобы они позволяли регулировать тепловые режимы, так как показатель температуры играет большое значение при процедуре. К примеру, чтобы гальваника прошла успешно, не подойдет бытовая газовая плитка. А вот электроплита или утюг с регулировкой температуры подошвы подходят.

Из чего делать электролит

Для электролита необходимо немало элементов

Чтобы хранить химические реактивы и электролиты, требуется воспользоваться посудой из стекла, имеющей притертую крышку.

Приготавливать электролиты следует внимательно: каждый элемент отмеряется вплоть до грамма, что делается при помощи соответствующих весов. Достать их не проблема, а при желании весы можно сделать самостоятельно, где гирьками выступают советские монетки, так как их номинал равен массе.

Гальванизация на дому – процедура приготовления электролита, а ему, в свою очередь, требуется наличие химических реактивов. Существуют специальные фирмы, занимающиеся распространением этих высококачественных веществ, однако, их действия подконтрольны и не каждый желающий может их приобрести, даже имея особые разрешительные документы. Частным лицам опасные химические вещества и вовсе недоступны.

Особенности цинкования металла

Оцинкованный металл

Каждое изделие из металла, каким бы качественным оно ни было, рано или поздно будет отравлено коррозией. Бороться с коррозией можно разнообразными способами, где каждый имеет свои сильные и слабые стороны. Процедура гальванического цинкования – простой метод, считающийся оптимальным по соотношению цена-качество.

Цинкование в домашних условиях сделать реально, тем более что эта процедура позволяет обезопасить материал от негативных внешних воздействий. Цинк ценится тем, что, взаимодействуя с кислородом, образует прочную и качественную пленку, защищающую изделие от влияния окружающей среды.

Для оцинковки металла есть следующие способы:

  • Термодиффузный метод;
  • Холодная оцинковка;
  • Гальваническая оцинковка;
  • Горячее цинкование;
  • Газо-термическое напыление.

Для цинковки изделия используется как один метод, так и несколько – комплексные работы. Следует отталкиваться от условий эксплуатации детали и необходимых защитных качеств. Выбирая способ обработки, учитывается желаемая толщина цинка, а от этого зависит температура и продолжительность работ.

Важно! Оцинкованные поверхности имеют ограничение – прямое механическое воздействие им противопоказано.

Наиболее популярный метод цинкования – горячий, так как полученное покрытие получается максимально стойким. Однако, на дому он не получил широко распространения, так как не безопасен с экологической стороны, трудный и невыгодный. Для этого метода требуется дорогостоящее и сложнодоступное оборудование, поэтому на нем не будем заострять внимания.

Газо-термический метод обработки металла – это своеобразное напыление. Актуален тогда, когда требуется обработка больших плоскостей в немалых масштабах. В ином случае это нерентабельная процедура. Процесс выглядит так: распыляется порошкообразный цинк. Применяют способ в тех ситуациях, когда деталь крупногабаритная и попросту не поместится в специальной ванне с жидким цинком. Стоит отметить прочностные качества полученного металла – изделие легко сохранится даже в условиях соленой воды в течение 25-35 лет.

В домашних условиях наиболее популярен метод гальванической оцинковки, в результате которого на поверхности появляется гладкий и равномерный слой определенной толщины. Покрытие, в среднем, имеет толщину не более 40 мкм, но в плане эстетики – это наиболее удачный метод.

Что касается самой процедуры оцинковки, она аналогична прочим процессам электрохимического характера, где положительно  заряженные частицы  с цинка оседают на поверхность детали.

Наиболее доступный метод цинкования – холодная оцинковка, напоминающая обычную покраску. Для этого используется особый цинкосодержащий грунтовочный материал, где 90% – цинк. Как было сказано выше, метод – самый доступный, практически в 10 раз дешевле предыдущих, да и заниматься им можно практически в любых условиях, даже в небольших мастерских. Однако, по сравнению с иными методами, холодная оцинковка не может похвастаться высокой стойкостью.

Особенности гальванического серебрения

Серебрение металла своими руками

Гальваническим серебрением занимаются многие мастера, работающие не только с сувенирной, но и ювелирной продукцией. Серебряные покрытия также нередко применяются в технической области.

Как и в случае с цинкованием, необходимо обзавестись специальными электролитами. Серебро можно наносить на разные металлы, но в каждом случае поверхность последних нужно тщательно подготавливать. Если будет допущена хоть малейшая ошибка, то слой серебра плохо «прилипнет» к детали, а то и вовсе частично отслоится. Эффективно решать эту проблему следует, применяя электролиты предварительного серебрения. Серебро – это мягкий металл, который легко может подвергнуться истиранию. Серебрение в домашних условиях реально, но следует знать определенные нюансы. Например, снизить износостойкость металла позволяют электролиты, осаждающие сплавы, с содержанием сурьмы или палладия.

Серебро является более доступным, по сравнению с золотом, металлом, поэтому, чтобы изделие не протиралось при носке, электрохимическое покрытие наносится более толстым слоем. Увеличить твердость и износостойкость посеребренной детали, например, можно, введя в состав серебра легирующие добавки (сурьма).

Известно, что серебро может потемнеть, что случается под влиянием сероводорода. Бороться с подобными явлениями можно методами палладирования и родирования. Однако конечный вид изделия будет иной, так как данные металлы характеризуются отличным от серебра цветом. Некоторые мастера наносят на серебряное изделие хром.

Важно! Хромирование серебра делается с той целью, если предмет гальваники не контактирует с руками. К примеру, если изделие лежит на прилавке. После начала эксплуатации проходит примерно месяц, как защитный слой истирается.

Гальваническое серебрение пользуется большим спросом в различных промышленных отраслях, так как серебро характеризуется отличными электротехническими, физико-механическими и декоративными свойствами.

Серебряные покрытия характеризуются высокой стойкостью к химическим веществам, яркостью и электропроводностью. Гальваническое серебрение может выполняться с большой толщиной, при этом сохраняется его эластичность, а соединение остается надежным. По этой причине данной технологией нередко пользуются в ювелирной промышленности и при производстве радиотехнических элементов.

Благодаря особым физико-химическим характеристикам покрытия определяется конкретный метод серебрения. Такой вид покрытия широко популярен, независимо от того, что металл достаточно дорогой и довольно дефицитный. Серебрение позволяет:

  • Повысить отражательные характеристики;
  • Понизить переходное сопротивление;
  • Повысить стойкость к коррозионным процессам;
  • В декоративных целях (ювелирное мастерство).

Гальваника пользуется большой популярностью, так как позволяет не только придать иной вид металлу, но и защитить его от пагубных воздействий окружающей среды. В особенности метод окисления сплавов пользуется спросом и за счет того, что доступен в домашних условиях при наличии специальных реагентов и материалов. Однако следует помнить, что этот процесс не самый простой и требует определенных знаний и умений, без наличия которых процедура может быть опасной. Чаще всего, если речь идет о гальванике, используется серебрение, цинкование, никелирование и так далее.

Видео

Оцените статью:

elquanta.ru

Цинкование металла в домашних условиях

Любое металлическое изделие, из какой высококачественной стали ни было бы изготовлено, рано или поздно погибает, отравленное коррозией. Способов борьбы с коррозией существует масса, среди которых химические, механические, электрохимические методы защиты. Каждый из них эффективен по-своему, каждый из них, тем не менее, имеет свою рентабельность. Наиболее оптимальным методом защиты стали от ржавчины по соотношению цена/эффективность, стало цинкование. Об этом процессе сегодня и поговорим.

Содержание:
  • Окраска и цинкование металла, насколько это необходимо
  • Горячее цинкование металла
  • Газо-термический метод оцинковки
  • Термо-диффузная и гальваническая оцинковка
  • Холодная оцинковка

Окраска и цинкование металла, насколько это необходимо

Прочный и стабильный металл, который выдерживает сумасшедшие нагрузки и используется повсеместно, абсолютно беспомощен перед коррозией, если не произвести соответствующую обработку. Оцинковка — один видов такой защиты поверхности металла от ржавчины, а главным ее плюсом есть эффективность и приемлемая цена. То же можно сказать и о большинстве методов, которыми проводится оцинковка. Сам по себе цинк ценен тем, что в результате взаимодействия с кислородом, он образовывает довольно прочную и стабильную пленку, оксидное покрытие, которое и защищает сталь от воздействий окружающей среды.

Металл может оцинковываться несколькими способами:

  1.  Термодиффузный метод.
  2.  Холодная оцинковка.
  3. Гальваническая оцинковка.
  4.  Горячее цинкование.
  5. Газо-термическим напылением.

Цинкование металла в домашних условиях может проводиться либо по одному методу, либо комплексно. Все зависит от того, в каких условиях работает поверхность и от тех качеств защитного слоя, которых необходимо добиться. При выборе способа цинкования учитывают желаемую толщину цинка, а это уже влияет на температуру и длительность процесса. Однако, есть у оцинкованных поверхностей некоторые ограничения в использовании, а самое важное из них — отсутствие прямого механического воздействия.

Горячее цинкование металла

По общепромышленным объемам цинкования металла, оцинковка горячим способом занимает едва ли не первое место. Это связано с очень высокой стойкостью покрытия, полученного таким способом. Только в домашних условиях его применение едва ли возможно, поскольку процесс довольно сложный, затратный и неблагополучный с точки зрения экологической безопасности. Оборудование для горячего цинкования дорогое и малодоступное.

Оцинковка по горячему методу проходит путем погружения детали в емкость с жидким цинком, расплавленным при температуре от 500 до 4500° С. Естественно, что в условиях простого домашнего хозяйства такое покрытие получить довольно сложно. К тому же, подготовка поверхности металла требует определенного воздействия химических процессов, что может повредить здоровью, если не предпринимать суровых мер защиты.

Газо-термический метод оцинковки

Оцинковка по такому алгоритму производится напылением. Этот метод хорош только в тех случаях, когда необходимо обработать большие плоскости и в крупных партиях. Иначе рентабельность такого метода будет вызывать сомнения. Оцинковка по газо-термическому методу проводится путем распыления порошкообразного цинка или цинка в виде тонкой проволоки. Цинк подается на металл в расплавленном и распыленном виде. Применяется в тех случаях, когда размеры изделия не позволяют поместить его в ванну с жидким цинком, чаще всего это крупногабаритные металлоконструкции. После оцинковки поверхность металла представляет собой пористое покрытие, а поры заполняют чаще всего лакокрасочным материалом. По своим прочностным качествам и стойкости к агрессивным средам, такое комбинированное покрытие считается одним из самых прочных и способно сохранять металл даже в соленой воде на протяжении 25-35 лет.

Термо-диффузная и гальваническая оцинковка

При термо-диффузной оцинковке металлов, защитное покрытие получается на основе атомных связей между атомами цинка и железа, в результате чего образуется прочный цинковый сплав со сложной структурой. Такого эффекта можно добиться только в том случае, когда цинк входит в фазу испарения, а возможно это только при температуре не менее 2500° С. Особенность процесса в том, что он проходит в закрытом объеме, совершенно безопасен для здоровья, а слой цинка может составлять до 100 мкм.

Гальваническое цинкование позволяет получить гладкое и равномерное покрытие с точно выдержанной толщиной слоя. Как правило, толщина покрытия не превышает 40 мкм, зато с точки зрения эстетики, такое покрытие одно из самых удачных. Процесс оцинковки ничем не отличается от других электрохимических процессов, при которых положительно заряженные частицы переходят с поверхности цинка на поверхность обрабатываемой детали.

Холодная оцинковка

Это самый доступный вид оцинковки, поскольку с точки зрения технологии нанесения он ничем не отличается от обычной покраски. Окрашивают деталь специальным цинксодержащим грунтовочным материалом, который содержит в своей структуре до 90% цинка. Во-первых, он хорош тем, что может применяться в любых условиях, включая гаражи и маленькие мастерские, а во-вторых, цинкование металла цена которого в десятки раз ниже вышеприведенных методов, может использоваться в тех случаях, когда применение других способов невозможно по разным причинам. Стойкость его, однако, довольно посредственна, если сравнивать с другими методами оцинковки.

Из приведенных выше методов только два последних можно применить в домашних условиях, тем не менее, и они помогают достаточно эффективно бороться с коррозией. Так что, не все потеряно и любой конструкции из металла можно обеспечить долгую жизнь и практичный внешний вид.

www.spets-stroy-portal.ru

Гальваника в домашних условиях: подготовка и варианты покрытий

Те, кто хорошо помнит школьную программу по курсу «Химия», сразу ответят на вопрос, что такое гальваника. Тем, кто немного подзабыл, напомним, что это раздел электрохимии, так называют процесс, когда на практически любое изделие наносится покрытие из металла. Этот процесс применяется и в промышленных масштабах, например, как при оцинковке или хромировании металлических изделий, так и при изготовлении декоративных предметов.

Процесс оседания электролитов на нужную поверхность достаточно сложный, требует соблюдения техники безопасности и определенных навыков обработки дома. Гальваника в домашних условиях не позволит вам усилить прочность металлического изделия (для этого нужны промышленные мощности), но может использоваться для декорирования отдельных предметов.

Гальваническая лаборатория на дому

Для организации процесса вам потребуется:

  1. Гальваническая ванна своими руками – банка (из стекла или прочной пластмассы, достаточна большая, чтобы поместилось обрабатываемое изделие, термостойкая) с раствором электролита.
  2. Провод, разделенный на анод («плюс») и катод («минус»). При этом аноды должны быть по площади больше, чем обрабатываемое изделие. Они проводят ток в электролит и замещают убыль металла в нем, того, что будет оседать на гальванируемом изделии.
  3. Оборудование для взвешивания, например, точные электронные весы.
  4. Источник постоянного тока с регулировкой напряжения, домашняя розетка не подойдет.
  5. Электроплитка с обязательной регулировкой температурного режима.

Сам процесс нанесения гальванического покрытия в домашних условиях достаточно прост: в емкости развести электролит, нагреть, погрузить туда аноды, подключенные к «плюсу», на расстоянии закрепить гальванируемое изделие (в нашем случае – катод), который подключают к «минусу». При подключении к источнику тока металл из электролита начинает оседать на «минусе», то есть на изделии.

Что нужно для приготовления электролита?

Как сделать электролит дома? Сначала выберем правильную посуду для хранения: это должна быть емкость из неактивного вещества (стекла или пластика), прочная, плотно закрывающаяся крышкой, чтобы избежать доступ кислорода для электролита.

Совет! Выпрямитель для гальваники своими руками легко получается из обычного автомобильного аккумулятора.

Химия – наука точная. Каждое используемое вещество придется отмерять с точностью до сотых грамма. Вам потребуется качественное весовое оборудование, удобнее всего электронное. Если возможности или желания купить весы нет – берите мелочь советского периода, монеты тогда имели точный вес.

Самое труднодоступное для простого гражданина – приобретение реактивов для изготовления электролита. Многие вещества запрещены к продаже физическим лицам, только промышленным предприятиям при наличии особого разрешения. Простым людям опасные реактивы не продадут!

На видео: Ток 60А в домашних условиях или кустарная гальваника.

Как подготовить изделие

Собрав вес необходимых компонентов, подготовив емкости, систему подогрева и источник тока, переходим к подготовке изделия, которое хотим обработать.

Чтобы металл из электролита ровным слоем осел на предмет, его нужно очень хорошо очистить, иначе гальваническое покрытие в домашних условиях получится неровным и непрочным. Некоторые предметы достаточно будет просто обезжирить, некоторые потребуют чистки наждачной бумагой и шлифовки, чтобы удалить с поверхности коррозию и «заусенцы».

Важно! Качественное обезжиривание обеспечивает раствор ацетона, спирт и даже бензин.

Стальные изделия держат несколько минут в растворе фосфорнокислого натрия, разогретого до 90 градусов. Цветные металлы обезжиривают тоже в растворе натрия, только без подогрева.

Техника безопасности

Прежде чем начинать процесс гальванизации, не забудьте о технике безопасности. Гальваника своими руками не подразумевает проведения манипуляций, например, на кухне. Речь идет скорее о гараже или сарае, нежилом месте с хорошей вентиляцией, где можно организовать заземление.

Важно! Не отравитесь ядовитыми испарениями! Гальванизация может нанести реальный вред здоровью. Организуйте вытяжку и закройте лицо маской-респиратором.

На руки обязательны плотные резиновые перчатки. Глаза защитите очками. Перед началом манипуляций почитайте специальную литературу. При каких-либо проявлениях недомогания незамедлительно обратитесь к врачу.

Варианты обработки

Никелирование

Нанесение покрытия из никеля на металлические предметы – несложный процесс, в результате которого ваши изделия получат роскошный блестящий вид, станут более стойкими к дождю и прочим явлениям.

От вас потребуется:

  1. Приготовить электролит для гальваники, смешав сульфат никеля, натрий, магний, хлористый натрий (поваренная соль) и борную кислоту. Проверьте рН, он должен быть в диапазоне 4–5.
  2. Разогрейте электролит до 25 градусов.
  3. Поместите в емкость изделие и подключите ток 1,2 А/кв. дм.
  4. Примерное время – около получаса.

Указанное время зависит от таких факторов, как размер изделия, плотность тока и температура электролита. Чем больше время, тем толще получится слой наносимого никеля. По окончании промойте предмет и отполируйте любой полировочной мазью.

На видео: химическое никелирование.

Хромирование

Один из самых популярных способов придания прочности и внешнего вида изделиям из металла – хромирование. Пусть дома добиться высокой прочности не удастся, для этого нужен ток плотностью 100 А/кв. дм., декоративное покрытие нанести вы все же сможете.

Покрытие из хрома пористое. Перед его применением предмет покрывают медью или никелем. Зато домашнее хромирование позволяет добиться большего разнообразия оттенков, что достигается разной температурой электролита: чем она выше, тем более блестящим получится покрытие.

Процесс хромирования в домашних условиях выглядит следующим образом:

  1. Аноды из свинца, олова и сурьмы (85%/11%/4%).
  2. Погрузите изделие в электролит нужной вам температуры и подождите около получаса.
  3. Промойте в слабом растворе пищевой соды, просушите, отполируйте.

На видео: декоративное хромирование в домашних условиях.

Меднение

Покрытие поверхностей металлов медью в домашних условиях применяют для создания слоя, который будет впоследствии проводить ток, или для защиты от коррозии.

Сделать гальванику медью дома на черных металлах в домашних условиях невозможно, поскольку для этого используются смертельно опасные цианиды. Первоначально стальные и чугунные предметы надо никелировать, а затем уже проводить гальванизацию меднением с использованием солей медного купороса, разведенных в серной кислоте. Покрытие медью алюминиевых изделий потребует первоначальной очистки последних от окиси в электролите, содержащем серную кислоту, а потом гальванизируют также, как и сталь.

На видео: гальваническое меднение.

Цинкование

Самый простой в домашнем исполнении метод гальванизации – это обработка цинком. Его используют для защиты предметов из металла (электропроводящих и неэлектропроводящих) от появления коррозии. При цинковании в электролит в качестве анода погружают пластинку из цинка, соответствующую по площади оцинковываемому предмету, и подключают к источнику тока.

В состав электролита входит: сернокислый цинк (200 г), сернокислый аммоний (50 г), уксусный натрий (15 г) из расчета на 1 л воды. Примерно за полчаса анод растворится и его молекулы плотным слоем покроют обрабатываемый предмет.

На видео: оцинковка металла в домашних условиях.

Латунирование

Самый декоративный метод гальваники – латунирование (нанесение пленки из сплава меди и цинка). Покрытые латунью изделия используют для мебельной фурнитуры, в качестве дверных ручек и т.д. Латунь придает предметам благородный золотой цвет и насыщенный блеск.

Электролит для латунирования должен содержать соли меди и цинка, растворенные в растворе цианида. Данный вид гальванизации также не рекомендуется для применения в домашних условиях из-за возможности отравления цианидами.

Каким бы ни был увлекательным процесс гальванизации, повторять его дома без предварительной подготовки не рекомендуется – может быть опасно для жизни. Оборудование стоит денег, а некоторые необходимые для изготовления электролитов реагенты вы просто не сможете приобрести. Затевать процесс, например, для хромирования одной детали того не стоит – дешевле будет обратиться в специализированные предприятия.

Серебрение и золочение

Гальваническое нанесение серебра на изделия имеет не только декоративное предназначение, оно также защищает от появления коррозии и образует электропроводящее покрытие. Как и в случае с медью, чугунину и сталь предварительно покрывают никелем, затем серебрят.

Электролит для серебрения содержит:

  • хлористое серебро;
  • железноцианистый калий;
  • кальцинированную соду;
  • дистиллированную воду.

Электролит необходимо подогреть до температуры до 20 градусов. Высокой мощности не требуется – хватит 0,1 А/кв. дм. Анодом станет пластина из графита, размером, соответствующем размеру гальванизируемого изделия.

Гальваника золотом — наиболее декоративный метод.

Для этого потребуется подогретый раствор золота в пропорциях 5 г на 1 л воды, смешанный с синеродистым калием. Можно использовать и холодный электролит, но тогда золота необходимо будет в 3 раза больше.

Будьте крайне аккуратны – испарения синеродистой кислоты крайне опасны, как в горячем виде, так и в холодном. Не пренебрегайте вентиляцией, не допускайте попадания ее на открытые участки кожи. При возможности замените её на железистосинеродистый калий.

Предварительно тщательно очистите изделие. Если оно выполнено из черного металла, покройте сначала медью, затем золотите. Чтобы золото лучше «приставало», окуните изделие в азотнокислую ртуть.

На видео: гальваническое золочение серебряной ложки.

Главное правило: аккуратно при использовании тока – он должен быть не мощнее 1 А/кв. дм. Более сильный ток приведет к тому, что золото будет черными хлопьями падать на дно емкости, а гальванизируемый предмет вместо золотого превратится в бурый. После окончания процесса изделие просушивают и полируют с применением полировочной мази.

Гальванопластика и гальваностегия

Что такое гальванопластика? Это метод, который применяется для изготовления точных копий изделий, метод копирования. Его применяют, когда необходимо сделать копию с предметов тончайшей конфигурации – пластинок, чипов и схем. Гальваностегия позволяет усилить механические свойства одного металла путем нанесения на него слоя другого металла, например, хромирование и никелирование стали, никелирование меди и т.д.

Гальванопластика и гальваностегия имеют схожую природу, отличаются лишь способом подготовки металла перед обработкой. При осуществлении гальваностегии поверхность металла должна быть максимально подготовленной для сцепления с наносимым металлом. Метод гальванопластики, наоборот, подразумевает свободное отделение наносимого металла.

Для гальванопластических процессов применяют чаще всего медь, никель и серебро, а в гальваностегических – практически все виды металлов. Гальванопластика в домашних условиях проводится на том же оборудовании, что и другие гальванические процессы.

Под гальванопластическую ванну прекрасно подойдет большая стеклянная емкость. Её размеры зависят от величины гальванизируемого предмета, поскольку он не должен располагаться слишком близко от анодной пластины.

Гальванопластика дома может применяться для изготовления копий предметов небольшого размера по предварительно отлитым из легкоплавких металлов формам.

Мастер-класс по гальванике (1 видео)

Предметы с гальваническим покрытием (17 фото)

gidpokraske.ru

Гальваническая оцинковка кузова автомобиля своими руками

Надежность и срок службы любого автомобиля на 90 процентов зависит от качественного кузова. Поэтому при покупке авто эта характеристика может оказаться решающей, да и все знающие люди сразу смотрят на нее.

Но в ситуации, когда приобретается машина уже побывавшая в чьих-то руках или эконом-вариант? Не стоит отчаиваться, потому что вполне можно покрыть кузов цинком и дома, своими руками. Для этого потребуются прямые руки, некоторый багаж знаний и инструментов, и желание придать своей машине дополнительную прочность.

Зачем нужен оцинкованный корпус

Оцинковка проводится для того чтобы защитить кузов автомобиля от коррозии и воздействия различных химических соединений, в избытке находящихся на дорожном покрытии. Гораздо проще один раз провести эту операцию чем постоянно латать корпус.

Производители автомобилей обычно проводят эту процедуру только с нижней частью корпуса (чаще всего ограничиваются только днищем), как с наиболее уязвимым местом машины. Для этого наносят анодную защиту – то есть метал, который имеет меньший электрохимический потенциал по сравнению с основным металлом корпуса.

Наибольшей популярностью пользуется цинк благодаря своей дешевизне и высоким химико-физическим свойствам.

Каким бывает цинкование

На сегодняшний используют три основных вида:

  1. Термическое – готовый корпус опускается в цинковый расплав. Иногда на готовый лист металла наносится тот же самый расплав и направляется на прокатку. Подобную обработку проходят автомобили марок Ford, Volvo, Porsche и GM. Довольно эффективный способ, надежно защищает даже после его дальнейшей обработки.
  2. Холодное – мелкодисперсный цинк по типу краски наносится на корпус авто. Не очень надежен, однако, значительно дешевле остальных видов, часто применяется при цинковании бюджетных авто.
  3. Гальваническое – готовую деталь выдерживают в емкости, заполненной цинковым электролитом. Под воздействием тока, цинк намертво прилипает к металлу кузова. Эта технология получила распространение среди крупных европейских и японских автопроизводителей.

В домашних условиях первый вариант вряд ли получится провести, а последние два стоят внимания.

Холодная оцинковка

Тут все просто кузов очищается от ржавчины и грязи, а потом по нему распыляется мелкодисперсный цинк, в общем, процесс очень похож на покраску баллончиками автомобиля своими руками.

Видео: цинковый спрей.

Гальваническое цинкование своими руками

Простой способ цинкования отдельных деталей выглядит примерно так:

  1. Берется раствор цинка, хлорид или сульфат цинка. В случае если его не удалось приобрести, вполне можно приготовить его самостоятельно, для этого нужно лишь растворить металл в серной или соляной кислоте. Ингредиенты для этого вполне можно найти в магазинах, торгующих радиодеталями, хлорид цинка используется как паяльная кислота. А в магазинах с автозапчастями можно купить серную кислоту, она часто применяется как электролит в кислотных аккумуляторах.
  2. Для приготовления раствора нужна кислостойкая емкость. В ней сперва кладется цинк, потом все аккуратно и не спеша заливается кислотой. Примерное содержание цинка получается 400 г на 1 литр кислоты. Важно выполнять это действие на открытом воздухе и вдалеке от всевозможных очагов возгорания, так при реакции выделяется водород, который неплохо горит и еще лучше взрывается. Кстати, простой способ понять, что кислота полностью выработалась, это кинуть еще немного цинка, если от него не пойдет пузырьков водорода значит, реакция успешно завершилась.
  3. Нужно отделить прозрачный раствор от жидкого осадка.
  4. Теперь нужно взять деталь, подготовленную для цинкования и подключить на нее минусовой провод от источника тока.
  5. Плюс нужно подключить к кусочку цинка.
  6. Теперь и деталь, и цинк помещаем в получившийся раствор, а затем включаем напряжение. Кстати, вполне достаточно будет обычных 12 вольт от аккумулятора и зарядного устройства. Ток заставит осесть растворенный цинк на детали, а кусочек металла будет обогащать раствор.
    При этом важно соблюдать правило: провод к которому подключен цинк ни в коем случае не должен контактировать с раствором. Может произойти реакция, и тогда весь процесс пойдет насмарку.
  7. При правильном протекании процесса на детали появиться равномерный слой серого цвета. Главное, чтобы процесс протекал не слишком быстро, иначе металл может потемнеть или стать рыхлым. Чтобы этого избежать ток должен быть не выше 1 Ампера.
  8. После окончания процесса деталь следует промыть в растворе пищевой соды или на крайний случай воды. Это нужно чтобы нейтрализовать остатки кислоты.

Некоторые автолюбители с хорошим воображением, прочитав инструкцию выше, представили, как они будут погружать корпус машины целиком в раствор. Но все дело в том, что этого не потребуется.

Для гальванической оцинковки своими руками вовсе необязательно купать кузов в электролите. Этот метод предназначен для оцинковки только отдельных деталей автомобиля. Для этого она подготавливается, то есть счищается вся грязь и ржавчина, причем в этом деле нельзя применять уничтожитель ржавчины или ортофосфорную кислоту.

Потом нужно обернуть кусочек цинка в ткань, желательно несколько раз. Добыть цинк легко, например, можно разобрать круглую батарейку, в которых стаканчик изготовляется из необходимого нам материала. К добытому стаканчику подключается плюс от аккумулятора, а минус остается на массе автомобиля. Для соединения проводов идеально подходят зажимы для прикуривания, главное смотреть чтобы ткань не касалась их.

Схема подключения при цинковании

Далее, смочить обернутый бинтом стаканчик цинка паяльной кислотой или  хлористым цинком, и аккуратно начать водить по детали, которую надумали подвергнуть цинкованию (посмотрите видеоинструкцию ниже). Металл будет потихоньку осаживаться на поверхности. В конце процедуры требуется промыть оцинкованное место раствором пищевой соды или просто, водой.

Видео: как сделать самому оцинковку в гараже.

Видео: защита металла от коррозии с помощью цинка (как приготовить материалы и выполнить оцинкование).

В общем, нужно быть аккуратным и соблюдать технику безопасности при работе с электричеством и химическими растворами. И вы вполне сможете оцинковать кузов своего автомобиля, при этом значительно сэкономив в цене.

Загрузка...

avto-i-avto.ru

Цинкование металла в домашних условиях

Любое металлическое изделие, из какой высококачественной стали ни было бы изготовлено, рано или поздно погибает, отравленное коррозией. Способов борьбы с коррозией существует масса, среди которых химические, механические, электрохимические методы защиты. Каждый из них эффективен по-своему, каждый из них, тем не менее, имеет свою рентабельность. Наиболее оптимальным методом защиты стали от ржавчины по соотношению цена/эффективность, стало цинкование. Об этом процессе сегодня и поговорим.

Содержание:

  1. Окраска и цинкование металла, насколько это необходимо
  2. Горячее цинкование металла
  3. Газо-термический метод оцинковки
  4. Термо-диффузная и гальваническая оцинковка
  5. Холодная оцинковка

Окраска и цинкование металла, насколько это необходимо

Прочный и стабильный металл, который выдерживает сумасшедшие нагрузки и используется повсеместно, абсолютно беспомощен перед коррозией, если не произвести соответствующую обработку. Оцинковка — один видов такой защиты поверхности металла от ржавчины, а главным ее плюсом есть эффективность и приемлемая цена. То же можно сказать и о большинстве методов, которыми проводится оцинковка. Сам по себе цинк ценен тем, что в результате взаимодействия с кислородом, он образовывает довольно прочную и стабильную пленку, оксидное покрытие, которое и защищает сталь от воздействий окружающей среды.

Металл может оцинковываться несколькими способами:

  1.  Термодиффузный метод.
  2.  Холодная оцинковка.
  3. Гальваническая оцинковка.
  4.  Горячее цинкование.
  5. Газо-термическим напылением.

Цинкование металла в домашних условиях может проводиться либо по одному методу, либо комплексно. Все зависит от того, в каких условиях работает поверхность и от тех качеств защитного слоя, которых необходимо добиться. При выборе способа цинкования учитывают желаемую толщину цинка, а это уже влияет на температуру и длительность процесса. Однако, есть у оцинкованных поверхностей некоторые ограничения в использовании, а самое важное из них — отсутствие прямого механического воздействия.

Горячее цинкование металла

По общепромышленным объемам цинкования металла, оцинковка горячим способом занимает едва ли не первое место. Это связано с очень высокой стойкостью покрытия, полученного таким способом. Только в домашних условиях его применение едва ли возможно, поскольку процесс довольно сложный, затратный и неблагополучный с точки зрения экологической безопасности. Оборудование для горячего цинкования дорогое и малодоступное.

Оцинковка по горячему методу проходит путем погружения детали в емкость с жидким цинком, расплавленным при температуре от 500 до 4500° С. Естественно, что в условиях простого домашнего хозяйства такое покрытие получить довольно сложно. К тому же, подготовка поверхности металла требует определенного воздействия химических процессов, что может повредить здоровью, если не предпринимать суровых мер защиты.

Газо-термический метод оцинковки

Оцинковка по такому алгоритму производится напылением. Этот метод хорош только в тех случаях, когда необходимо обработать большие плоскости и в крупных партиях. Иначе рентабельность такого метода будет вызывать сомнения. Оцинковка по газо-термическому методу проводится путем распыления порошкообразного цинка или цинка в виде тонкой проволоки. Цинк подается на металл в расплавленном и распыленном виде. Применяется в тех случаях, когда размеры изделия не позволяют поместить его в ванну с жидким цинком, чаще всего это крупногабаритные металлоконструкции. После оцинковки поверхность металла представляет собой пористое покрытие, а поры заполняют чаще всего лакокрасочным материалом. По своим прочностным качествам и стойкости к агрессивным средам, такое комбинированное покрытие считается одним из самых прочных и способно сохранять металл даже в соленой воде на протяжении 25-35 лет.

Термо-диффузная и гальваническая оцинковка

При термо-диффузной оцинковке металлов, защитное покрытие получается на основе атомных связей между атомами цинка и железа, в результате чего образуется прочный цинковый сплав со сложной структурой. Такого эффекта можно добиться только в том случае, когда цинк входит в фазу испарения, а возможно это только при температуре не менее 2500° С. Особенность процесса в том, что он проходит в закрытом объеме, совершенно безопасен для здоровья, а слой цинка может составлять до 100 мкм.

Гальваническое цинкование позволяет получить гладкое и равномерное покрытие с точно выдержанной толщиной слоя. Как правило, толщина покрытия не превышает 40 мкм, зато с точки зрения эстетики, такое покрытие одно из самых удачных. Процесс оцинковки ничем не отличается от других электрохимических процессов, при которых положительно заряженные частицы переходят с поверхности цинка на поверхность обрабатываемой детали.

Холодная оцинковка

Это самый доступный вид оцинковки, поскольку с точки зрения технологии нанесения он ничем не отличается от обычной покраски. Окрашивают деталь специальным цинксодержащим грунтовочным материалом, который содержит в своей структуре до 90% цинка. Во-первых, он хорош тем, что может применяться в любых условиях, включая гаражи и маленькие мастерские, а во-вторых, цинкование металла цена которого в десятки раз ниже вышеприведенных методов, может использоваться в тех случаях, когда применение других способов невозможно по разным причинам. Стойкость его, однако, довольно посредственна, если сравнивать с другими методами оцинковки.

 

Из приведенных выше методов только два последних можно применить в домашних условиях, тем не менее, и они помогают достаточно эффективно бороться с коррозией. Так что, не все потеряно и любой конструкции из металла можно обеспечить долгую жизнь и практичный внешний вид.

Читайте также:

nashprorab.com

Гальваническое покрытие в домашних условиях.

Довольно часто, многие мастера, хотят защитить какую то деталь автомобиля или мотоцикла от коррозии. Можно конечно это сделать с помощью грунтовки и краски. Ну а что делать мастеру, если например разболталось (выработалось) посадочное место под подшипник в картере двигателя или коробки передач и его проворачивает. Как восстановить изношенную поверхность и нарастить её размер (диаметр)? Краска здесь не поможет.

Всё вроде бы довольно просто. Нужно нарастить поверхность детали гальваническим способом, то есть наложением тонкого слоя какого то металла, и если накладывать несколько тонких слоёв, то можно восстановить довольно глубокую выработку поверхности основного металла. Для покрытия металлической поверхности хромом или никелем, требуется сложное заводское оборудование, а так же куча вытяжных и вентиляционных систем, так как наложение этих блестящих металлов очень вредное для здоровья.

Предлагаю способ намного проще, который можно осуществить даже дома на кухне, и к тому же он безвредный. Не смотря на то, что этот способ не такой блестящий как никель или хром, зато он позволяет осуществить две важные функции. Это защита от коррозии стальной детали и восстановление её размера (если она изношена). Этим способом может воспользоваться каждый, даже двоечник по химии.

Для осуществления этого способа покрытия, необходимо купить в автомагазине немного обыкновенного электролита для аккумуляторов. Затем потребуется собрать немного металла, которым будет наноситься гальваническое покрытие. Этот металл  стоек к коррозии и очень распространён — это цинк. Где его взять? Да везде. Вспомните сколько вы видели отработавших и валяющихся где попало батареек у себя и у друзей. Пособирайте их, и причём чем старее год выпуска батарейки, тем лучше у них цинк и проще его изъять. С помощью острого ножа, надрежьте корпус батарейки, и осторожно снимите цинк, как кожуру у мандарина, а затем промойте обрезки водой.

Теперь можно начинать сам химический процесс. Налейте в стеклянную или фарфоровую банку грамм 100- 150 электролита, а затем начинайте потихоньку (чтобы реакция проходила не слишком бурно) засыпать в него обрезки цинка. Вы увидите, что тут же начнётся химическая реакция, и в результате этого, образуется раствор сульфата цинка, который вам понадобится, а так же гремучий газ, состоящий из водорода и кислорода. Такой же газ выделяется и при зарядке аккумулятора и он очень взрывоопасен, поэтому проводите работы подальше от открытых источников огня и гоните курильщиков подальше. Если кому то лень возиться с электролитом, то можно поискать готовый сульфат цинка в магазинах химреактивов.

При добавлении кусочков цинка в электролит, он будет растворяться, и добавлять цинк нужно будет до тех пор, пока он не перестанет реагировать с кислотой (перестанет растворяться), то есть кислота расходуется на реакцию полностью и полностью «насытится» цинком. Так же, следует подготовить к покрытию металлические детали, которые вы собираетесь покрыть цинком. Очистите их от грязи и ржавчины, а если деталь декоративная, то желательно отполировать её до блеска, ведь любое гальваническое покрытие, в точности повторяет рельеф поверхности покрываемого металла. И если на поверхности есть царапины, то после покрытия, не важно чем, хоть хромом или никелем, все эти царапины будут видны на поверхности ещё лучше.

Кстати удалить всё ржавчину с поверхности металла можно не механическим, а химическим способом. Для этого следует опустить ржавую деталь в аккумуляторный электролит, соляную кислоту, можно даже в обыкновенный уксус. Но не в коем случае не в преобразователь ржавчины, как могут посоветовать местные знатоки, так как к образовавшейся от преобразователя плёнке фосфатов, цинк, да и хром тоже, никогда не пристанут. Преобразователем ржавчины следует пользоваться только тогда, когда вы хотите просто загрунтовать и покрасить деталь.

Продолжим работу. Подготовленный раствор сульфата цинка налейте в стеклянный или фарфоровый сосуд, размер которого зависит от размера детали, которую вы собираетесь покрыть цинком. Но если со стеклом или фарфором у вас проблемы, то можно использовать подходящее корытце, вырезанное из капроновой канистры.

Источник электропитания лучше всего использовать с регулировкой тока (переменным резистором) и амперметром, глядя на который удобно регулировать силу тока (Амперы). Большинство зарядных устройств имеют и амперметр и регулировку тока, поэтому можно использовать зарядное устройство и даже для зарядки аккумуляторов мотоцикла, так как ток для работы потребуется небольшой.

Сам принцип гальваники простой. Металл анода (кусочек цинка) под действием потока электронов переносится на катод (деталь). Анод переносится на деталь и утрачивается (растворяется), и его необходимо периодически менять, подвешивая на проволоке новый кусочек цинка. Подвешивая его, следите что бы в раствор электролита был погружён только кусочек цинка, но не проволока, к которой он прикручен. Иначе электролит загрязнится медью от проволоки, и в итоге коррозионная стойкость вашей детали намного ухудшится.

Ну а что же делать, если требуется покрыть цинком довольно большую поверхность, а подходящей ванны для этого нет? Существует довольно простой способ. Подготовьте анод так: обмотайте кусочек цинка ватой или марлей, смоченной в растворе сульфата цинка (см. фото ниже, а в качестве насыщенного раствора сульфата цинка используйте паяльную кислоту, которую можно купить на радиорынке) и подключите его к плюсу вашего источника постоянного тока (зарядного устройства), а минус к покрываемой детали. А если участок покрываемой детали невелик, то можно воспользоваться даже аккумулятором.

А как проверить необходимую величину силы тока? При нормальной величине тока, должно получится цинковое покрытие серого цвета. Если получается рыхлое покрытие чёрного цвета, то следует сразу уменьшить регулятором силу тока. Ну а если получается светло-серая поверхность детали, то следует немного увеличить силу тока. По опыту скажу, что обычно хватает силы тока всего в 0,5 — 1 Ампер.

В качестве индикатора тока и простейшего стабилизатора напряжения можно использовать обыкновенную лампочку на 12 вольт, которая при натирании детали не должна светиться слишком ярко. Лампочка подсоединяется в разрыв плюсового провода (наглядно это показано в видеоролике под статьёй). Если лампа светит слишком ярко, то следует немного ослабить силу тока.

После нанесения гальванического покрытия, готовую деталь хорошенько промойте водой. Ну а если вы использовали раствор сульфата цинка не от электролита, а от серной кислоты, то советую готовую деталь сначала ополоснуть раствором питьевой соды, чтобы нейтрализовать серную кислоту, а затем уже промыть деталь в воде.

Ну а как же восстановить размеры посадочного отверстия деталей? Ведь часто из-за этого многие выбрасывают картер, а картер или блок мотора — это номерная деталь, и восстановление её крайне важно. И если в блоке провернуло подшипник и посадочное отверстие потеряло размер (диаметр), то восстановить место подшипника в чугунном блоке, не составит труда описанным выше способом с помощью цинка, обёрнутого марлей.

Но корпуса коробок передач, всегда изготавливали из алюминиевого сплава, и блоки моторов новых автомобилей начали лить тоже из алюминия (гильзы цилиндров покрыты никасилем),который не так то просто чем либо покрыть. Существуют способы, но они дорогие и сложные, применимые только в заводских условиях. Но на то и существует этот сайт, чтобы любому мастеру можно было обойтись без сложного заводского оборудования. Выход есть всегда, и я всегда говорил, что металл не хуже пластилина и лепить из него можно всё что угодно.

С восстановлением посадочных отверстий под подшипники в стальных или чугунных корпусах (картерах) проблем не возникает, так как цинк на сталь или чугун накладывается хорошо. И подробно о восстановлении посадочного отверстия в передней бабке своего токарного станка ТВ- 4, я подробно показал в видеоролике чуть ниже.


Ну а отверстие в алюминиевом картере покрыть не удастся, так как цинк на алюминий не ляжет, и ведь у нас же нет в арсенале супер дорогого напылителя металлов, или как я уже говорил, сложного гальванического оборудования, для покрытия алюминия. Оно нам и не нужно. Зато можно легко покрыть слоем, или слоями цинка наружную обойму подшипника. И если вы купите подшипник не какого то левака, а авторитетной фирмы (о правильном выборе подшипников читаем здесь), то он переживёт несколько кап-ремонтов мотора.

Чтобы раствор сульфата цинка не попал внутрь подшипника к шарикам или сепаратору, нужно закрыть подшипник с двух сторон резиновыми прокладками, и наложенными на них текстолитовыми пластинами (толщина 3 — 5 мм), и затем стянуть этот «бутерброд» болтом с гайкой, а потом подвести к наружной обойме подшипника минус источника постоянного тока.

Пластины должны быть именно из диэлектрика (текстолита, пластика и т.п.), а не из металла, иначе цинк будет расходоваться и на покрытие металлических пластин, и вам не хватит металла цинка. Так же советую купить подшипник закрытого типа, так больше гарантии, что кислота не попадёт внутрь к шарикам.

А затем покрыв подшипник цинком, перед установкой его в блок мотора, при желании всегда можно удалить острым ножом закрывающие подшипник герметичные шайбы, и подшипник в итоге станет открытого типа (это нужно, чтобы он смазывался маслом изнутри блока двигателя).

А можно не погружать подшипник в ванну, а покрыть его наружную обойму вторым более простым способом, с помощью натирания кусочком цинка, обёрнутого марлей и подключенного к плюсу источника постоянного тока.

Хочу так же заметить, что для восстановления размера детали (например обоймы подшипника), можно использовать медное покрытие. Как антикоррозийное покрытие медь использовать нельзя, а вот для восстановления размера — легко. К тому же сейчас в кастомайзинге мотоциклов, пошло модное направление, называемое олдскул (старая школа).

Так вот, для покрытия всевозможных трубок масло или бензо-проводов, различных мелких деталей, не только можно, а ещё и нужно использовать медное покрытие. После полировки таких деталей, ваш мотоцикл будет выглядеть не просто круто, а супер круто!!!

Ладно, я немного отвлёкся, кастомайзинг для меня больная тема, оно и понятно — творческих границ не существует. Вернёмся к банальному восстановлению размера деталей. Одно из достоинств медного покрытия, это то, что вам не потребуется возиться с кислотой. Так как медный купорос, а кто помнит из курса школьной химии, он же сульфат меди, из которого приготавливается раствор, очень легко найти и купить в хозяйственном магазине.

Ну и второе ощутимое достоинство при покрытии медью, это то, что вам не нужно будет разыскивать бэушные батарейки для анода. Ведь можно использовать медную пластинку, или просто пучок медных проводов, свёрнутых в кабель. В воде (лучше дистиллированной) нужно будет растворить максимальное количество порошка медного купороса. Силу тока подбирайте так же как я описал выше, при нанесении цинкового покрытия.

Как вы поняли, ничего сложного в такой науке как химия и нанесении гальванического покрытия в домашних условиях нет. И теперь для вас не существует проблема восстановления изношенной детали, и вы сможете восстановить любой картер, или просто защитить многие детали от коррозии. А мотоциклисты смогут довольно ярко освежить внешний вид своего мотоцикла. Ведь я согласен, что хром есть хром, но пора вносить разнообразие в дизайн.

Кстати, кто хочет восстановить цинковое покрытие оцинкованного кузова своего автомобиля, то читаем об этом вот эту статью, удачи всем и творческих успехов!

suvorov-castom.ru

Гальваническое цинкование металла: технология, оборудование

Гальваническое цинкование – эффективный и недорогой, а потому распространенный способ защиты черных металлов от коррозии. Чаще всего его используют при производстве метизов и крепежных изделий, а также стальной сетки.

Способы нанесения цинкового покрытия

Антикоррозионное цинкование выполняется различными способами, а срок службы покрытия зависит от толщины защитного слоя.

Способ нанесения покрытия зависит от его необходимых свойств, размеров изделия, условий его дальнейшей эксплуатации.

Самый простой и технологичный, но недостаточно обеспечивающий стойкость к механическим воздействиям защитного слоя, – это холодное цинкование с помощью грунтов, в которых в большом количестве содержится высокодисперсный цинковый порошок.

По объему цинковальных производств второе место занимает горячее цинкование. Покрытие, получаемое таким способом, качественное и долговечное, но экологически небезопасное, так как используется расплав цинка, да еще на поддержание его температуры немногим меньше 500 °С необходимо большое количество электроэнергии, химические методы подготовки поверхности.

Очень похож на горячее цинкование более технологичный, но менее производительный метод термодиффузионного нанесения защитного слоя. Он используется, когда задаются высокие требования к толщине и внешнему виду покрытия.

Еще один способ цинкования – это газо-термическое напыление, которое используется для защиты крупногабаритных изделий и конструкций, которые в ванну просто невозможно поместить.

Гальваническое цинкование лишено многих недостатков других способов нанесения покрытия и имеет свои положительные стороны.

Преимущества гальванического цинкования

Способ нанесения цинкового покрытия путем электролиза наиболее распространен.

Основным достоинством, из-за которого применяется именно гальваническое цинкование металла, является высокая степень защищенности поверхности материала от коррозии. Тонкий слой цинка увеличивает срок службы изделий в несколько раз, а значит, и снижает затраты на их техническое обслуживание и замену.

Покрытие получается ровным, без потеков и капель, сохраняется и форма, и размер изделия. Нанести его можно на предметы любой, даже самой сложной формы.

Гладкие и блестящие декоративные покрытия не требуют в большинстве случаев дополнительной обработки.

Кроме того, сам процесс нанесения цинкового покрытия требует незначительных расходов, а гальванические агрегаты обладают высокой производительностью.

Недостатки гальванического цинкования

Способ нанесения защитного покрытия электролизом не лишен недостатков.

Основной недостаток – низкая адгезия цинка с металлом, из-за которой поверхность изделия необходимо тщательно зачищать.

Минусом также является образование в процессе нанесения покрытия ядовитых отходов, требующих серьезной очистки.

Несоблюдение режимов может привести к наполнению водородом основного металла, что приводит к хрупкости самого изделия и к нарушению качества покрытия.

Принцип действия

Гальваническое цинкование основано на принципе защитного действия, который определяется разностью электрохимических потенциалов цинка и железа. Поскольку цинк имеет меньший электрохимический потенциал, покрытие из него является протекторной защитой для черных металлов. То есть во влажной среде электрохимической коррозии подвергается именно он.

При окислении железа образуются оксиды, имеющие больший объем, чем первоначальный металл. Оксидная пленка становится рыхлой и пропускает к еще не окисленному металлу кислород. А на цинке при окислении пленка образуется тонкая и плотная, она не пропускает кислород вглубь металла, защищая не только покрытие, но и основной металл под ним.

Виды гальванического цинкования

Цинкование гальваническое – технология, представляющая собой электролиз, т. е. электрохимические окислительно-восстановительные процессы в электролите под действием постоянного электрического тока.

По составу электролита цинкование делится на три вида: кислотное, цианидное и щелочное.

Чаще всего используется метод нанесения цинкового покрытия в слабокислых электролитах, особенно для чугунных и стальных деталей сложной конфигурации. Изделия из углеродистых и легированных сталей при этом виде цинкования меньше подвергаются возникновению водородной хрупкости, да и внешний вид получается превосходный, с замечательным декоративным эффектом в широкой цветовой гамме.

Дополнительная защита при цинковании

Защитное действие покрытий из цинка зависит от его толщины, которая при гальваническом нанесении всего 5 мкм, и характера электролита.

В некоторых случаях защитные свойства цинкового покрытия увеличиваются пассивированием, фосфатированием или покраской.

Пассивирование (хроматирование) – химическая обработка изделий в растворах с хромовой кислотой либо ее солями, в результате которой на поверхности образуются хроматные пленки. Это процесс усиливает не столько защитные свойства, сколько декоративные, потому что в результате усиливается блеск покрытия, и оно может быть окрашено в различные цвета.

При фосфатировании (обработке в солях фосфорной кислоты) оцинкованных изделий на поверхности пленка образуется фосфатная. После фосфатирования может еще наноситься лакокрасочное покрытие.

Этапы гальванического цинкования

На производстве гальваническое цинкование состоит из нескольких технологических процессов, каждый из которых завершается промывкой водой в проточной ванне или щеточно-моечным способом.

Сначала изделия тщательно очищаются от ржавчины, окалины, технологической смазки, остатков охлаждающей жидкости или краски и обезжириваются в щелочных растворах. Затем происходит обезжиривание электролитическое.

После него протравливаются в водном растворе соляной кислоты, при котором поверхность окончательно очищается без нарушения поверхностного слоя и происходит ее декапирование – активация перед нанесением цинкового покрытия. Только потом производится собственно цинкование.

После него, при необходимости, изделия осветляются и очищаются от окисной пленки в водном растворе азотной кислоты, затем фосфатирование, пассивация и сушка.

При цинковании различных изделий могут выполняться дополнительные операции. Например, полосу перед цинкованием разматывают, сваривают концы, правят, а после него промасливают и сматывают.

Оборудование гальванического цинкования

Гальваническая линия - это определенная последовательность промывочных и технологических ванн, в которых создаются одно- или многослойное цинковое покрытие с требуемыми функциональными свойствами.

В соответствии с объемами производства используется оборудование с различной степенью механизации. На крупных предприятиях устанавливаются механизированные линии с автоматическим управлением. Существуют линии с частичным или полным ручным управлением, а также мини-линии.

Линия гальванического цинкования состоит не только из ванн. В нее входят транспортные системы различной конструкции, обязательно оборудование для очистки сточных вод, вспомогательное оборудование, к которому относятся приспособления для цинкования, ТЭНы, теплообменники, катодные и анодные штанги.

В дополнительное оборудование входят системы вентиляции, сушильные камеры и шкафы, холодильное оборудование, фильтровальные установки, оборудование получения демиводы, насосы.

Электролиты для цинкования

Для гальванического цинкования в зависимости от назначения изделия применяют электролиты, которые делятся на две основные группы.

Электролиты, в которых цинк находится в виде простых гидратированных ионов, называют простыми кислыми. Это борфтористоводородные, сульфатные и хлоридные растворы.

Сложные комплексные кислые и щелочные электролиты содержат цинк в комплексных ионах с положительным и отрицательным зарядом. Это аммиакатные, пирофосфатные, цианидные и другие растворы.

От того, какой электролит применяется, зависит в первую очередь скорость осаждения, а затем качество осадков цинка на изделии (катоде).

Из комплексных электролитов цинк оседает на катоде при высоком рассеивании ионов. При увеличении плотности тока выход металла снижается и увеличивается выход водорода.

Поэтому цинкование в сложных электролитах производится при малой плотности тока, а покрытие получается очень качественное, мелкозернистое и равномерное.

В слабокислых простых электролитах гальваническое цинкование, в домашних условиях в том числе, проходит при большой плотности тока, с большей, чем при использовании сложных растворов, скоростью. Внешний вид изделий получается хороший, но покрытие не очень качественное и подходит только для изделий достаточно простой формы.

Гальваническое цинкование

Технологический процесс непосредственно цинкования происходит в ванне с электролитом. В нее опускаются изделия из черного металла, к которым через специальные электроды подводится электрический ток (катод), и чистый цинк в виде шаров или пластин, уложенных в специальные сетчатые секции (анод).

В процессе электрохимической реакции под воздействием электрического тока плотностью от 1 до 5 А/дм цинк растворяется в электролите, затем его ионы оседают на катоде, образуя гальваническое покрытие толщиной 4-25 мкм.

Именно с использованием такой технологии получают крепежные изделия (болты и гайки) с равномерным и блестящим покрытием.

Автоматизированная линия для гальванического цинкования

Современная линия гальванического цинкования – это полностью автоматизированная линия, на которой осуществляются все этапы нанесения покрытия, включая сварку и качественное обезжиривание изделий разного назначения и конфигурации.

Автоматическая линия в общем случае состоит из комплекта технологических гальванических ванн, модульных выпрямителей, стенда загрузки/разгрузки, транспортного оборудования, оборудования для вытяжной вентиляции, подвода воды и отвода канализационных стоков, металлокаркаса с трапом обслуживания.

Гальванические ванны могут изготавливаться из нержавеющей стали, стали, футерованной полимерными материалами или резиной. Современные ванны, сваренные из листовых полимеров, все больше вытесняют металлические емкости. Выбор материала ванн зависит от состава и концентрации электролита и рабочей температуры.

Коммуникации систем водоснабжения и канализации, и в большинстве случаев вентиляции располагаются под ваннами и также изготавливаются из полипропилена.

Размеры линии определяются ее производительностью и габаритами гальванических ванн.

Гальваническое цинкование происходит с образованием сточных вод с высокой концентрацией ионов тяжелых металлов. Поэтому их отстаивают, фильтруют, нейтрализуют, используют химическое осаждение, сорбцию и другие процессы в емкостях из инженерных полимеров.

Электролитическое цинкование в домашних условиях

Гальваническое цинкование, своими руками производимое, начинается с подбора материалов. Электролитом может служить раствор хлорида цинка и соляной кислоты в дистиллированной воде. Это так называемая паяльная кислота, которая чаще всего используется в домашних условиях. Умельцы протравливают цинк в аккумуляторной серной кислоте и получают электролит ZnSO4, но этот процесс опасен, поскольку при реакции выделяется взрывоопасный водород и теплота. В электролите ни в коем случае не должно быть осадка из нерастворенных кристаллов соли.

Чистый цинк можно купить в магазине химреактивов или на радиорынке, а можно получить из солевых батареек или плавких предохранителей, сохранившихся со времен Советского Союза.

Гальванической ванной может служить стеклянная или пластиковая емкость. В нее устанавливаются штативы для анода и катода. Анод – это пластина цинка, к которой от источника питания подсоединяется «плюс». Чем больше анод, тем более равномерным получится покрытие на катоде, изделии, на которое будет наноситься защитное покрытие. Анодов может быть несколько, их можно располагать вокруг катода на одинаковом расстоянии, чтобы его поверхность покрывалась цинком равномерно и одновременно со всех сторон. К катоду подсоединяется «минус» источника питания.

Даже когда в домашних условиях производится цинкование гальваническое, технология обязательно включает тщательную очистку и обезжиривание детали, а также ее активацию в растворе кислоты.

Источник питания – это автомобильный аккумулятор с лампой накаливания небольшой мощности или другого потребителя в схеме, чтобы сила тока в цепи была ниже, или блок питания с постоянным напряжением на выходе. Главное, чтобы не было бурного кипения электролита в процессе цинкования.

Собственно цинкование происходит, когда аноды и катод опущены в электролит и замкнута электрическая цепь. Чем дольше длится процесс, тем толще слой цинка получается на изделии.

С помощью гальванического цинкования защитное покрытие на изделиях становится точным, равномерным и гладким, с декоративным эффектом. Его используют и в промышленности, и в домашних условиях, несмотря на то что требуется очистка сточных вод от экологически опасных отходов.

fb.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *