Технологические особенности нанесения гальванических покрытий

В современной промышленности гальваническое покрытие — незаменимый технологический процесс. Тонкий слой металла или сплава, осажденный на поверхность изделия, способен коренным образом изменить его свойства: повысить коррозионную стойкость, твердость, износостойкость, электропроводность, улучшить декоративный вид и многое другое. Но для достижения желаемого результата необходимо виртуозное владение технологией нанесения покрытий.

Сегодня мы погрузимся в увлекательный мир гальванических технологий. Вы узнаете о тонкостях подготовки поверхности, подборе оптимальных электролитов и режимов нанесения, особенностях формирования многослойных систем покрытий и секретах финишной обработки. Прочтите и убедитесь — нанесение качественных гальванопокрытий целая наука!

При производстве продукции из металла или ее последующей отделке нередко возникает необходимость в гальванике изделия. Под этим термином понимается нанесение тонкого слоя металлического покрытия с помощью специализированной электрохимической технологии. Качество покрытия напрямую зависит от соблюдения всех тонкостей процесса.

Предварительная подготовка — фундамент для прочного сцепления

Старая поговорка гласит: «Хорошо подготовленная поверхность — половина успеха покрытия». И это не просто слова. Качественная предподготовка поверхности — залог прочной адгезии гальванического слоя и его равномерности. Процесс включает ряд строго регламентированных операций:

• Обезжиривание в специальных растворах для удаления жиров, масел, остатков консервационных смазок. Жиры — главные враги сцепления!
• Химическое травление для создания шероховатой поверхности с развитым микрорельефом. Микронеровности — якоря для надежного закрепления покрытия.
• Активация поверхности в растворах специальных солей. Создается тонкий адгезионный подслой для лучшего схватывания покрытия с основой.
• Промывка и сушка перед нанесением. Любые следы загрязнений на этом этапе могут свести на нет все предыдущие усилия!

Только при стопроцентном выполнении всех регламентированных операций подготовка будет качественной. Малейшее отклонение — и гальванический процесс идет наперекосяк.

Электролит — ключ к успеху

Электролит — это сердце гальванического процесса. Именно из него и осаждается металл покрытия на поверхность детали. Подбор оптимального состава электролита — задача ювелирной сложности. Нужно учесть массу факторов: тип наносимого металла, требуемую толщину и равномерность покрытия, скорость осаждения и другие параметры.

Для каждого типа покрытия существуют свои, многократно проверенные и апробированные составы электролитов: простые и сложные, кислые и щелочные, цианистые и бесцианистые. Небольшие корректировки концентраций солей, введение специальных добавок позволяют гибко настраивать электролит под заданные условия. Неверный подбор состава чреват плохой адгезией, пористостью, неравномерной толщиной и другими дефектами покрытия.

Дополнительные требования выдвигаются к чистоте и постоянству состава электролита в процессе эксплуатации. Эти параметры строго контролируются и поддерживаются посредством фильтрации, продувки воздухом и других технологических операций.

Жесткий контроль режимов электролиза

Не менее важны и режимы самого процесса электролитического осаждения металла — силы тока, напряжения, температуры электролита и другие параметры. От их точности зависят структура, равномерность, блеск и многие другие характеристики получаемого покрытия.

Так, повышение температуры приводит к увеличению скорости осаждения металла, но ухудшению его качества — покрытие становится пористым и матовым. Понижение температуры, наоборот, замедляет процесс, но повышает блеск и плотность осадка.

Важно также соблюдать оптимальный баланс катодной и анодной плотностей тока. При их разбалансировке резко возрастает количество дефектов — неравномерностей, вздутий, ямок.

Правильный подбор режимов осуществляется с помощью строгих математических расчетов с учетом всех конструктивных параметров гальванической ванны и оборудования.

Многослойные системы для суперсвойств

Для придания изделию особых эксплуатационных характеристик часто используются не однослойные, а многослойные гальванические системы покрытий. Каждый слой выполняет свою функцию: подслой из меди или никеля обеспечивает хорошую адгезию, барьерный слой из никеля предотвращает диффузию, финишный слой из золота или родия придает нужные декоративные качества.

Технология формирования многослойных покрытий предельно сложна и требует особого мастерства. Дело в том, что для качественного межслоевого сцепления каждый новый слой должен быть связан с предыдущим посредством особой активации и промежуточной термообработки. Каждый отдельный слой со своими параметрами формируется в отдельной ванне. В результате многократных операций и получается надежная и функциональная многослойная система покрытия.

Примерами служат покрытия с высокой твердостью, коррозионной стойкостью, износостойкостью или особыми декоративными свойствами: зеркальным блеском, равномерностью цвета и т.п.

Финишная обработка — завершающий штрих

После формирования самого гальванического покрытия в ряде случаев требуется дополнительная финишная обработка. Она решает сразу несколько задач: удаление дефектов и неоднородностей, обеспечение декоративных свойств, защиту от окисления и коррозии.

Наиболее распространенными видами финишной обработки являются:

• полировка — механическая или электрохимическая для получения зеркального блеска;
• обезжиривание и очистка для удаления технологических загрязнений;
• нанесение защитных лаковых или латунных покрытий для предотвращения окисления и коррозии гальванического слоя;
• пассивация для повышения коррозионной стойкости путем формирования плотной оксидной пленки на поверхности;
• термическая обработка для снятия внутренних напряжений, перекристаллизации и упрочнения покрытия;
• хромирование для повышения твердости, износостойкости, антикоррозионных свойств;
• цветное оксидирование или химическое оксидирование для получения декоративного цветного покрытия;
• горячее воронение стальных изделий для защиты от коррозии и декоративной черной окраски.

Выбор конкретных видов финишной обработки зависит от назначения изделия и требуемых эксплуатационных свойств покрытия. Правильно подобранный финишный этап позволяет значительно улучшить характеристики и внешний вид гальванического покрытия, продлить срок его службы.

Заключение

Нанесение качественных гальванических покрытий — целая наука, требующая глубоких знаний, опыта и строгого соблюдения всех технологических нюансов. От предварительной подготовки поверхности до выбора состава электролита, режимов электролиза, формирования многослойных систем и финишной обработки — каждый этап крайне важен.

Соблюдение всех тонкостей технологического процесса позволяет получать гальванические покрытия с уникальными свойствами: повышенной твердостью, износостойкостью, коррозионной стойкостью, особыми декоративными качествами. Гальванические технологии открывают безграничные возможности для модификации и усовершенствования самых разных изделий в соответствии с современными требованиями.