Металды гальваникалық мырыштау: технологиясы, жабдықтары

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-02 13:58

Гальванизация - тиімді және арзан, сондықтан қара металдарды коррозиядан қорғаудың кең таралған әдісі. Көбінесе ол аппараттық бұйымдар мен бекіткіштерді, сондай-ақ болат торларды өндіруде қолданылады.

Мырышпен қаптау әдістері

Тот басуға қарсы мырыштау әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылады, ал жабынның қызмет ету мерзімі қорғаныс қабатының қалыңдығына байланысты.

Қаптау әдісі оның қажетті қасиеттеріне, өнімнің өлшеміне, одан әрі жұмыс істеу шарттарына байланысты.

Ең қарапайым және технологиялық тұрғыдан жетілдірілген, бірақ қорғаныш қабатының механикалық кернеуіне төзімділігін жеткіліксіз қамтамасыз ететін, құрамында жоғары дисперсті мырыш ұнтағының көп мөлшері бар праймерлерді пайдаланып, суық мырыштау.

Мырыштау өндірісінің көлемі бойынша ыстық мырыштау екінші орында. Осылайша алынған жабын жоғары сапалы және берік, бірақ экологиялық қауіпсіз емес, өйткені мырыш балқымасы пайдаланылады және оның температурасын 500 ° C-тан сәл төмен ұстау үшін көп мөлшерде электр энергиясы қажет, бетті дайындаудың химиялық әдістері.

Ыстық мырышпен өңдеуге өте ұқсасқорғаныш қабатын термиялық диффузиялық тұндырудың технологиялық, бірақ өнімділігі төмен әдісі. Ол жабынның қалыңдығына және сыртқы түріне жоғары талаптар қойылғанда қолданылады.

Мырышпен қаптаудың тағы бір әдісі - ваннаға қоюға болмайтын үлкен өлшемді бұйымдар мен құрылымдарды қорғау үшін қолданылатын газ-термиялық бүрку.

Гальванизацияланған мырыштау басқа жабу әдістерінің көптеген кемшіліктерінен айырылған және оның жағымды жақтары бар.

Мырышпен қаптаудың артықшылықтары

Электролиз арқылы мырышпен қаптау – ең кең таралған әдіс.

Металды гальваникалық мырыштауды қолданудың негізгі артықшылығы материалдың бетін коррозиядан қорғаудың жоғары дәрежесі болып табылады. Мырыштың жұқа қабаты өнімнің қызмет ету мерзімін бірнеше есе ұзартады, сондықтан оларды күтіп ұстау және ауыстыру құнын азайтады.

Жабын біркелкі, жолақтар мен тамшыларсыз, өнімнің пішіні мен өлшемі сақталады. Оны кез келген, тіпті ең күрделі пішіндегі нысандарға қолдануға болады.

Тегіс және жылтыр сәндік жабындар көп жағдайда қосымша өңдеуді қажет етпейді.

Сонымен қатар, мырышпен қаптау процесінің өзі аз шығынды қажет етеді, ал мырыштау қондырғыларының өнімділігі жоғары.

Мырышпен қаптаманың кемшіліктері

Электролиз арқылы қорғаныш жабындысын қолданудың кемшіліктері жоқ емес.

Негізгі кемшілігімырыштың металға төмен адгезиясы, осыған байланысты өнімнің бетін мұқият тазалау керек.

Теріс жағы - қаптау процесінде күрделі тазалауды қажет ететін улы қалдықтардың пайда болуы.

Режимдерді сақтамау негізгі металды сутегімен толтыруға әкелуі мүмкін, бұл өнімнің өзінің нәзіктігіне және жабын сапасының бұзылуына әкеледі.

Жұмыс принципі

Гальванизация мырыш пен темірдің электрохимиялық потенциалдарының айырмашылығымен анықталатын қорғаныс әсер ету принципіне негізделген. Мырыштың электрохимиялық потенциалы төмен болғандықтан, оның жабыны қара металдар үшін құрбандық қорғанысы болып табылады. Яғни, ылғалды ортада электрохимиялық коррозияға ұшырайды.

Темір тотыққанда бастапқы металға қарағанда көлемі үлкен оксидтер түзіледі. Оксидті қабық босап, оттегін әлі тотылмаған металға береді. Ал мырышта тотығу кезінде пленка жұқа және тығыз қалыптасады, ол оттегінің металға терең енуіне жол бермейді, тек жабынды ғана емес, астындағы негізгі металды да қорғайды.

Мырышпен қаптау түрлері

Гальваникалық мырыштау - бұл электролиз, яғни тұрақты электр тогының әсерінен электролиттегі электрохимиялық тотығу-тотықсыздану процестері.

Электролит құрамы бойынша мырышпен қаптау үш түрге бөлінеді: қышқыл, цианид және сілтілі.

Аздап қышқылда ең жиі қолданылатын мырыш жабыны әдісіэлектролиттер, әсіресе күрделі конфигурациялы шойын және болат бөліктері үшін. Осындай мырыштау түрі бар көміртекті және легирленген болаттан жасалған бұйымдар сутегі морттануының пайда болуына азырақ ұшырайды және сыртқы түрі керемет, түстердің кең ауқымында тамаша сәндік әсері бар.

Қосымша мырыштау қорғанысы

Мырыш жабындарының қорғаныш әсері оның қалыңдығына байланысты, ол электропландау кезінде небәрі 5 микронды құрайды және электролиттің табиғатына байланысты.

Кейбір жағдайларда мырыш жабындарының қорғаныш қасиеттері пассивация, фосфаттау немесе бояу арқылы күшейтіледі.

Пассивация (хромдау) – хром қышқылымен немесе оның тұздарымен ерітінділердегі өнімдерді химиялық өңдеу, нәтижесінде бетінде хромат пленкалары түзіледі. Бұл процесс сәндік қасиеттері сияқты қорғаныс қасиеттерін де жақсартады, өйткені нәтижесінде жабынның жылтырлығы артады және оны әртүрлі түстерге бояуға болады.

Мырышпен қапталған өнімдерді фосфаттау (фосфор қышқылы тұздарымен өңдеу) кезінде бетінде фосфатты қабықша түзіледі. Фосфаттаудан кейін бояуды әлі де қолдануға болады.

Мырышпен қаптау кезеңдері

Өндірісте мырыштау бірнеше технологиялық процестерден тұрады, олардың әрқайсысы ағынды ваннада сумен немесе щеткамен жуу әдісімен жуу арқылы аяқталады.

Алдымен өнімдер тоттан, қақтан, технологиялық майдан, салқындату сұйықтығының қалдықтарынан мұқият тазаланады.сұйықтықтар немесе бояулар және сілтілі ерітінділерде майсыздандырылған. Содан кейін электролиттік майсыздандыру орындалады.

Одан кейін олар тұз қышқылының сулы ерітіндісінде маринадталған, онда беткі қабатты бұзбай, ақырында беті тазартылады және оның басы кесіледі - мырыш жабынын қолданар алдында белсендіріледі. Тек содан кейін ғана мырыштау нақты болады.

Одан кейін қажет болған жағдайда өнімдер азот қышқылының сулы ерітіндісіндегі оксидті қабықшадан тазартылады және тазартылады, содан кейін фосфаттандырылады, пассивтеледі және кептіріледі.

Әртүрлі бұйымдарды мырыштау кезінде қосымша операциялар орындалуы мүмкін. Мысалы, мырыштау алдында жолақ шешіледі, ұштары дәнекерленеді, түзетіледі, содан кейін май жағылады және оралады.

Мырышпен қаптауға арналған жабдық

Мырыштау желісі - қажетті функционалдық қасиеттері бар бір немесе көп қабатты мырыш жабыны жасалатын шаю және технологиялық ванналардың белгілі бір тізбегі.

Өндіріс көлеміне сәйкес механикаландыру дәрежесі әртүрлі жабдықтар қолданылады. Ірі кәсіпорындарда автоматты басқарылатын механикаландырылған желілер орнатылған. Ішінара немесе толық қолмен басқарылатын жолдар, сонымен қатар шағын сызықтар бар.

Мырыштау желісі ванналардан ғана тұрады. Ол әртүрлі конструкциядағы көлік жүйелерін, ағынды суларды тазартуға арналған жабдықтарды,мырыштау құрылғылары, қыздыру элементтері, жылу алмастырғыштар, катодтық және анодтық өзектерді қамтитын қосалқы жабдық.

Қосымша жабдыққа желдету жүйелері, кептіру камералары мен шкафтары, тоңазытқыш жабдықтары, сүзгі қондырғылары, жартылай су өндіру жабдықтары, сорғылар кіреді.

Мырышпен қаптауға арналған электролиттер

Гальваникалық мырыштау үшін өнімнің мақсатына қарай электролиттер қолданылады, олар екі негізгі топқа бөлінеді.

Мырыш қарапайым гидратталған иондар түрінде болатын электролиттер жай қышқыл деп аталады. Бұл гидробор, сульфат және хлорид ерітінділері.

Күрделі күрделі қышқылдық және сілтілі электролиттер оң және теріс зарядты күрделі иондардағы мырыштан тұрады. Бұл аммиак, пирофосфат, цианид және басқа ерітінділер.

Қолданылатын электролит түрі ең алдымен шөгу жылдамдығын, содан кейін өнімдегі (катод) мырыш шөгінділерінің сапасын анықтайды.

Күрделі электролиттерден мырыш жоғары ион шашырауы бар катодқа шөгеді. Токтың тығыздығы артқан сайын металдың шығымы азаяды, ал сутегінің шығымы артады.

Сондықтан күрделі электролиттердегі мырышпен қаптау токтың төмен тығыздығында жүзеге асырылады, ал жабын өте жоғары сапалы, ұсақ түйіршікті және біркелкі болады.

Аздап қышқылды қарапайым электролиттерде мырыштау, соның ішінде үй жағдайында күрделі ерітінділерді пайдаланған кездегіге қарағанда жоғары жылдамдықпен токтың жоғары тығыздығында жүреді. Өнімдердің сыртқы түрі жақсы, бірақжабын өте жоғары сапалы емес және өте қарапайым пішінді бұйымдарға ғана жарамды.

Гальванизацияланған мырышпен қапталған

Тікелей мырыштаудың технологиялық процесі электролит бар ваннада өтеді. Оған арнайы электродтар арқылы электр тогы (катод) жеткізілетін қара металдан жасалған бұйымдар, ал арнайы торлы секцияларға (анод) төселген шарлар немесе пластиналар түріндегі таза мырыш түсіріледі.

Электрохимиялық реакция кезінде тығыздығы 1-ден 5 А/дм-ге дейінгі электр тогының әсерінен мырыш электролитте ериді, содан кейін оның иондары катодқа шөгіп, қалыңдығы 4-25 мкм гальваникалық зат түзеді. жабын.

Осы технологияны қолдану арқылы бекіткіштер (болттар мен гайкалар) біркелкі және жылтыр жабынмен алынады.

Автоматтандырылған мырыштау желісі

Заманауи мырыштау желісі - бұл әртүрлі мақсаттағы және конфигурациядағы бұйымдарды дәнекерлеуді және жоғары сапалы майсыздандыруды қоса, жабудың барлық кезеңдерін орындайтын толық автоматтандырылған желі.

Автоматты желі әдетте технологиялық гальвания ванналарының жиынтығынан, модульдік түзеткіштерден, тиеу/түсіру стендінен, көліктік жабдықтан, сорғыш желдетуге, сумен жабдықтауға және ағынды суларды бұруға арналған жабдықтан, қызмет көрсету сатысы бар металл жақтаудан тұрады.

Галаттық ванналар тот баспайтын болаттан, пластик төселген болаттан немесе резеңкеден жасалуы мүмкін. Парақ полимерлерінен дәнекерленген заманауи ванналар металл контейнерлерді көбірек ауыстырады. Ванна материалын таңдау электролиттің құрамы мен концентрациясына және жұмыс температурасына байланысты.

Сумен жабдықтау және кәріз жүйелерінің коммуникациялары және көп жағдайда желдету ванналардың астында орналасқан және олар да полипропиленнен жасалған.

Желінің өлшемдері оның өнімділігімен және гальваникалық ванналардың өлшемдерімен анықталады.

Гальваникалық мырыштау ауыр металл иондарының жоғары концентрациясы бар ағынды сулардың пайда болуымен жүреді. Сондықтан оларды қорғайды, сүзеді, бейтараптандырады, химиялық тұндыру, сорбциялау және басқа процестер инженерлік полимерлерден жасалған ыдыстарда қолданылады.

Үйде электролиттік мырышпен қаптау

Өз қолымен жасалған гальваникалық мырыштау материалды таңдаудан басталады. Электролит мырыш хлориді мен тұз қышқылының тазартылған судағы ерітіндісі болуы мүмкін. Бұл үйде жиі қолданылатын дәнекерлеу қышқылы деп аталады. Шеберлер цинкті аккумуляторлық күкірт қышқылында тұздап, ZnSO_{4 электролит алады, бірақ бұл процесс қауіпті, себебі реакция кезінде жарылғыш сутегі мен жылу бөлінеді. Ешбір жағдайда электролитте ерімеген тұз кристалдарының тұнбасы болмауы керек.}

Таза мырышты химия дүкенінен немесе радио базарынан сатып алуға болады немесе Кеңес Одағынан алынған тұзды батареялардан немесе сақтандырғыштардан алуға болады.

Гальваникалықванна шыны немесе пластикалық контейнер болуы мүмкін. Онда анод пен катодқа арналған стендтер орнатылған. Анод - бұл қуат көзінен «плюс» қосылған мырыш тақтасы. Анод неғұрлым үлкен болса, соғұрлым катодта жабын біркелкі болады, қорғаныс жабыны қолданылатын өнім. Бірнеше анодтар болуы мүмкін, оларды катодтың айналасына бірдей қашықтықта орналастыруға болады, осылайша оның беті барлық жағынан біркелкі және бір мезгілде мырышпен жабылады. Қуат көзінің «минусы» катодқа қосылған.

Тіпті мырыштау үйде жүргізілсе де, технология міндетті түрде бөлікті мұқият тазалауды және майсыздандыруды, сондай-ақ оны қышқыл ерітіндісінде белсендіруді қамтиды.

Қуат көзі – төмен қуатты қыздыру шамы бар автомобиль аккумуляторы немесе тізбектегі ток аз болатындай тізбектегі басқа тұтынушы немесе тұрақты шығыс кернеуі бар қуат көзі. Ең бастысы, мырыштау процесінде электролиттің жылдам қайнауы болмауы керек.

Шын мәнінде мырыштау анодтар мен катодты электролитке түсіріп, электр тізбегі жабылған кезде жүреді. Процесс ұзағырақ болса, өнімдегі мырыш қабаты қалыңырақ болады.

Мырыштау көмегімен бұйымдардағы қорғаныс жабыны сәндік әсермен дәл, біркелкі және тегіс болады. Экологиялық қауіпті қалдықтардан ағынды суларды тазарту қажет болғанына қарамастан, ол өнеркәсіпте де, үйде де қолданылады.