الجلفنة وتطبيقاتها

الجلفنة - طريقة لإيداع المعادن على سطح المنتجات المعدنية وغير المعدنية باستخدام التحليل الكهربائي... بعد هذا الترسيب ، يكتسب سطح المنتج مقاومة كبيرة للتآكل، مظهر أكثر جمالا (طلاء زخرفي) ، في بعض الأحيان - صلابة أكبر ، ومقاومة التآكل.

إذا كان المنتج في هذه الحالة مغطى بطبقة رقيقة جدًا من المعدن (5 - 30 ميكرومتر) ، فقط في حالات نادرة (تصلب السطح) تصل إلى أعشار المليمتر ، فإن هذا النوع من العملية يسمى الطلاء الجلفاني.

في الوقت الحاضر ، يستخدم الطلاء الكهربائي على نطاق واسع (طلاء النحاس ، طلاء النيكل ، طلاء الكروم ، طلاء الفضة ، طلاء الذهب ، طلاء الكادميوم ، طلاء الزنك ، طلاء القصدير ، طلاء الرصاص).

يتم استخدام طلاء الذهب والطلاء الفضي والنيكل والطلاء بالكروم بشكل أساسي لأغراض الديكور ، بينما تزيد هذه الطلاءات في نفس الوقت من مقاومة التآكل.

يستخدم النحاس بشكل أساسي كطبقة داخلية على منتجات الصلب من النيكل أو الكروم.يعد الالتصاق الجيد للمعدن الواقي بمادة المنتج مهمًا جدًا لاستمرارية الطلاء .. يلتصق الزيكيل والكروم بإحكام بالفولاذ ، لذلك يتم تليين الأخير أولاً ، ثم يتم وضع طبقة من النيكل أو الكروم على النحاس.

نظرًا لأن طبقة الكروم في بعض الحالات لا تحمي من التآكل ، يتم أيضًا استخدام طلاء ثلاثي الطبقات (النحاس والنيكل والكروم). تغطية المنتجات بطبقة من النيكل أو الكروم تحمي السطح من الأكسدة عند تسخينها إلى 480-500 درجة مئوية. يستخدم طلاء الزنك على نطاق واسع للحماية من التآكل ؛ في بعض الحالات يلجأون إلى طلاء الكادميوم.

يستخدم طلاء الكروم والنيكل أيضًا لتحسين مقاومة التآكل للأسطح ، مثل الصور النمطية في صناعة الطباعة. يمكن أن يؤدي تغطية الصورة النمطية بطبقة من النيكل أو الكروم أو الحديد إلى زيادة عمر الخدمة بمقدار 10 مرات أو أكثر. في هذه الحالات ، يجب أن يكون سمك الفيلم المطبق أكبر (30-50 ميكرون أو أكثر).

الشرط الذي لا يمكن الاستغناء عنه لقوة التصاق الطبقة المطبقة على المعدن الأساسي هو نظافة سطح الأخير. لذلك ، قبل التحليل الكهربائي ، تتم إزالة أصغر آثار الأوساخ والأكاسيد والدهون بعناية من المنتجات. للقيام بذلك ، عادة ما يتم إزالة الشحوم منها في المحاليل الساخنة للقواعد أو في المذيبات العضوية - الكيروسين والبنزين.

لإزالة الأكاسيد والشوائب ، يتم حفر المنتجات في حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك ، وللحصول على أسطح ناعمة - عن طريق الطحن والتلميع. تتكرر العملية الأخيرة بعد التطبيق ، إذا كان من الضروري لأسباب زخرفية الحصول على سطح لامع ، لأن منتجات الحمام عادة ما تكون غير لامعة.

الجزء الرئيسي من المنحل بالكهرباء هو أملاح المعدن المطبق.بالإضافة إلى ذلك ، لتحسين موصلية المنحل بالكهرباء ، غالبًا ما يتم إدخال الأحماض أو القواعد فيه ، مما يجعل المنحل بالكهرباء حمضيًا أو قلويًا. أثناء التذهيب والطلاء بالفضة ، وأحيانًا مع طلاء النحاس ، يتم إدخال مركبات السيانيد في الإلكتروليت ، مما يوفر التصاق أفضل للطلاء بالمعدن الأساسي.

كقاعدة عامة ، يتم استخدام الأنودات القابلة للذوبان في عمليات الطلاء الكهربائي على شكل شرائح أو قضبان من المعدن مطبقة على الكاثود..V في هذه الحالة ، يتم نقل المعدن من الأنود إلى القطب السالب. ومع ذلك ، يتم استخدام الأنودات المصنوعة من معدن أو سبيكة غير قابلة للذوبان في إلكتروليت معين ، على سبيل المثال ، في طلاء الكروم ، المصنوع من الرصاص أو سبائك الأنتيمون. في هذه الحالة ، يتم فصل المعدن عن المنتجات بسبب يجب إضافة إلكتروليت وملح المعدن المطبق بشكل منهجي إلى المنحل بالكهرباء.

يتم الجلفنة في الحمامات المصنوعة من مادة مقاومة كيميائيًا للإلكتروليت المستخدم. تصنع الأحواض الكبيرة من الفولاذ ، والملحومة ، وللمحاليل الحمضية يتم عزلها من الداخل بالمطاط أو الإيبونيت أو الفينيل البلاستيك أو مغطاة بورنيش مقاوم للأحماض ومقاوم للحرارة.

عادة ما يتم تثبيت قطع العمل المراد معالجتها على علاقات في الحمام. بالنسبة للعمليات التي تحدث بكثافة تيار منخفضة (0.01 - 0.1 أمبير / سم 2) ، يتم استخدام الحمامات الثابتة ذات الكاثودات الثابتة.

عند كثافات التيار العالية (على سبيل المثال في الطلاء بالكروم) ، يتم استخدام الحمامات المستمرة ، حيث تنتقل المنتجات أثناء عملية الطلاء من حافة الحمام إلى الأخرى. عادة ما تكون هذه الحمامات مجهزة بأجهزة لخلط المنحل بالكهرباء مع الهواء المضغوط وترشيحه.

في السعة العالية ، يتم استخدام آلات أوتوماتيكية مزودة بعدد من الحمامات ، حيث لا يتم تنفيذ طلاء المنتجات نفسها فحسب ، بل يتم أيضًا تحضير سطحها (إزالة الشحوم والحفر والشطف). في مثل هذه الآلات ، تمر المنتجات ، التي تتحرك على خطوات أفقية ورأسية ، على التوالي عبر جميع الأحواض.

يستخدم الطلاء الكهربائي ، كما هو الحال مع جميع عمليات التحليل الكهربائي ، تيارًا مباشرًا ، وعادة ما يكون جهدًا منخفضًا (6-24 فولت). يتم تنظيم العملية عن طريق تغيير كثافة التيار ، تتغير قيمة الأخير اعتمادًا على العملية من المئات والأعشار من A / dm2 في التذهيب والفضة إلى أعشار A / cm2 في طلاء الكروم.

مع زيادة كثافة التيار ، تزداد كمية المعدن المترسب لكل وحدة زمنية ، ولكن عندما تتجاوز قيمة معينة (قيمة خاصة بها لكل عملية) ، تتدهور جودة الطلاء بشكل حاد. يتم تشغيل الحمامات المجلفنة بواسطة مولدات التيار المستمر أو محولات أشباه الموصلات.

بالنسبة لمعظم عمليات الطلاء الكهربائي ، تكون الكفاءة الحالية عالية نسبيًا (من 100 إلى 90٪) ، لعدد من العمليات ، على سبيل المثال ، التذهيب وبعض أنواع طلاء النحاس ، تنخفض الكفاءة الحالية إلى 70-60٪. فقط مع طلاء الكروم يكون منخفضًا جدًا (12 ٪) ، حيث يتم إنفاق معظم الكهرباء المستهلكة في هذه العملية على التفاعلات الجانبية.

في السنوات الأخيرة ، تم إجراء تجارب على استخدام التيار المتردد في العمليات الجلفانية. عادة ، يتم تركيب مكون التيار المتردد على تيار مستمر ، مع اتساع مكون التيار المتردد ما يقرب من ضعف قيمة التيار المستمر.يمكن أن يؤدي استخدام التيار المتردد في إنتاج طلاء النيكل والنحاس والزنك إلى تحسين جودتها ، على وجه الخصوص ، تقليل تلوث الطبقة المطبقة بالشوائب.

في بعض الحالات ، يكون الطلاء النحاسي ممكنًا عندما يكون الحمام مزودًا بتيار 50 هرتز. يفسر ذلك من خلال التصحيح الجزئي للتيار المتردد بواسطة خلية كهروكيميائية ، بسبب ظهور مكون ثابت في تيار الحمام.