Um einen Schutz- und dekorativen Überzug von entsprechender Qualität und guter Haftfähigkeit zu erreichen, soll die Fläche des Metalls oder Untergrundlegierung sehr genau von Ölen, Fetten und Korrosionsprodukten bereinigt werden. Sogar die kleinsten Fettüberreste können das Ablösen der aufgetragenen Metallschicht verursachen und die nicht genau entfernten Korrosionsprodukte können zur Entstehung von Korrosionsstellen unter aufgetragenem Überzug führen.
Die Bereinigung der Untergrundfläche vor Abscheidung der galvanischen Überzüge besteht in Beseitigung von mechanischen Verschmutzungen, Ölen, Fetten oder fettähnlichen Substanzen und ihren Derivaten, Korrosionsprodukten sowie anderen Verunreinigungen, die sich bei der Produktion abgesetzt haben.
Mechanische Verunreinigungen sind Überreste nach der mechanischen Verarbeitung des Objektes (Fräsen, Schleifen usw.) und lassen sich relativ einfach beseitigen, denn ihre Haftfähigkeit hängt von der Klebrigkeit der Schmierstoffe zusammen, mit denen sie meistens angefeuchtet sind. Eine Ausnahme stellt die Graphitanwesenheit aus dem Ziehen dar, der in Rissen und Spalten steckt, und sowohl mit mechanischen als auch mit chemischen Methoden schwer zu entfernen ist.
Im Laufe der Produktion werden die Gegenstände gezielt (mit Ölen und Fetten, die die Durchführung von bestimmten technologischen Operationen erleichtern, mit Konservierungsschmierstoffen usw.) oder unabsichtlich (infolge Berührung mit fettigen Gegenständen) verschmutzt.
Unter Korrosionsprodukte werden Oberflächenschichten verstanden, die das Ergebnis der Untergrundoxidation im Herstellungsverfahren (Sinter) oder das Ergebnis der Luft- und Feuchtewirkung (Ruß, Metalloxidate, Hydroxidsalze infolge Nachreaktionen usw.) darstellen.
Zu sonstigen Verunreinigungen, allgemein als sonstige bezeichnet, gehören Staub, Schmutz, Sand, Salze (infolge Schweißwirkung auf Untergrund), Schleifmittelreste aus früheren Produktionsverfahren usw.
Die Beseitigung der obigen Verunreinigungen erfolgt
- mechanisch (Abreiben)
- physisch (Lösen, Emulgierung)
- chemisch (Verarbeitung in geschmolzenen Salzen, Verseifung von Fetten, Lösung der Korrosionsprodukte in Säuren)
- elektrochemisch (analogisch zu chemischem Verfahren mittels Strom und gleichzeitiger mechanischer Mitwirkung von Gasen, die sich aus den Objektfläche infolge Sekundärreaktionen in Elektrolyt aussondern)
- physikochemisch (z.B. Bereinigung mit spezieller Umgebung mittels Ultraschallen von Frequenz > 20 kHz)
Die galvanisch zu verarbeitenden Teile sollen vor der Vorbereitungsarbeiten mechanisch vollendet, d.h. sie müssen über entsprechende Ausmaße in Toleranzgrenzen, den erforderlichen Grad der Flächen- und Randglätte sowie einen entsprechenden Haken, die einen zufälligen Fall vom Gestell oder die Entstehung einer lockeren, variablen Kontaktstelle durch Gestell mit der Stromquelle (das betrifft nicht der massenverarbeitenden Schuttgüter) verhindert.
Verchromen
Das Chrom ist ein silbernes Metall mit blauem Farbton. Es ändert nicht die Farbe in der Atmosphäre.
Es ist beständig gegen Wirkung von organischen Säuren; die Salpetersäure und der Schwefelwasserstoff wirken auf es ebenfalls nicht. Ausschließlich heiße Schwefelsäure und säure (sogar bei Umgebungstemperatur) lösen den Chromüberzug. Die Härte der Chromschichten unter entsprechenden Bedingungen ist höher als die der härtesten Gattungen von gehärtetem Stahl. Die dekorativen Chromüberzüge werden meistens auf Kupfer- und Nickel oder nur Nickeluntergrund aufgetragen, aber nicht direkt auf Stahl, hinsichtlich dessen, dass das Eisen an galvanischen Stellen, die sich an offenen Stellen (Poren, Undichtheiten) bilden, im Verhältnis zu Chrom Anode ist. Das Auftragen einer dünnen Chromschicht (ca. l ľm) auf Untergrund Kupfer-Nickel wird allgemein verwendet, z.B. bei dekorativer und Schutzbeschichtung der Auto-, Motorrad- und Fahrradteile, bei Bau von Eisenbahn- und Straßenbahnwagen sowie Messgeräte (vor allem für chemische Labors) und Feinwerkzeuge (z.B. für Uhren).
Anwendung von Chromüberzügen.
Weit verbreitet ist das sog. technische Verchromen. Es werden dickere Chromschichten, durchschnittlich von 0,005 - 0,2 mm, und in manchen Sonderfällen bis zu 1 mm, direkt auf Stahl aufgetragen, um mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit der Chromteile zu verbessern. Und so, ausgezeichnete Ergebnisse werden durch Verchromen von Matrizen und Stanzen, insbesondere zur Herstellung von Gegenständen aus Gummi, Kunststoffen und Leder, erreicht. Von großem Vorteil sind in diesem Falle Glätte, chemische Beständigkeit und niedriger Reibungskoeffizient der Chromschichten, was zusammen mit großer Härte eine hohe Formdauerhaftigkeit und ein schönes Aussehen von produzierten Teilen verleiht. Das technische Verchromen hat großes Interesse im Bereich Maschinenbau, Luftfahrt und Transport erweckt, wo es abriebende Flächen vor mechanischer Zerstörung schützt. Gute Ergebnisse werden beim Verchromen von Zylindern von Verbrennungsmotoren, Kolbenringen, Kolbenstangen der Hydroheber usw. erzielt. Das technische Verchromen wird ebenfalls in der Werkzeugindustrie weit verwendet. Neue Werkzeuge, vor allem diese zur Verarbeitung von Metallen und Nichteisenlegierungen sowie weichem Stahl, werden auf die Dicke, die unbedeutend die Toleranz des Werkzeugsverbrauchs überschreitet, verchromt. Von Vorteil ist ebenfalls eine andere Eigenschaft des Chromüberzugs, und zwar niedrige Haftfähigkeit, wodurch die Spanklebrigkeit zur arbeitenden Werkzeugflächen bis Minimum vermindert wird.
Allgemeine Anwendung hat das Verchromen in der Produktion von Prüfsteinen gefunden, denn dadurch wird ihre Festigkeit mehrmals erhöht.
Das dekorative und Schutzverchromen wird ebenfalls in der Praxis sehr oft angewendet. Ein dünner Chromüberzug, der auf einen glänzenden Nickelüberzug aufgetragen wird, behält in normalen Witterungsverhältnissen jahrelang das ästhetische Aussehen des verchromten Gegenstandes. Die hohe Härte des Chromüberzugs schützt darüber hinaus diesen Gegenstand vor mechanischer Einritzung.
In den letzten Jahren wurde es festgestellt, dass der Chromüberzug außer mechanischem Schutz die Korrosionsbeständigkeit des ganzen dreischichtigen Cu-Ni-Cr-Überzugs ebenfalls bedeutsam beeinflusst. Aus diesem Grunde hat sich in letzter Zeit eine starke Entwicklung der Abscheidungstechnologien der Chromüberzüge von spezifischer Struktur, z.B. Überzüge mit Mikrorissen oder Mikroporen, stark ausgeprägt. Ein dünner Chromüberzug von der Dicke 1,0-2,0 ľm findet heutzutage die allgemeine Anwendung als Oberschicht der Schutz- und dekorativen Überzüge in mehreren Industriebereichen.
Verzinken
Hinsichtlich der Zinklokalisierung in der Spannungsreihe werden die Zinküberzüge, die auf Gußeisen und Stahl elektrolytisch abgeschieden werden, haben Charakter von Anodenüberzügen. Sie schützen den Untergrund durch ihre Anodenlösung im Korrosionselement Zn lWasserlösungl Fe. Gleichzeitig bilden eine ziemlich dichte Schicht der Korrosionsprodukte und die zurzeit sehr verbreitete Anwendung von Chromfilm auf der Zinkfläche durch Wirkung von Wasserlösungen von Chromaten und Chromsäure einen zusätzlichen Schutz. Nach Lyons weisen die Zinküberzüge im Vergleich zu Überzügen aus anderen Metallen die besten Schutzeigenschaften auf Eisen und Stahl auf, sowohl in Bezug auf die Dicke als auch die Abscheidungskosten. Der Schutzwert der Überzüge entspricht ihrer Dicke. Im Vergleich zu Kadmiumüberzügen weist das Zink die schlechtesten Schutzeigenschaften nur am Meer oder in der Umgebung von hoher Feuchtigkeit auf.
Anwendung von Zinüberzügen
Die galvanischen Zinküberzüge werden zum Gusseisen- und Eisenschutz vor Korrosion weit eingesetzt. Besonders große Zinkmengen werden auch in der Industrie zur Beschichtung von Blechen, Bändern, Stahldrahten und Stückgütern verbraucht. Durch entsprechendes Bad und durch Anwendung des richtigen technologischen Verfahrens lassen sich auch elastische Waren galvanisch verzinken, ohne dass es zur Wasserstoffbrüchigkeit führen könnte. Das Zink darf allerdings nicht zum Schutz von Lebensmittelbehälter hinsichtlich Toxizität seiner Säure angewendet werden. In den letzten Jahren ist eine immer größere Anwendung des Glanzverzinkens in der Industrie zu bemerken.
Die glänzenden Zinküberzüge, die zusätzlich mit einem blauen Chromfilm überzogen werden, können in manchen Anwendungen dekorative Überzüge Cu-Ni-Cr hinsichtlich ähnlicher Farbe ersetzen, besonders wenn keine Glanzdauerhaftigkeit erwartet wird.
Verzinnen
Trotz eines breiten Anwendungsbereichs der Feuerverzinnung, die auf die Römerzeiten zurückzuführen ist, wird das Elektrolytverzinnen erst in den letzten 40 Jahren eingesetzt. Im Laufe der Zeit wurde das Verzinnen sowohl aus Säuren als auch aus alkalischen Lösungen vollständig beherrscht. Im Zweiten Weltkrieg hat das galvanische Verzinnen allmählich das Feuerverzinnen verdrängt, indem es ca. 50 % des Allgemeinbedarfs nach weißem Blech gedeckt hat.
Die elektrolytische Methode gewinnt vor allem durch eine sehr gleichmäßige Verteilung der Beschichtung und damit verbundenen Zinnverbrauch auf 1 m2 verzinnten Blechs. Dank elektrolytischer Methode ist es ebenfalls möglich, unterschiedlich dicke Überzüge auf beiden Blechseiten zu erreichen. Die
Das galvanische Beschichten ist besonders sparsam beim Verzinnen von kleinen Teilen, die auf ihrer Fläche Feingewinde und löcher haben, die beim Feuerverzinnen glattgemacht und übergossen werden, was die nächste Montage verhindert.
Es entstehen auf natürliche Art und Weise Nadelkristallen, die sog. Whisker, unter den noch nicht bestimmten Bedingungen. Sie können eigenständig auf der verzinnten Fläche beim Lagern entstehen. Da diese einzelnen Kristalle sehr gut Strom führen, können sie Störungen in den Stromleitungen hervorrufen. Es lässt sich ebenfalls das Beschlagen von Zinnüberzügen beim Lagern bemerken. Dies tritt auf Zinnüberzügen auf, die auf Messingteilen abgeschieden sind. Der Grund für das Beschlagen ist die Atomdiffusion von Zink aus dem Grund in den Zinnüberzug. Die Überzüge dunkeln, verlieren ihre Ästhetik und die Fähigkeit zum Verlöten. Um die Zinkdiffusion beim Verzinnen von Messingteilen zu verhindern, soll elektrolytisch eine Nickel- oder Kupferunterlage von ca. 2,5 žm abgeschieden werden.
Anwendung von Zinnüberzügen
Die Zinnüberzüge werden in der Lebensmittelindustrie in Form eines weißen Blechs für Konservendosen weit angewendet, als Beschichtung von Küchengeschirr und Tischbesteck. In der elektrotechnischen Industrie werden die Kupferleitungen als Schutz vor Schwefelwirkung während Gummierung und zur leichteren Montage im Radio und in der Telekommunikationstechnik verzinnt.
Das Verzinnen, ähnlicherweise wie Verkupfern, kann teilweise als Schutz der Fläche vor Stickstoff angewendet werden. Das galvanische Verzinnen auf der Kupfer- oder Messinggrundlage wird ebenfalls als Korrosionsschutz von präzisen und kleinen Federn angewendet, ohne dabei ihre mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen. Eine dünne Zinnschicht oder ihre Bleiverbindungen, die auf die Lagerbuchse aus Zinn und Blei aufgetragen wird, verbessert die Lagerqualität durch Erreichen eines niedrigeren Reibungskoeffizienten, bessere Benetzbarkeit und Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit gegen Schmiermittel bei erhöhter Temperatur. Sehr dünne Zinnschichten (bis l ľm) werden ebenfalls als Grundierung für organische Überzüge angewendet.
Kadmieren
Anwendung von Kadmiumüberzügen
Die Kadmiumüberzüge werden hauptsächlich als Schutz vor Korrosion der Stahlerzeugnisse angewendet. Das ästhetische Bild der Kadmiumüberzüge verleiht ihnen ebenfalls eine dekorative Bedeutung. Die fast gleichen Werte der Kadmium- und Eisenpotentiale entscheiden über hohe Vorteile der vor Korrosion schützenden Kadmiumüberzüge auf Stahluntergrund. Beim Vergleich der Schutzeigenschaften von Zink- und Kadmiumüberzügen auf Stahluntergrund wurde es festgestellt, dass die Kadmiumüberzüge über bessere Korrosionsbeständigkeit verfügen, allerdings nur in den Witterungsverhältnissen von niedriger Verschmutzung und sehr hoher Feuchtigkeit, wie z.B. in den Tropen oder am Meer.
Die Kadmiumkorrosionsbeständigkeit nimmt in industriellen und Ortsgebieten ab, in denen die Zinkkorrosionsbeständigkeit deutlich gewinnt. Das obige Ereignis lässt sich mit niedriger Kadmiumbeständigkeit gegen Wirkung von Schwefelverbindungen (besonders von Schwefeldioxid) zu erklären, die sich infolge Verbrennung von flüssigen und festen Kraftstoffen bilden. Wie bekanntlich erhöht sich erheblich der Luftverschmutzungsgrad mit Schwefelverbindungen gleichzeitig mit Industrie- und Motorisierungsentwicklung, insbesondere in Großstädten. In manchen Industriebereichen, und insbesondere in der Elektrotechnik und Elektronik, ergibt sich die Anwendung von Kadmiumüberzügen aus spezifischen Eigenschaften von verarbeitenden Elementen.
Dank hoher Zyanbadstreuung wird das Kadmieren bei Beschichtung von Elementen von komplizierten Formen, z.B. von Rotoren und Ständer, Drehkondensatoren, gepressten Objekte von großen Vertiefungen usw., empfohlen.
Eine gute Lötbarkeit von Kadium ermöglicht in manchen Fällen Silberüberzüge mit Kadiumüberzügen zu "ersetzen", z.B. an Lötendungen, vorausgesetzt dass der höhere Kadiumwiderstand nicht die Verschlechterung der Qualität des Anlagenbetriebs verursacht.
Kadium wird häufiger als Zink zum Feststahlschutz eingesetzt, denn das galvanische Kadmieren führt zum niedrigeren Wasserstoffinhalt von Stahl als Verzinken.
In manchen Fällen setzt sich das Kadium auf Elemente aus Kupferlegierungen, rostbeständigem Stahl oder Titan auf, um die Kontaktkorrosion zu vermeiden, die beim Kontakt dieser Metalle mit Aluminium, Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen auftritt.
Daraus ergibt sich auch die Verbreitung des Kadmierens in der Luftfahrtindustrie.
Verkupfern
Anwendung von Kupferüberzügen
Die Elektrolytkupferüberzüge werden sowohl zu Schutz- und dekorativen Zwecken aufgetragen - meistens als eine der Schichten eines mehrschichtigen Überzugs Kupfer-Nickel,Chrom - als auch zu technischen Zwecken - als Schutzschichten vor Kohlung und Stickstoffwirkung, bei der Produktion von gedruckten Schaltungen, als Beschichtungen von Druckwalzen in der graphischen Industrie und in der Galvanoplastik usw.
Verzinken
Anwendung von Nickelüberzügen
Die elektrolytisch aufgetragenen Nickelüberzüge sind von unterschiedlicher Bestimmung - hauptsächlich als dekorative Schichten, dekorative und Schutzschichten und manchmal technische Schichten. Darüber hinaus wird die Nickelabscheidung in der Galvanoplastik angewendet.
Versilbern
Anwendung von Silberüberzügen
Die Silberüberzüge werden als dekorative und Schutzüberzüge, und zwar hauptsächlich bei Schmuck und Tischbesteck sowie als Schutz- und technische Überzüge in der Elektrotechnik und Elektronik, weit angewendet.
Die Anwendung von Silberüberzügen statt Silber bei der Produktion von Elektroschaltern und Hochstromleitungen hat den Silberverbrauch deutlich reduziert.
Eine hohe Fähigkeit zur Reflexion der Lichtstrahlen von der Silberfläche wurde beim Beschichten von Scheinwerfern und Spiegeln angewendet, und die chemische und Korrosionsbeständigkeit - bei Einrichtung der chemischen Apparatur.
Darüber hinaus wird Silber zu technischen Zwecken genutzt, d.h. beim Auftragen von sehr dicken Überzügen auf spezielle Lagertypen. |