Galvanisk galvanisering af metal: teknologi, udstyr

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-02 13:52

Galvanisering er en effektiv og billig og derfor en almindelig måde at beskytte jernholdige metaller mod korrosion. Oftest bruges det til fremstilling af hardware og fastgørelseselementer samt stålnet.

Zinkbelægningsmetoder

Anti-korrosionsgalvanisering udføres på forskellige måder, og belægningens levetid afhænger af tykkelsen af det beskyttende lag.

Belægningsmetoden afhænger af dets nødvendige egenskaber, produktets størrelse, betingelserne for dets videre drift.

Den enkleste og mest teknologisk avancerede, men utilstrækkelige modstandsdygtighed over for mekanisk belastning af det beskyttende lag, er koldgalvanisering ved hjælp af primere, som indeholder store mængder stærkt dispergeret zinkpulver.

Med hensyn til mængden af galvaniseringsproduktion indtager varmgalvanisering andenpladsen. Belægningen opnået på denne måde er af høj kvalitet og holdbar, men miljømæssigt usikker, da der bruges en zinksmelte, og der kræves en stor mængde elektricitet for at holde dens temperatur lidt mindre end 500 ° C, kemiske metoder til overfladeforberedelse.

Lige meget mere om varmgalvaniseringteknologisk, men mindre produktiv metode til termisk diffusionsaflejring af et beskyttende lag. Den bruges, når der stilles høje krav til belægningens tykkelse og udseende.

En anden metode til galvanisering er gas-termisk sprøjtning, som bruges til at beskytte store produkter og strukturer, der simpelthen ikke kan placeres i et bad.

Galvaniseret galvanisering er blottet for mange af ulemperne ved andre belægningsmetoder og har sine positive aspekter.

Fordele ved zinkbelægning

Zinkplettering ved elektrolyse er den mest almindelige metode.

Den største fordel, på grund af hvilken galvanisk galvanisering af metal, der anvendes, er en høj grad af beskyttelse af materialets overflade mod korrosion. Et tyndt lag zink øger produkternes levetid flere gange og reducerer derfor omkostningerne ved vedligeholdelse og udskiftning.

Belægningen er jævn, uden striber og dråber, og produktets form og størrelse er bevaret. Du kan anvende det på genstande af enhver, selv den mest komplekse form.

Blatte og skinnende dekorative belægninger kræver ikke yderligere behandling i de fleste tilfælde.

Derudover kræver selve zinkbelægningsprocessen små omkostninger, og galvaniseringsenhederne er yderst produktive.

Ulemper ved zinkbelægning

Metoden til at påføre en beskyttende belægning ved elektrolyse er ikke uden ulemper.

Den største ulempe erlav vedhæftning af zink til metal, hvorfor produktets overflade skal rengøres omhyggeligt.

Ulempen er også dannelsen af giftigt affald under belægningsprocessen, som kræver seriøs rengøring.

Manglende overholdelse af regimerne kan føre til brintfyldning af basismetallet, hvilket fører til selve produktets skrøbelighed og til en krænkelse af belægningens kvalitet.

Driftsprincip

Galvanisering er baseret på princippet om beskyttende virkning, som er bestemt af forskellen i de elektrokemiske potentialer af zink og jern. Da zink har et lavere elektrokemisk potentiale, er dets belægning en offerbeskyttelse for jernholdige metaller. Det vil sige, at i et fugtigt miljø er det ham, der gennemgår elektrokemisk korrosion.

Når jern oxideres, dannes der oxider, der har et større volumen end det originale metal. Oxidfilmen bliver løs og leder ilt til det stadig uoxiderede metal. Og på zink, under oxidation, dannes filmen tynd og tæt, den slipper ikke ilt dybt ind i metallet, hvilket beskytter ikke kun belægningen, men også basismetallet nedenunder.

Typer af zinkbelægning

Galvanisk galvanisering er en teknologi, der er elektrolyse, dvs. elektrokemiske redoxprocesser i en elektrolyt under påvirkning af en elektrisk jævnstrøm.

I henhold til elektrolyttens sammensætning er zinkplettering opdelt i tre typer: syre, cyanid og alkalisk.

Den mest almindeligt anvendte zinkbelægningsmetode i let surelektrolytter, især til støbejerns- og ståldele med kompleks konfiguration. Produkter fremstillet af kulstof og legeret stål med denne type galvanisering er mindre udsat for forekomsten af brintskørhed, og udseendet er fremragende med en vidunderlig dekorativ effekt i en bred vifte af farver.

Yderligere galvaniseringsbeskyttelse

Den beskyttende virkning af zinkbelægninger afhænger af dens tykkelse, som kun er 5 mikron, når den er galvaniseret, og elektrolyttens beskaffenhed.

I nogle tilfælde forbedres zinkbelægningens beskyttende egenskaber ved passivering, fosfatering eller maling.

Passivering (kromatering) - kemisk behandling af produkter i opløsninger med kromsyre eller dens s alte, som et resultat af, at der dannes kromatfilm på overfladen. Denne proces forbedrer ikke så meget de beskyttende egenskaber som de dekorative, fordi belægningens glans forbedres, og den kan males i forskellige farver.

Ved fosfatering (behandling i fosforsyres alte) af galvaniserede produkter, dannes der en fosfatfilm på overfladen. Efter fosfatering kan maling stadig påføres.

stadier af zinkbelægning

I produktionen består galvanisering af flere teknologiske processer, som hver afsluttes ved at vaske med vand i et strømmende bad eller en børstevaskemetode.

Først renses produkterne grundigt for rust, kalk, procesfedt, kølevæskerestervæsker eller maling og affedtet i alkaliske opløsninger. Derefter finder elektrolytisk affedtning sted.

Derefter syltes de i en vandig opløsning af s altsyre, hvori overfladen til sidst renses uden at forstyrre overfladelaget og den halshugges - aktiveres inden påføring af zinkbelægningen. Først derefter er selve galvaniseringen.

Herefter klares produkterne om nødvendigt og renses for oxidfilmen i en vandig opløsning af salpetersyre, fosfateres, passiveres og tørres.

Ved galvanisering af forskellige produkter kan der udføres yderligere operationer. F.eks. vikles en strimmel af før galvanisering, enderne svejses, rettes ud, og derefter olieres og vikles op.

Udstyr til zinkbelægning

En galvaniseringslinje er en specifik sekvens af skyllebade og teknologiske bade, hvor der skabes en enkelt- eller flerlags zinkbelægning med de nødvendige funktionelle egenskaber.

I overensstemmelse med produktionsmængder anvendes udstyr med varierende grad af mekanisering. På store virksomheder er der installeret mekaniserede linjer med automatisk styring. Der er linjer med delvis eller fuld manuel styring, såvel som mini-linjer.

Galvaniseringslinjen består af mere end bare badekar. Det omfatter transportsystemer af forskelligt design, udstyr til spildevandsrensning,hjælpeudstyr, som omfatter anordninger til galvanisering, varmeelementer, varmevekslere, katode- og anodestænger.

Yderligere udstyr omfatter ventilationssystemer, tørrekamre og skabe, køleudstyr, filtreringsenheder, demi-vand produktionsudstyr, pumper.

Elektrolytter til zinkbelægning

Til galvanisk galvanisering, afhængigt af formålet med produktet, anvendes elektrolytter, som er opdelt i to hovedgrupper.

Elektrolytter, hvor zink er i form af simple hydrerede ioner, kaldes simple sure. Disse er hydroborsyre-, sulfat- og chloridopløsninger.

Kompleks komplekse sure og alkaliske elektrolytter indeholder zink i komplekse ioner med en positiv og negativ ladning. Disse er ammoniak, pyrophosphat, cyanid og andre opløsninger.

Den anvendte elektrolyttype bestemmer primært afsætningshastigheden og derefter kvaliteten af zinkaflejringer på produktet (katoden).

Fra komplekse elektrolytter sætter zink sig på katoden med høj ionspredning. Efterhånden som strømtætheden stiger, falder udbyttet af metal, og udbyttet af brint stiger.

Derfor udføres zinkbelægning i komplekse elektrolytter ved en lav strømtæthed, og belægningen er af meget høj kvalitet, finkornet og ensartet.

I let sure simple elektrolytter foregår galvanisering, også derhjemme, ved en høj strømtæthed, med en højere hastighed end ved brug af komplekse opløsninger. Produkternes udseende er godt, menbelægningen er ikke af særlig høj kvalitet og er kun egnet til produkter med en ret simpel form.

galvaniseret zinkbelægning

Teknologisk proces med direkte galvanisering finder sted i et bad med elektrolyt. Produkter fremstillet af jernholdigt metal sænkes ned i den, hvortil en elektrisk strøm (katode) tilføres gennem specielle elektroder, og ren zink i form af kugler eller plader lagt i specielle maskesektioner (anode).

Under en elektrokemisk reaktion, under påvirkning af en elektrisk strøm med en tæthed på 1 til 5 A/dm, opløses zink i elektrolytten, hvorefter dets ioner sætter sig på katoden og danner en 4-25 mikron tyk galvanisk belægning.

Det er ved brug af denne teknologi, at fastgørelseselementer (bolte og møtrikker) opnås med en ensartet og skinnende belægning.

Automatiseret galvaniseringslinje

Den moderne galvaniseringslinje er en fuldautomatisk linje, som udfører alle stadier af belægning, inklusive svejsning og højkvalitets affedtning af produkter til forskellige formål og konfigurationer.

Den automatiske linje består generelt af et sæt teknologiske galvaniseringsbade, modulære ensrettere, en på-/aflæsningsstand, transportudstyr, udstyr til udsugningsventilation, vandforsyning og spildevandsbortskaffelse, en metalramme med en servicestige.

Golliperingsbade kan være lavet af rustfrit stål, plastforet stål eller gummi. Moderne bade, svejset af pladepolymerer, erstatter i stigende grad metalbeholdere. Valget af bademateriale afhænger af elektrolyttens sammensætning og koncentration og driftstemperaturen.

Kommunikation af vandforsyning og kloaksystemer, og i de fleste tilfælde ventilation er placeret under badene og er også lavet af polypropylen.

Linjens dimensioner bestemmes af dens produktivitet og dimensionerne af galvaniseringsbadene.

Galvanisk galvanisering forekommer ved dannelse af spildevand med en høj koncentration af tungmetalioner. Derfor bliver de forsvaret, filtreret, neutraliseret, kemisk udfældning, sorption og andre processer bruges i beholdere lavet af tekniske polymerer.

Elektrolytisk zinkbelægning derhjemme

Galvanisk galvanisering, fremstillet af ens egne hænder, begynder med valg af materialer. Elektrolytten kan være en opløsning af zinkchlorid og s altsyre i destilleret vand. Dette er den såkaldte loddesyre, som oftest bruges derhjemme. Håndværkere sylter zink i batterisvovlsyre og får elektrolytten ZnSO_{4, men denne proces er farlig, fordi eksplosiv brint og varme frigives under reaktionen. Der må i intet tilfælde være bundfald af uopløste s altkrystaller i elektrolytten.}

Ren zink kan købes i en kemikaliebutik eller et radiomarked, eller kan fås fra s altbatterier eller sikringer fra Sovjetunionen.

Galvaniskbadet kan være en glas- eller plastikbeholder. Stativ for anoden og katoden er installeret i den. Anoden er en zinkplade, hvortil der er forbundet et "plus" fra strømkilden. Jo større anoden er, jo mere ensartet vil belægningen være på katoden, det produkt, som den beskyttende belægning påføres på. Der kan være flere anoder, de kan placeres rundt om katoden i samme afstand, så dens overflade er dækket med zink jævnt og samtidigt fra alle sider. Strømkildens "minus" er forbundet til katoden.

Selv når galvaniseringen udføres derhjemme, omfatter teknologien nødvendigvis grundig rengøring og affedtning af delen samt aktivering i en syreopløsning.

Strømkilden er et bilbatteri med en laveffekt glødelampe eller en anden forbruger i kredsløbet, så strømmen i kredsløbet er lavere, eller en strømforsyning med en konstant udgangsspænding. Det vigtigste er, at der ikke må ske hurtig kogning af elektrolytten under galvaniseringsprocessen.

Faktisk forekommer galvanisering, når anoderne og katoden sænkes ned i elektrolytten, og det elektriske kredsløb er lukket. Jo længere tid processen tager, jo tykkere er zinklaget på produktet.

Ved hjælp af galvanisering bliver den beskyttende belægning på produkter præcis, ensartet og glat med en dekorativ effekt. Det bruges både i industrien og i hjemmet, på trods af at spildevandsrensning fra miljøfarligt affald er påkrævet.