Содержание
Гальваническое золочение – преимущества и технология
Задать вопрос
Хотите узнать подробности? — спросите нас!
Золочение гальваническим способом куполов и других элементов наружного и внутреннего убранства Православных Храмов — одна из основных услуг строительно-реставрационной компании «Искон», которая оказывается согласно проекту или по желанию заказчика.
Являясь эффективным методом придания изделиям или конструкциям уникальных технических и декоративных характеристик, гальваническое золочение (химическая металлизация) более высокотехнологично, чем сусальное и позволяет контролировать толщину наносимого слоя. Полностью отвечая современным требованиям, оно получило широкое распространение во многих сферах деятельности человека.
Золотое покрытие обладает:
- Высокой отражательной способностью и антистатическими свойствами, благодаря чему поверхность всегда остается блестящей и чистой;
- Устойчивостью к перепадам температур (пластичность золота исключает появление микротрещин при сильных морозах);
- Невосприимчивостью к агрессивным средам и коррозии.
Долговечность поверхности, для покрытия которой использовался гальванический метод золочения, зависит от толщины нанесенного слоя. Находящиеся в воздухе мелкие частицы создают абразивный эффект, в результате которого по теоретическим расчетам в год стирается 0,01 мкм золота. Следовательно, покрытия толщиной в 0,5 мкм хватит на 50 лет.
Техника гальванического золочения имеет и ещё один существенный плюс. При её применении процесс старения золоченой поверхности куполов происходит менее заметно, чем при сусальном покрытии. Особенно это заметно при сравнении верхних частей куполов, где зимой образуется снежная и ледяная корка.
При золочении изделий из нержавеющей стали не требуется применение никелевой подложки. В своей работе Строительно-реставрационная компания «Искон» использует технологию полусухой гальваники. Этот метод был изначально разработан как способ восстановления поврежденных поверхностей, а сейчас используется нашими специалистами для локального нанесения золотого покрытия на крупногабаритные изделия, не помещающихся в ванну. Золочение, как и остальные виды гальванического покрытия, — это поэтапный процесс, в который входит:
- Подготовка обрабатываемой поверхности (полирование, шлифовка, активация);
- Обезжиривание;
- Нанесение позолоты методом гальванохимии при помощи специального оборудования, которое имеется на нашей собственной производственно-химической лаборатории.
Мы используем технологию гальванического золочения при изготовлении и реставрации различных элементов внешнего и внутреннего декора, обеспечивая безупречное качество изделий.
Заказать услугу
Оформите заявку на сайте. Мы свяжемся с вами для уточнения деталей.
Гальваническое золочение
Гальваническое покрытие золотом используется в ювелирном производстве и во время изготовления печатных плат (ГОСТ 23770-79). Золочение наносится на медь и ее сплавы, никель, серебро. Введение в гальванические ванны кобальта, сурьмы, индия и некоторых других элементов позволяет изменять цветовые оттенки.
Виды декоративного золочения
По назначению гальваническое золочение делится на несколько типов:
1.Цветное. Толщина слоя ≤ 5 мкм, используется на галантерейных изделиях. В состав ванны включаются свободный цианид калия, дицианоаурат калия и один или несколько металлических элементов, влияющих на цвет золочения. Никель придает покрытию от белого до бледно-желтого оттенка, медь красноватый, серебро зеленоватый и т. д.
Примерные химические составы ванн для цветного покрытия
Ванна
1
2
3
4
5
KAu(CN)2
3
2
1,5
1,5
1,5
KCN
8
5
15
15
10
K2HPO4
15
15
15
20
15
K2Ni(CN)4
—
1
1
—
—
CuCN
—
3
—
—
2
AgCN
0,5
0,5
—
—
—
Цвет покрытия
Зеленый
Розовый
Белый
Золотой (натур.)
Красный
Ванны 1, 2 и 3 должны нагреваться до t°+60°С, осаждение золота продолжается ≈ 15 секунд. Чисто декоративное гальваническое золочение производится по упрощенной технологии растворами 4 и 5, длительность уменьшается до 10 сек. Схема протекания процесса гальванического покрытия указана на рисунке.
Процессы, протекающие в гальванической ванне
2. Твердое. Повышается износостойкость золочения, твердость золота увеличивается при добавлении в электролит 1–3% углекислого никеля. За счет этого гальваническое золото содержит примерно 1,7% никеля.
Обратите внимание
3. Осаждение низкокаратных сплавов золота. Процесс происходит в ванне №1. Низкокаратное гальваническое золото наносится на электрические платы или дешевый сортамент ювелирных изделий.
Первая ванна позволяет получать 18-ти каратное золотое покрытие зелено-желтого оттенка, а вторая 16-ти каратное розовое. Такие покрытия не имеют требуемой антикоррозионной устойчивости и в большинстве случаев на них наносится добавочный слой.
Для низкокаратных покрытий используются ванны таких составов
Ванна
1
2
KAu(CN)2
12
2.5
AgCN
2.5
0.04
KCN
100
15
K2CO3
20
—
CuCN
—
25
Cd(CN)2
—
0.2
Виды электролитовВ основном гальваническое покрытие золотом осуществляется в цианистых электролитах, они по большинству показателей отвечают требованиям по качеству.
Главным компонентом этих электролитов является анион золота, что исключает контактное вытеснение им меди или иных металлов. Осаждение золота на поверхности происходит во время восстановления драгоценного металла из цианауратного электролита. Цианистые электролиты в зависимости от конкретного химического состава разделяются на три группы:
Пути улучшения равномерности расположения золота на поверхности металловГальваника протекает под воздействием электрического тока, ионы движутся от анода к катоду и осаждаются на поверхности заготовок. На изделиях сложной формы толщина покрытия может быть неодинаковой, что оказывает негативное влияние на качество.
Одна из причин такого явления – сложная геометрическая форма катода. Расстояние между отельными плоскостями к аноду различная. Кроме того, процесс осаждения золота на таких деталях осложняется в результате действия поляризации – очень сложного явления электрохимического осаждения.
В связи с этим технология золочения несколько изменяется.
Влияние геометрии детали на распределение золота. 1. Покрытие, 2. Катод
Для улучшения качества используются дополнительные катоды и специальные экраны. Но главное внимание уделяется правильному их расположению на подвесках.
Несколько видов типичных подвесок
Размеры подвесок нужно соразмерять с параметрами ванны, длина выбирается с учетом глубины, а число в зависимости от количества одновременно загружаемых деталей. Верхние изделия должны погружаться в электролит не менее чем на 5 см, а нижние располагаться на таком же удалении от дна.
Остальные размеры подвесок подбираются с учетом длины штанг и расстояния между электродами. Расстояние между боковыми поверхностями подвешенных изделий должно быть максимально равномерным. Конкретный вид подвески должен соответствовать величине и форме изделий, покрываемых золотом.
С особой тщательностью изготавливается катодный крюк, он должен иметь максимально большую площадь электроконтакта с катодной штангой. При несоблюдении указанных условий возникают риски нарушения процесса позолоты со всеми вытекающими негативными последствиями.
Катодный крюк правильной формы
Контакты-держатели не должны касаться предназначенных к покрытию поверхностей и обеспечивать им равномерное распределение тока по всей площади. Теоретическое решение выбора положения следует подтверждать практическими пробами, в случае необходимости вносятся коррективы с целью выбора оптимального положения.
Подготовка изделий к покрытию золотомОт тщательности подготовки поверхностей к покрытию во многом зависят конечные характеристики позолоты. Гальваника требует не только чистых, но и протравленных поверхностей. Для достижения этих целей используется несколько стадий подготовки.
Химическая подготовкаНа поверхности изделий могут находиться смазки после механической обработки, грязь и оксиды после термической обработки. Покрытие золотом таких поверхностей не допускается. Подготовка начинается с обезжиривания. Для грубого обезжиривания применяется тетрахлорэтилен или мытье в специальных пластиковых ваннах щелочными растворами.
Важно
Второй метод более безопасен и имеет широкое распространение в промышленных масштабах. Все моющие растворы по степени щелочности делятся на четыре группы.
Примеры состава ванн для химической очистки поверхностей
Ванны
1
2
3
4
Сильно загрязненные стали
Менее загрязненные стали
Сплавы меди
Сплавы алюминия
NaOH
100-150
10-15
5-10
—
Na2CO3
40-50
30-40
20-30
30-50
Na2PO3
30-40
50-70
20-30
30-50
tраб,°С
3-5
3-5
—
3-5
обезж, мин.
60-80
60-80
55-60
60-70
Очистка
5-30
5-20
1-5
0,1-0,2
При необходимости после химической очистки применяется электрохимическая. Она может быть катодной и анодной. Метод требует постоянного тока большой силы, детали погружаются в универсальную ванну из едкого натра, тринатрийфосфата и карбоната натрия.
Травление – следующий этап очистки поверхностей перед покрытием золотом. Позволяет достигать максимальной активности поверхностей металлов, улучшать качество золочения, увеличивать степень адгезии покрытия. За счет травления удаляется окалина после термической обработки.
Если поверхности не имеют требуемой чистоты, то применяется декапирование, дотравливание, активирование. В промышленных условиях травление делается в дешевой серной кислоте, для ускорения процесса раствор нагревается до температуры +70–80°С.
Типичные растворы для травления
Ванны
1
2
3
4
H2CO4(конц.)
1003
1000
500
—
HNO3(конц.)
1000
1000
750
200
HCI(конц.)
5
5
2500
—
83%-ная H2PO4
—
—
—
550
CH3COOH
—
—
—
250
H2O
1000
—
—
—
C(актив.)
10
—
—
Электролитическая полировка используется редко и только в случаях крайней необходимости. Большинство ванн должно иметь в своем составе фосфорную кислоту, что заметно увеличивает стоимость подготовки изделий к гальваническому покрытию.
Ванны, применяемые для покрытия деталей золотом, должны отвечать требованиям государственных стандартов.
Наша компания выпускает продукцию с учетом существующих нормативных требований и технических заданий потребителей.
Толщина покрытия и масса золотаОдин из главных показателей, на который обращают внимание во время обработки деталей. Примерный расход драгоценного металла на единицу площади можно узнать из таблицы.
Зависимость массы золота от толщины покрытия
Дешевые изделия покрываются слоем блестящего никеля, на который наносится золотое покрытие толщиной ≈ 0,1 мкм.
Во время оценки стойкости золочения следует принимать во внимание потери, вызываемые его оседанием на крепящих детали элементах. Для того чтобы снизить эти потери, поверхности таких приспособлений периодически следует очищать и возвращать золото.
Снятие покрытий из золотаУдаление позолоты из поверхностей технических элементов химическим методом затрудняется малой активностью золота.
Если золочение гальваническим способом выполняется в щелочных, кислотных или нейтральных электролитах, то снятие возможно только в 10% растворе NaCN с добавлением 100 см3/л пергидроля. Во время снятия покрытий выделяется большое количество энергии, для ее отвода ванну необходимо постоянно охлаждать.
Совет
По химическим показателям раствор считается неустойчивым и пригоден только для разового пользования.
Для удаления золота гальваническим методом применяется концентрированная серная кислота, нагретая до температуры +35°С. Покрытие удаляется анодным методом, показатели напряжение 4 В, для катодов используются свинцовые пластины. Если раствор состоит из цианида натрия (90 г/л) и едкого натра (15 г/л), то катоды стальные, напряжение 6 В.
Утилизация остатков золота из грязных или истощенных ванн
Гальванический способ позолоты может оптимально протекать лишь только в случаях чистого электролита и достаточной концентрации в нем атомов золота.
Для очистки ванн в них погружаются две пластины из легированной коррозионностойкой стали, площадь поверхности пластин примерно 0,5 дм2 на каждый литр электролита.
Через пластины пропускается ток плотностью 0,2 А/дм2, при этом электролит постоянно перемешивается механическим или ручным методом. Температура раствора ≈ +40°С.
На катодной пластине оседают остатки золота, в зависимости от размеров ванных время очистки может составлять несколько десятков часов. По истечении указанного срока пластины вынимаются, промываются и просушиваются. Технология предусматривает механическое удаление с поверхности осажденного золота.
Запрещается оставлять обесточенные катодные металлические пластины в растворе, это становится причиной повторного растворения драгоценного металла.
Если перерыв подачи тока технологически неизбежен, то на время отключения пластины должны выниматься, при появлении возможности подачи тока они повторно опускаются в ванну с раствором.
Полученное таким образом золото в дальнейшем используется во время приготовления новой ванны электролита. Если на золоте имеются загрязнения, то использовать вторичное сырье в чистом виде не рекомендуется, его можно лишь добавлять незначительными порциями в новый раствор, приготовленный из первичных ингредиентов.
Обратите внимание
Преимущества электрохимического покрытия поверхностейТехнология постоянно развивалась с усовершенствованием гальванотехники, улучшалось качество, понижался расход и увеличивалась рентабельность производства. Единственный недостаток – материалы должны быть токопроводящими.
Если покрытие сусальным золотом можно делать любых поверхностей, в том числе и деревянных, то возможности электрохимического ограничены.
Особенности продукции компании
Мы изготавливаем пластиковые ванны следующего назначения:
- для промывки заготовок в холодной или горячей воде с автоматическим подогревом до указанных оператором температур;
- для химических и электрохимических процессов золочения;
- для обезжиривания электрохимическим и химическим методами.
Все изделия рассчитаны на возможность монтажа дополнительного технологического оборудования.
Гальваника и гальваническое покрытие: оборудование, виды, назначение
Гальваника как технология обработки металлических изделий представляет собой электрохимический процесс, участниками которого являются обрабатываемая деталь, электролит, два электрода и электрический ток.
Электролит – это токопроводящее жидкое вещество, из которого в результате прохождения через него электрического тока выделяются молекулы металла, оседающие на поверхности обрабатываемого изделия и образующие на ней тонкую пленку.
Гальванические покрытия, чем они и примечательны, формируются не простым нанесением слоя металла на обрабатываемую поверхность, а в результате проникновения его молекул в поверхностный слой детали.
Гальваника является надежным способом получения защитного или декоративного покрытия на металлических изделиях
В чем заключается суть гальванического процесса
Чтобы разобраться в том, что такое гальваника, важно понять сущность такого электрохимического процесса. Гальваническая обработка изделия, в процессе которой на его поверхности формируется тонкий металлический слой, может быть разбита на несколько основных этапов:
- приготовление электролитического раствора, состав которого подбирается в каждом конкретном случае;
- погружение в электролитический раствор двух анодов, подключаемых к плюсовому контакту источника постоянного тока;
- погружение в раствор для гальванизации обрабатываемого изделия, расположение его между анодами и подключение к минусовому контакту источника электрического тока (таким образом, обрабатываемое изделие будет выступать в роли катода);
- замыкание сформированной электрической цепи.
Схема гальванической ванны
Гальванические процессы, начинающие протекать в такой электрической цепи, заключаются в том, что положительно заряженные частицы наносимого металла, содержащиеся в растворе электролита, под воздействием электрического тока начинают стремиться к отрицательно заряженному катоду-изделию, оседая на его поверхности и формируя на ней тонкую металлическую пленку.
Цели выполнения
Наносить гальванические покрытия на поверхность металла можно с различными целями. Например, чтобы выполнить гальваническое хромирование, обрабатываемую поверхность надо покрыть слоем никеля.
В основном же гальванические покрытия наносятся для того, чтобы улучшить защитные свойства и декоративные характеристики изделий. Используется гальваника и для создания точных копий деталей, отличающихся даже очень высокой сложностью рельефа.
В таких случаях данный процесс называют гальванопластикой.
Широко распространен метод цинкования черных металлов с помощью гальваники. Он позволяет сформировать на их поверхности слой цинка, отличающийся исключительно высокой устойчивостью к коррозии.
Важно
Металлические изделия, обработанные по данной технологии, могут очень длительное время эксплуатироваться в условиях повышенной влажности, находиться в постоянном контакте с пресной и соленой водой, не утрачивая при этом своих изначальных характеристик.
При помощи цинкования, в частности, обрабатывают трубопрокатную продукцию, различные емкости, элементы кровельных, строительных и опорных конструкций. За счет цинкования металл получает не только барьерную, но и электрохимическую защиту.
Оцинковка кузова автомобиля в гальванической ванне
Если при помощи цинкования повышают только коррозионную устойчивость металла, то гальваническое покрытие хромом позволяет не только решить эту важную задачу, но и сделать поверхность обрабатываемой детали более твердой и износоустойчивой, а также повысить ее декоративную привлекательность. Этим же целям служат гальванические покрытия из никеля.
Ювелирное дело – еще одна сфера, где гальванике отведена особая роль. Гальванирование в данном случае применяется для того, чтобы улучшить декоративные характеристики обрабатываемых изделий.
Гальванический процесс используется для нанесения на ювелирное изделие слоя золота или серебра, реставрации поверхности, утратившей свою привлекательность с течением времени.
Примечательно, что золочению с помощью гальваники подвергают даже изделия из золота, что позволяет почти в два раза увеличить твердость их поверхностного слоя. Кроме того, такая пленка, нанесенная на золотое изделие, как будто подсвечивает его, делает ярче и красивее.
Оборудование и материалы
Нанесение гальванических покрытий на различные металлы требует использования соответствующего оборудования и расходных материалов.
Для хромирования, цинкования, а также для покрытия обрабатываемых деталей другими металлами используется однотипное гальваническое оборудование.
Совет
Различия при выполнении таких процессов будут заключаться только в составе используемого электролита, его температуре и других режимах выполнения обработки.
Обработка металла методом гальваники выполняется с использованием такого оборудования, как:
- гальванические ванны, в которые заливается электролитический раствор, помещаются аноды и обрабатываемое изделие;
- источник постоянного тока, оснащенный регулятором выходного напряжения;
- нагревательное устройство, при помощи которого электролитический раствор доводят до требуемой рабочей температуры.
Гальваническая ванна с механизмом покачивания
Для выполнения гальваники также необходимы анодные пластины, которые могут быть изготовлены из различных металлов. Назначение таких пластин состоит не только в подаче электрического тока в электролит, а также в равномерном распределении тока по поверхности обрабатываемого изделия, но и в том, чтобы восполнять убыль наносимого на деталь металла, активно расходуемого из состава электролита.
Различные виды гальванических покрытий наносятся с использованием электролитических растворов с разным химическим составом.
Для приготовления таких растворов применяются опасные химические вещества, поэтому храниться они должны в герметичных стеклянных емкостях с притертыми крышками.
Все химические реагенты, из которых готовится электролитический раствор для гальваники, должны отмеряться в точных количествах, поэтому для выполнения такой процедуры необходимо использовать электронные весы.
Ручная линия гальванопластики драгоценных металлов
Любая линия для выполнения гальваники металлов или простейшее гальваническое оборудование должны устанавливаться в помещениях, оснащенных эффективной вентиляционной системой. Необходимо также очень ответственно отнестись к личной безопасности специалиста, обслуживающего оборудование для гальваники.
Все работы, связанные с гальваникой, надо выполнять в респираторе и защитных очках, в плотных резиновых перчатках, клеенчатом фартуке и обуви, способной защитить кожу ног от ожогов.
Если этот процесс выполняется в домашних условиях, при этом вы еще в полной мере не знаете, что такое гальванизация, то следует заранее внимательно изучить специальную литературу или посмотреть обучающее видео на эту тему.
Краткая история развития и преимущества гальваники
Датой разработки метода гальванического осаждения (вернее, одной из его разновидностей – гальванопластики) считается 1838-й год, когда его изобрел известный ученый Борис Якоби.
После разработки данной технологии ученый начал активно внедрять ее в различные производственные процессы, благодаря чему ее и стали использовать монетные дворы и предприятия, занимающиеся производством типографского оборудования, а также специалисты художественных ремесел.
В средние века гальваническая ванна использовалась для съемки копий медалей, которые опускались в раствор в качестве катода (m)
Обратите внимание
Свое название гальваника получила не в честь изобретателя данной технологии – Бориса Якоби, а в честь итальянского ученого Луиджи Гальвани, который начал применять метод электрохимической обработки изделий практически одновременно с Якоби.
К наиболее значимым преимуществам покрытия изделий слоем металла при помощи гальваники можно отнести следующие.
- Гальванические покрытия могут без проблем наноситься на детали, отличающиеся даже очень сложной конфигурацией.
- Формируемое при помощи данной технологии покрытие отличается высокой плотностью и равномерностью толщины.
- Покрытие, нанесенное методом гальваники, характеризуется отличной адгезией с обработанной поверхностью.
- Защитные и декоративные характеристики выполненных с помощью гальваники покрытий, если они сформированы в строгом соответствии с технологическими требованиями, находятся на самом высоком уровне.
- Толщину наносимого с помощью гальваники слоя металла можно легко регулировать.
Немаловажным является то, что технология гальваники уже хорошо отработана и не отличается высокой сложностью, а ее практическая реализация не требует значительных финансовых вложений.
Технология гальванопластики настолько доступна, что позволяет самостоятельно создавать установки, вполне конкурирующие с заводскими моделями
С термином «гальваника» можно столкнуться не только в различных отраслях промышленности и ювелирном деле, но и в косметологии.
Процесс, который подразумевается под таким названием косметологической процедуры, сложно назвать гальваникой в полном смысле слова, тем не менее термин прижился, и гальваническая чистка кожи лица пользуется большой популярностью в наше время.
При выполнении такой чистки на кожу воздействуют токами малой мощности, благодаря чему жиры, скопившиеся в ее глубинных слоях, разжижаются и легко выходят через поры.
В заключение небольшое видео о том, как в домашних условиях покрыть металлические детали медью с помощью гальваники.
Гальваника и гальваническое покрытие: оборудование, методы, процесс
Содержание статьи:
Гальванический метод обработки металлических поверхностей активно применяют сегодня в различных отраслях производства. Таким способом можно наносить на детали и целые изделия тончайший слой декоративного или защитного покрытия. Подобные технологии активно применяются научно-производственным предприятием «6 микрон» в Москве.
Гальваника – раздел электрохимии, который изучает процессы осаждения металлов на определенной поверхности. Так проводят золочение, серебрение родирование металлов для придания им красоты, долговечности, износостойкости и других необходимых изделию свойств.
Чтобы понять преимущества этого метода, необходимо ознакомиться с технологическими особенностями применения гальванических ванн, спецификой подбора электролитов для каждого типа поверхности, расчетом толщины осаждаемого металла.
Назначение гальванического метода
Процесс гальваники проводят в специальных ваннах. Туда заливается электролит, содержащий соли того металла, который осаждается на поверхности обрабатываемой детали. По сравнению с прочими методами, гальваническое нанесение имеет преимущества.
При применении, например, пульверизатора или иных приспособлений для распыления (очень многие организации выдают такой способ металлизации за гальванику) невозможно добиться идеально ровного покрытия, качественной адгезии и получить на поверхности свойства металла.
Важно
Обычно путем распыления наносят непроводящий полимерный слой, проще говоря, краску, либо тонкий серебряный слой (реакция серебряного зеркала см. школьную программу) а сверху прозрачный или калорированный лак.
Гальваника же позволяет получать равномерное, плотное, хорошо адгезированное покрытие, обладающее всеми свойствами осажденного металла.
Суть технологического процесса
Метод гальваники достаточно прост:
Технология гальваники несложная, но требует наличия специального оборудования, достаточной квалификации исполнителей.
Гальванический метод
Гальванический метод нанесения покрытий применяется в следующих отраслях деятельности:
- Обработка изделий от коррозии;
- Покрытие деталей и узлов сложных станков, оборудования;
- Обработка бижутерии и ювелирных украшений;
- Обеспечение паяемости и смачиваемости поверхности деталей;
- Придание антиокислительных и декоративных свойств поверхности (в основном, драгоценные покрытия).
Если в сфере машиностроения, автомобилестроения, производства металлоконструкций требуются большие промышленные гальванические ванны, то при производстве и обработке ювелирных украшений и контактных групп используют компактное оборудование.
Компания «6 микрон» располагает всеми видами ванн. Ее специалисты индивидуально разрабатывают состав электролита для каждого конкретного заказа. Под каждое изделие технология гальванической обработки подбирается индивидуально. Ожидаемый результат гарантирован, благодаря внушительному опыту и профессионализму исполнителей.
Самостоятельные работы
Категорически запрещено пытаться собрать гальваническую ванну у себя дома самостоятельно, запустить систему.
Малейшие ошибки в подборе электролита, выборе оптимального напряжения сети приведут к негативным последствиям. Кроме того, это небезопасно.
Обратитесь к экспертам электрохимических технологий, которые качественно выполнят работы или обучат клиентов работе со сложным оборудованием.
Услуги обучения гальванике тоже предоставляются научно-производственным предприятием «6 микрон». После прохождения курса вы получите полное представление о технологии гальваники и ее практическом применении, а также поддержу технолога по всем интересующим вопросам по оборудованию или по покрытию.
Предварительный осмотр детали
Перед началом работ эксперт проведет предварительное обследование, оценивая размер, форму, геометрию изделия, наличие декоративных элементов, гравировки, рельефных деталей. Состав металла тоже важен. Всю эту информацию фиксируют в листе заказа или проговаривают в устной форме.
На основе полученных сведений подбирается состав электролита. С заказчиком заранее оговаривается точная толщина гальванического слоя. Чем толще будет покрытие, тем дольше оно прослужит, тем значительнее расходы на обработку и, следовательно, выше цена работы.
При необходимости металл дополнительно обезжиривается и чистится. Полировка возможна только в небольшом объеме и только на простых деталях.
Совет
Если необходимо получить зеркальное покрытие на изделии, нужно предварительно его отполировать у ювелира или самостоятельно. Только таким способом можно получить идеально ровное гальваническое покрытие.
Целостность изделия при нанесении покрытия не нарушается. Если деталь сложная, то обязательно требуется разборка на отдельные детали до нанесения покрытия.
Подготовка электролита для гальваники
Состав электролита подбирают индивидуально. Эксперты учитывают следующие особенности:
- тип формируемого покрытия;
- его толщина;
- материал обрабатываемого изделия.
Компания «6 микрон» выпускает типовые составы расходных материалов, реализует их клиентам. При реализации сложных проектов электролит создается с учетом индивидуальных характеристик обрабатываемого изделия. Проводятся многочисленные тестирования, предварительные пробные работы для достижения оптимального результата.
Эти процессы отнимают определенное время, но сроки выполнения заказа всегда определены заранее. Представители компании не выходят за установленные временные рамки.
Присоединение электродов
К ванне и изделию подсоединяют электроды для запуска электрического тока. Положительная клемма подключена к анодам, а обрабатываемая деталь – к отрицательной клемме.
После запуска системы через электролит проходит электрический ток, поэтому катионы металла налипают на поверхность отрицательно заряженного изделия. Металл, который содержится в электролите, ровным однородным слоем оседает на детали.
Два анода применяют, чтобы обработать поверхность с обеих сторон одновременно.
Гальванический процесс
Система запускается через источник постоянного тока с регулировкой уровня входящего напряжения или тока. Чем дольше длится воздействие электрического тока на электролит и изделие, тем толще становится слой защитного покрытия. Иногда деталь обрабатывают несколько раз, в зависимости от конкретной технологии и конечной задачи от клиента.
Важна температура электролита. Иногда используется дополнительное нагревательное устройство, которое погружается в гальваническую ванну или находится вне ее.
Строгие требования предъявляют к помещению, где проходит обработка. Обязательное условие – эффективная вентиляция, проточная вода и пожарная безопасность. Работы проходят в лабораториях компании «6 микрон», которые специально оборудованы для выполнения таких заданий.
Здесь созданы оптимальные микроклиматические условия, поддерживается требуемая температура и влажность воздуха. Эксперты работают в специальных защитных костюмах. Технология гальванического покрытия досконально изучена представителями научно-производственного предприятия.
Оценка результата
По завершении обработки эксперты оценивают итоговый результат. Если работы по гальванике проводят профессионалы, сомневаться в высоком качестве покрытия не стоит. С использованием точных инструментов оценивается толщина нанесенного слоя металла, равномерность покрытия, прочие критерии.
С ООО «6 микрон» сотрудничают напрямую ювелирные заводы, оборонные предприятия, крупные изготовители украшений, бижутерии, частные заказчики. Здесь выполнят оптовые и частные заказы по гальванике в строго оговоренные сроки.
Компания постоянно проводит научные изысканий, совершенствуя методику нанесения защитных покрытий на металлические изделия. Чтобы оформить заказ, получите развернутую консультацию от технолога, узнайте стоимость работ, заключите договор с исполнителем.
Гальванические технологии
Изделие, погружаемое в гальваническую ванну, выступает в роли негатива, то есть покрытие растет не на рабочей стороне изделия а на задней, обратной стороне. На форму из непроводящего материалы осаждается слой металла, чаще всего это медь.
Толщина меди может достигать 2 мм, обычно такого запаса по прочности не требуется и в среднем, в гальванопластике растят покрытия до 1 мм. После отделения матрицы от созданного слоя получают его точную копию.
Таким способом создают точные копии окладов, медали, панно, декоративные элементы.
Компания «6 микрон» предлагает расходные материалы для гальванопластических работ в достаточном ассортименте, а также мы проводим обучающие курсы по гальванике.
Мы разрабатываем подходящие составы для выполнения конкретного заказа. Сотрудничество с научно-производственным предприятием подарит немало бонусов заказчикам.
Воспользуйтесь многочисленными услугами компании, чтобы наладить собственное производство или привести в порядок старую, но любимую вещь.
Подробности Вы можете узнать по ссылке: http://6mkm.ru/deyatelnost/obuchenie-komplekti-dlya-prodazhi/
Гальваническое золочение
Как известно всем нам, что еще с древних времен золото выделялось из ряда других, уже освоенных металлов и разнообразных металлических сплавов, своей инертностью по отношению к окружающим условиям. Не говоря о других характеристиках, которые легко рассмотреть при непосредственном обращении с этим чудо – металлом.
Такие, как ковкость, и радующий взгляд, внешний вид, любой золотой или позолоченной вещи. Поэтому повсеместное и повседневное использование этого драгоценного металла прослеживается уже на протяжении многих веков. Век нынешний, пропитанный неугомонным прогрессом, тоже не является исключением.
Тем более что современный мир, даже и при желании, представить себе без золотых изделий будет практически невозможно. А так как количество сфер, где применяется этот металл в наши дни просто огромное, следовательно, разнообразие самих изделий так же практически невообразимое.
Обратите внимание
Но не все, что хотелось бы нам сделать из золота, сделано из других металлов, и лишь покрыто минимальным слоем этого, великолепного во всех отношении, металла. Это объясняется простой его нехваткой, и редкостью относительно встречаемости в естественной среде нашей планете.
Поэтому, уже не одно тысячелетие, люди используют различные методы золочения других материалов, таких как металл, фарфор, стекло, цветные фотографии и прочее. Все это возможно благодаря так называемому гальваническому золочению, в многочисленных его проявлениях и разноприродности способов использования.
Современной науке известно около двух десятков таковых. Высокая химическая пассивность и прекрасный внешний вид любого позолоченного изделия удовлетворяет потребность в золоте ювелирное дело, часовую промышленность, производство точных приборов, производство разновесов, обслуживающих аналитические весы и лабораторные приборы.
Различие цвета, при гальваническом покрытии, обеспечивается и зависит от соотношения с другими металлами в золочении с использованием различных электролитов. При этом поверхность, на которую наносится золочение гальваническим способом, перед покрытием всегда должна быть подготовлена, и имеет соответствующую, допустимую шероховатость.
Иначе желаемых характеристик, позолоченных изделий, просто не добиться.Использованием способа гальванического золочения может похвастаться и электротехническая промышленность, и современная оптика, и точная механика. Многие элементы всевозможных декораций и ювелирных работ, так же исполнены благодаря этому методу.
Специфика гальванического золочения практически во всех случаях требует индивидуальную подготовку изделия или отдельно детали, перед нанесением покрытия. Это возможно лишь благодаря различным приспособлениям и оборудованию, а так же ваннам, которым предается необходимая форма, в зависимости от параметров самих изделий.
При этом гальваническое золочение требует применения чистого золота, рафинированного, проба которого должна быть не ниже 999. Гальваническое золочение в домашних условиях больших поверхностей, которые имеют крупные детали, а так же детали сложной конфигурации и те у которых большая масса, находятся только в стадии разработки, и поэтому редко применяются.
Окраску стекла и фарфора, при гальваническом золочении обеспечивают Кристаллогидраты и тетрацианоаурат, и придают им светло – желтый и золотистый цвета, соответственно.
Цианистый водород, толуол, бензол, ксилол, цианиды, рода – ниды, светильный газ, щавелевая кислота – это не полный перечень тех веществ в производстве и выбросе которых чаще всего содержится тетрацианоаурат.
Важно
Роспись же на фарфоре и стекле осуществляется благодаря так называемой золотой соли, которая также используется при цветной печати фотографии, служит гальваническому золочению, и в свою очередь получается из водных растворов тетрахлороаурата натрия.
Способность цианида калия и натрия растворять золото благодаря присутствию кислорода в воздухе, так же используется современной наукой при гальваническом золочение, тем самым обеспечивая возможность осуществления органического синтеза.
Спектр применения гальванического золочения в современной действительности, пропорционален развитию современной науке и технике, и является неотъемлемой частью всего технологического прогресса в целом. Поэтому количество изделий, произведенных с помощью этого способа нанесения золота, неуклонно растет, и результаты этого роста уже давно стали для нас простой обыденностью. Однако участие гальванического золочения в прогрессе сложно переоценить.
Гальваническое покрытие сплавами золота
Сплавы на основе золота по своему разнообразию занимают первое место среди различных электроосаждаемых сплавов.
Как правило, легирующий компонент входит в состав золотого покрытия в незначительных количествах, от десятых долей до 1—2%; в тех случаях, когда легирующий компонент входит в значительных количествах, покрытие существенно меняет свойства золота.
Цели, преследуемые заменой покрытий из чистого золота на сплавы золота, сводятся к сообщению покрытию того или иного оттенка. Для этой цели в электролит вводят цианистые соли меди, никеля, серебра, кадмия, цинка и др.
В нашей стране изделия широкого потребления покрывают золотом красного оттенка, в то время как в США, Канаде, Голландии и других странах предпочитают покрытия лимонно-желтого или латунного цвета. Часто легируют золото компонентами, которые сообщают покрытию повышенную твердость и износостойкость.
В полупроводниковой промышленности при золочении в электролит вводят небольшое количество сурьмяной соли, которая сообщает покрываемым деталям необходимые физические свойства при изготовлении транзисторов n-типа, повышает поверхностную твердость и позволяет получать блестящие или полублестящие покрытия, а для транзисторов p-типа вводят соли индия или галлия.
Часто наносят покрытия из сплава золото — серебро. Для получения твердых покрытий золото легируют никелем или кобальтом.
Сплав золото — медь. Сплав золото — медь в нашей стране используют для покрытия деталей ручных часов.
Как известно, из цианистых электролитов медь выделяется с большей поляризацией, чем золото, причем решающую роль играет концентрация свободного цианида: чем больше концентрация свободного цианида в электролите, тем меньше процентное содержание меди в осаждаемом сплаве.
Совет
Так как концентрация свободного цианида вдоль катодной поверхности не сохраняется постоянной, то и состав электроосаждаемого сплава по поверхности неравномерен. Из близких к нейтральным электролитов можно получить покрытие медь —золото толщиной 20 мкм. Ниже приводится состав электролита (г/л) и режим, применяемые для золочения часовых корпусов:
Золото металлическое (в виде дицианоаурата калия) …………… 3—4 Медь металлическая (в виде цианистого комплекса) ……………. 6—9 Калий цианистый, свободный ……. 0,5—1 Сернокислый натрий………………..10 рН…………….. 6,8—7,2 Температура, °С……………………70 Скорость вращения подвески, об/мин …. 12—20
Аноды……………. Нержавеющая сталь
Для получения покрытия золото — медь с содержанием 80—85% золота рекомендуется поддерживать плотность тока 0,075—0,25 А/дм2.
По сравнению со сплавом золото — медь, полученным металлургическим способом, электроосажденный сплав такого же среднего состава химически менее стоек, так как наряду с твердым раствором медь — золото в отдельных местах катодной поверхности (бедных цианидом) выделяется легко окисляющая медь.
Сплав золото — серебро. Золото и серебро в отдельности и совместно выделяются на катоде из цианистых комплексных электролитов. Хотя стандартный потенциал золота положительнее потенциала серебра, катодная поляризация серебра значительно меньше катодной поляризации золота, в результате чего серебро выделяется на катоде предпочтительно перед золотом.
Так, например, при содержании в электролите 0,07 г-экв/л серебра и 0,04 г-экв/л золота, а цианистого калия (свободного) в обоих случаях 0,5 г-экв/л при плотности тока 0,2 А/дм2 потенциал выделения серебра примерно на 400 мВ менее отрицателен, чем потенциал выделения золота.
На этом основании можно регулировать состав покрытия относительной концентрацией солей осаждающихся металлов (серебра и золота) в электролите и режимов электролиза. С повышением плотности тока увеличивается процентное содержание золота в покрытии, а содержание серебра и выход сплава по току соответственно уменьшаются.
С повышением температуры и интенсивности перемешивания электролита содержание серебра в сплаве увеличивается. Качественное покрытие с примерным содержанием 10% серебра и 90% золота можно получить из электролита состава (г-экв/л):
Золото в виде дицианоаурата…………..0,04 Серебро в виде цианистого комплекса . . . 0,003—0,006 Цианистый калий, свободный при следующем режиме электролиза….0,4—0,5
Плотность тока. А/дм2………………0,8—1
Температура, °С……………………25—30
Число движений катодной штанги в минуту … 200
Обратите внимание
Покрытие состава 10% Ag и 90% Au имеет микротвердость 174 кгс/мм2, что превышает твердость золота и серебра в отдельности примерно в 2 раза. Химическая стойкость такого покрытия не отличается от химической стойкости чистого золота.
Осажденное на медь покрытие хорошо сцеплено при толщине до 50 мкм; по железу Армко, по стали, по ковару и ряде других металлов и сплавов покрытие золото — серебро не сцепляется прочно даже при толщине 5 — 10 мкм; нанесение тонкого подслоя меди (1 мкм) обеспечивает прочное сцепление в слоях значительной толщины.
Осажденный при повышенной температуре сплав примерного состава 10% серебра и 90% золота имеет зеленый оттенок, зеркальный блеск, но неудовлетворительное сцепление с основой; блестящие, хорошо сцепленные покрытия такого состава получаются при комнатной или слегка повышенной температуре (25—30°С).
Электроосаждение золота под цвет платины. Рассмотренные нами электроосажденные сплавы, как и другие не рассмотренные нами, сохраняют цвет золота, меняется лишь оттенок.
Главный эффект, который достигается при введении в электролит золочения никелевой соли (в виде цианистого комплекса) заключается в повышении твердости и износоустойчивости покрытия в результате соосаждения с золотом 1—2% никеля, но цвет покрытий при этом сохраняется желтым.
Для сообщения золотым покрытиям белого цвета содержание никеля в сплаве должно быть значительно большим, порядка 8—10%- Это достигается регулированием температурного и электрического режимов.
Так, при комнатной температуре и напряжении поляризующего тока 10 В, кристаллизуются осадки белого цвета, содержащие 15% Ni, в то время как при температуре 70° С осадки такого состава получаются при напряжении 4—5 В.
При содержании в осадках Au—Ni 17% никеля твердость покрытий равна 250 кгс/мм2. Процесс электроосаждения подобного сплава сопровождается обильным выделением водорода, выход металла по току снижается до 1%. По-видимому, введение в цианистый электролит золочения тетрацианида никеля способствует поляризации молекул воды центральным атомом комплекса и ослаблению связей кислорода и водорода.
В щелочных цианистых электролитах катодные потенциалы золота и никеля существенно различаются. С уменьшением содержания свободного цианида в электролите значения рН можно довести до 5,5—7 и существенно уменьшить разницу потенциалов соосаждающихся металлов.
Важно
В этом интервале значений рН выделение водорода на катоде происходит не из молекул воды, а в результате разряда ионов гидроксония.
Катодная поляризация при этом уменьшается, выход по току повышается по сравнению с щелочными электролитами и на катоде осаждаются богатые никелем сплавы.
Для доведения рН электролита до заданных значений, а также для буферирования электролита в него вводят 20—30 г/л кислого фосфата калия. Содержание никеля в покрытии, а следовательно, и его цвет зависят от соотношения концентрации золота и никеля, применяемой плотности тока и температуры.
Так, при отношении золота к никелю в электролите, равном 6:1, температуре 23° С и напряжении поляризующего тока, равном 4 В, содержание никеля в покрытии равно 2%, а при напряжении 8 В содержание никеля в покрытии несколько больше 5%.
При таком же отношении золота к никелю в электролите и электрическом режиме, но при температуре 60° С содержание никеля в покрытии повышается для напряжения 4 В до 5%, а для 8 В до 10%.
При значительном изменении отношения золота к никелю в растворе (1,5:3) при температуре 60°С содержание никеля в покрытии при напряжении поляризующего тока 4 В равно 10%, а при напряжении 8 В превышает 20%.
Твердость золотоникелевых покрытий значительно выше чистых золотых и возрастает по мере увеличения содержания никеля в покрытии до 80%; при дальнейшем увеличении содержания никеля покрытия становятся рыхлыми.
При 20% Ni твердость покрытий равна 250 кгс/мм2, а износостойкость по отношению к износостойкости чистого золота составляет 182%. Покрытия на основе золота белого цвета за рубежом часто применяют для различного рода ювелирных изделий.
Совет
Помимо этого, благодаря высокой твердости, износостойкости и коррозионной стойкости такие покрытия могут быть использованы для различных технических целей.
Сплав золото — сурьма. В производстве полупроводниковых приборов соосаждают сплавы золота с элементами III и V групп Периодической системы Д. И. Менделеева.
К щелочно-цианистому электролиту золочения (рН = 11-Г-11,5) добавляют 7—15 мг/л сурьмы в виде сурьмяновиннокислого калия. Покрытие при этом содержит 0,2—0,5% Sb.
Повышенное содержание сурьмы приводит к образованию хрупкого тройного сплава золото — сурьма — германий. Золотые сплавы с содержанием 4—25% Sb были рекомендованы для скользящих контактов.
Сплавы золота с элементами III группы (акцепторами) могут быть получены путем введения в электролит золочения индия в виде цианистого комплекса или галлия в виде соответствующей соли.
Сплав золото — сурьма может быть осажден также из кислых, например цитратно-цианистых электролитов золочения. Окись сурьмы Sb2O3 растворяют в лимонной кислоте и вводят в электролит золочения.
Установлено, что сплав золото — сурьма благодаря высокому перенапряжению водорода на сурьме, выделяется при комнатной температуре без видимого выделения водорода при такой плотности тока, при которой выделение одного золота сопровождается обильным выделением водорода и покрытия получаются с дефектами — питтингом, полосатостью.
Золотосурьмяное покрытие отличается повышенной износостойкостью и при определенной толщине получается блестящим или полублестящим. Благодаря этим качествам сурьму вводят в электролит золочения очковых оправ. Состав электролита (г/л) и режим электролиза приведены ниже:
Золото (в виде дицианоаурата) .
4,5—6,5 Сурьма (в виде калия сурьмяновиннокислого) …………….0,25—0,45 Цианистый калий…………..10—15 Углекислый калий…………15 Температура электролита, °С . . 25—30
Катодная плотность тока, А/дм2: при механическом перемешивании . ……………0,25—0,3
без перемешивания . .
1,15—0,18 Обратите внимание
Покрытие подвергается последующему нагреву при температуре 180—200° С в течение 10—15 мин.
