Kā galvanizācija tiek pielietota darbā un mājās

Katra kompetenta elektriķa darbībā ir brīži, kas prasa precīzu elektrolīzes laikā notiekošo parādību analīzi. Daudzos gadījumos pilnīgai procesa automatizācijai ir nepieciešama līdzstrāvas barošanas avotu precizēšana darbības režīmā ar dažādiem laika parametriem.

Vēsturiska atsauce

Pirmo reizi pamatlikumus, kas apraksta līdzstrāvas ietekmi uz elektrolītos izšķīdušo vielu uzvedību, noteica angļu zinātnieks Maikls Faradejs.

Elektrolīzes šūnā notiek fizikāli ķīmiskie elektrolīzes procesi.

Ražots elektrolīta tvertnē. Korpusa iekšpusē ir divi elektrodi, kuriem no kontrolēta nemainīga sprieguma avota tiek uzlikti pozitīvi un negatīvi lādiņi. Strāvas stiprumu, kas plūst caur kopējo ķēdi, regulē lielums un operators kontrolē, izmantojot skaitītājus. Automatizētās elektriskās šūnas darbojas elektronikas uzraudzībā.

Elektrodu, kuram tiek pielikts pozitīvais lādiņš, sauc par "anodu", bet negatīvo - par "katodu". Elektrolītā strāvas iedarbībā veidojas joni ar pretēju zīmju lādiņiem:

1. katjoni;

2. anjoni.

Pozitīvi lādētus jonus sauc par "katjoniem", jo tie virzās uz katodu. Anjoni ir negatīvi lādēti joni, kas tiek piesaistīti anodam.

Tehnoloģijas, kas rodas elektrolīzes laikā, ir divu zinātņu krustcelēs:

1. ķīmija;

2. elektrotehnika.

Līdz ar to vēsturiski ir izveidojusies prakse, ka ar galvanizāciju nodarbojas īpaša elektroķīmijas nozare, kas pēta gan elektroķīmiskās, gan fizikālās parādības, kas rodas metāla katjonu nogulsnēšanās laikā uz jebkura veida anodiem. Tas tiek darīts, lai izvēlētos optimālos tehnoloģiskos apstākļus, izstrādātu īpašus apstrādes paņēmienus un metodes, izvēlētos iekārtu nominālos režīmus noteiktu metālu nogulsnēšanas laikā uz dažādām bāzēm.

Praksē galvaniskais pārklājums jau sen ir sadalīts divos atsevišķos, neatkarīgos virzienos:

1. elektroformēšana;

2. Cinkošana.

Šīs metodes darbojas ar aptuveni vienādām tehnoloģijām, taču atšķiras no pamatnes materiāliem, uz kuriem tiek uzklāts galvaniskais pārklājums.

Elektrotips

Tas ir veids, kā izveidot nemetāliskas daļas apjoma attēla seklu kopiju. Galvenie materiāli ir viegli apstrādājams ģipsis, akmens, koks, plastmasas sagataves un citas vielas.

Mākslas darbnīcās tiek veidotas unikālas rotu formas, pārklājot ar metāla kārtu dažādu koku lapas, ziedus, kukaiņus.

Galvaniskā pārklājuma pamatlicējs bija krievs Boriss Semenovičs Jakobi, kurš izstrādāja tehnoloģiju, kas ļāva izveidot slavenās metāla skulptūras, kas joprojām rotā Īzaka katedrāles ēku Sanktpēterburgā. Par šo darbu viņš saņēma vispasaules atzinību, viņam tika piešķirta Krievijas zinātnieku prestižākā Demidova balva, kā arī Parīzes izstādes svinīgās ceremonijas laikā viņam tika piešķirta liela zelta medaļa.

Ar elektroformēšanas metodēm izveidoto izstrādājumu biezumam raksturīgi palielināti izmēri, kas piešķir tiem izturību ekspluatācijas laikā. Tas var sasniegt no 0,25 līdz diviem vai vairāk milimetriem, ko panāk elektroķīmisko procesu ilgums.

Krāsainos dārgmetālus mākslas izstrādājumos visbiežāk izmanto ar galvanizāciju:

• zelts;

• Sudrabs,

• platīns;

• rodijs.

Tehniskiem nolūkiem izmantojiet:

• varš;

• niķelis;

• dzelzs.

Apzeltīšanā, sudrabošanā, niķelēšanā varu izmanto kā starpslāni galvanizācijas tehnoloģiskajos procesos.

Cinkošana

Šī galvanizācijas metode ir balstīta uz plānas aizsargmetāla slāņa uzklāšanu uz metāla daļas vai priekšmetu grupas virsmas. Augšējais vāks var veikt dažādas funkcijas:

• aizsardzība pret koroziju;

• aizsargājoša apdare;

• uzlabot izskatu;

• dažādu elektrisko īpašību piešķiršana virsmai, lai uzlabotu strāvas vadītspēju vai palielinātu izolācijas īpašības;

• palielina pretsaķeres stiprības raksturlielumus;

• nodilumizturības pagarināšana;

• saķeres uzlabošana, gumijot tēraudus;

• palielināta saķere ar lodmetāliem un vairākas citas īpašības.

Liels galvanizācijas produktu klāsts ir pieejams visās vietās mums apkārt.

Iepriekš redzamajā fotoattēlā redzamas apstrādātās detaļas, kas mūs ieskauj ikdienā: dekorēti mēbeļu un lampu elementi, sadzīves tehnikas un kastu aizsargpārklājumi.

Produktam uzklātā slāņa kvalitāte ir atkarīga no izveidotā pārklājuma struktūras. Tehniskiem nolūkiem tiek izmantoti smalkgraudainākie un tajā pašā laikā blīvākie nogulumu slāņi. Tie ir izveidoti:

• komponentu un elektrolītu sastāva izvēle;

• optimāla darba vides temperatūras režīma uzturēšana elektrolīzes laikā;

• pašreizējie iestatījumi, tā blīvuma stabilitāte un ražošanas cikla ilgums.

Galvanizācijas veidi

Zelta slānis piešķir izstrādājumiem bagātīgu izskatu, aizsargā pret koroziju, palielina produkta atstarošanas spēju. Apzeltītu virsmu vadošās īpašības labi darbojas elektroniskajās ierīcēs.

Sudraba pārklājums tiek izmantots tiem pašiem mērķiem, un tajā pašā laikā to bieži izmanto, lai uzlabotu strāvas ķēžu vadītspējas īpašības. To lieto starteru, kontaktoru, elektromagnētisko un statisko releju, darbības pastiprinātāju kāju, mikroshēmu un citu elektronisko komponentu kontaktiem.

Niķelēšana ļauj izstrādājumiem, kas izgatavoti no tērauda, ​​vara un tā sakausējumiem, alumīnija, cinka un retāk volframa, titāna un molibdēna, piešķirt dekoratīvu izskatu un nodrošināt aizsardzību pret koroziju ne tikai no atmosfēras iedarbības, bet arī strādājot šādos apstākļos:

• piesārņojums ar sāļu, sārmu, vāju skābju šķīdumiem;

• palielināta mehānisko abrazīvo slodžu iedarbība.

Hromēšana paaugstina metālu cietību un nodilumizturību un ļauj atjaunot berzes detaļu nolietotās virsmas līdz to sākotnējiem parametriem. Tehnoloģijas režīma īpašību maiņa ļauj izveidot:

• matēti pārklājumi ar pelēku nokrāsu, kuriem ir vislielākā cietība, trauslums, bet vismazākā nodilumizturība;

• spīdīgas virsmas ar labu nodilumizturību un cietību;

• plastmasas piena pārklājumi ar zemu cietību, bet pievilcīgu izskatu un labām pretkorozijas īpašībām. Cinka pārklājums aizsargā tērauda loksnes un tērauda izstrādājumus no korozijas, un to bieži izmanto automobiļu un būvniecības nozarē.

Tērauda izstrādājumu vara pārklājums aizsargā pret koroziju un paaugstina metāla vadītspējas, ko izmanto, lai segtu elektriskos vadus, kas darbojas ārpus telpām.

Misiņa pārklājums ne tikai aizsargā tēraudu un alumīnija sakausējumus no korozijas, bet arī nodrošina to labu saķeri ar riepu.

Bruņošana piešķir virsmām unikālu izskatu.

Rodija pārklājums nodrošina:

• aizsargā sudrabu no aptraipīšanas;

• dekorēšanas virsmas;

• augsta ķīmiskā izturība;

• paaugstināta nodilumizturība.

Galvanizācijas tehnoloģisko procesu raksturojums

Rūpnieciskās galvanizācijas metodes tiek plaši izmantotas ražošanas procesos.

Iekārtu un ārējā slāņa uzklāšanas metožu daudzveidība nosaka lielu skaitu ēku virsmas metāla tehnoloģiju.

Parasti tehnoloģiskie procesi ietver posmus:

1. sagatavju iepriekšēja sagatavošana;

2. galvaniskā slāņa uzkrāšanās vannās;

3. daļas galīgā apstrāde.

Sākotnējā posmā tiek veikta virsmu mehāniskā apstrāde un kodināšana:

• tīrīšana no oksīdiem un piemaisījumiem;

• iepriekšēja attaukošana;

• piestiprināšana piekarināmām iekārtām;

• izolēt vietas, kurām nav nepieciešama apstrāde;

• galīgā attaukošana.

Detaļu anodiskās apstrādes laikā ir svarīgi ievērot optimālos strāvas parametrus un to ilgumu.

Pēdējais posms ietver:

• elektrolītisko atlikumu neitralizācija uz apstrādātajām daļām;

• alternatīva apstrāde ar ūdens strūklām dažādās temperatūrās;

• piekares elementu daļu noņemšana;

• izolēta slāņa noņemšana no slēgtiem objektiem;

• žāvēšana;

• nepieciešamības gadījumā veikt termisko apstrādi;

• mehāniskā apdare līdz vajadzīgajam izmēram.

Mūsdienu galvanizācijas iekārtu dizaina iezīmes

Lai pielāgotu elektrolītu, tiek izmantoti galvaniskās vannas izgatavoti no izturīgiem polimēriem:

• PVC;

• PVDF;

• polipropilēns.

Tie ir uzstādīti uz izturīga metāla pamatnes kopā ar vadības blokiem moduļu dizainā.

Kvalitatīvu detaļu tīrīšanu nodrošina izveides metodes:

• strūklas;

• plūsmas metode;

• kaskādes uzņemšana.

Tīrīšanas procesa gala novērtējumu veic operators, izmantojot vizuālās novērošanas metodes.

Uzstādītās elektroiekārtas un apkures ierīces tiek vadītas automātiski vai no operatora puses. Lai paātrinātu darbības, tiek veikta burbuļošana, šūpošana un citi paņēmieni.

Rūpniecības uzņēmumi ir aprīkoti ar aizsargierīcēm, absorbētājiem, borta sūkšanas, notekūdeņu attīrīšanas sistēmām un ļauj veikt tikai noteiktus procesus, piemēram:

• niķeļa-zelta slāņu uzklāšana uz rūpnieciskiem izstrādājumiem;

• niķeļa, sudraba, vara, hromēšana uz kuloniem;

• niķeļa pārklājums mucās;

• vara un alvas apstrāde mazās mucās;

• apdare uz kuloniem;

• notekūdeņu attīrīšanas un citas tehnoloģijas.

Lielajos uzņēmumos izmantotās rūpnieciskās iekārtas tiek apvienotas ražošanas līnijās.

Pašdarinātas galvaniskās metodes

Galvanizācijas un galvanizācijas metožu izmantošana mājsaimniecības vajadzībām ir jebkura mājas amatnieka spēkos. Taču pirms šādu ierīču izgatavošanas jāizpēta un jāņem vērā drošības noteikumi, kas jāievēro, strādājot ar agresīviem šķidrumiem un elektroinstalācijām, jānodrošina laba telpu ventilācija un notekūdeņu novadīšana.

Stikla vannu izmantošana nav vēlama to trausluma dēļ. Labāk izvēlēties traukus no spēcīgiem caurspīdīgiem polimēriem.

Konstanta lieluma elektriskās strāvas plūsmai mazās elektrolītu tvertnēs varat izmantot gatavu bloku dizainu no datora vai mobilā tālruņa vai izgatavot tos pats īpašām vajadzībām.

Diezgan vienkāršas barošanas ierīces no veciem radioaparātiem ar tranzistoru regulēšanu var atrast internetā vai ņemt par pamatu šādu diagrammu.

Tajā var izmantot transformatoru no jebkura veca televizora vai uztīt pats.Strāvas tranzistora, taisngrieža diodes tilta un regulējošā rezistora nominālie raksturlielumi tiek izvēlēti atbilstoši slodzes jaudai. Elektrolītiskais kondensators izlīdzina izlīdzināto spriegumu. Pastāvīgai pašreizējās vērtības uzraudzībai ir iebūvēts ampērmetrs.

Līdzīga bloka daļu izvietojums, bet ar papildu vadības tranzistoru mezglu, ir parādīts fotoattēlā.

Jaudas tranzistora labākai dzesēšanai tiek izmantots gaisa dzesētājs.

Izgatavot citu barošanas bloku ir ļoti vienkārši: mobilā telefona lādētāja atsevišķo kontaktu «+» un «-» izejas ar mērierīci un regulējošo slodzes pretestību ar atbilstošu jaudu savieno ar galvaniskās ierīces elektrodiem. vanna.

Veicot darbu ar galvaniskām vai galvaniskām metodēm, mājas amatniekam būs patstāvīgi jāveic eksperimenti un jāreģistrē to rezultāti, lai iegūtu pieredzi. Tikai tā parādīsies meistarība un praktiskās iemaņas.