Galvanické pokovování kovů je technologie, kde konečný výsledek velmi přesně odráží průběh procesu. Není možné jej v konečné fázi opravit ani vizuálně zamaskovat drobné nedostatky. Pokud byl povrch nesprávně připraven, lázeň byla nestabilní nebo elektrické parametry byly nastaveny příliš agresivně či příliš konzervativně, povlak to dříve či později odhalí. Někdy je to viditelné ihned po vyjmutí dílu z lázně a někdy až po několika měsících provozu v reálných podmínkách. Proto je galvanické pokovování již dlouho považováno za náročný proces, ale při pečlivém provádění jeden z nejpředvídatelnějších.
V praxi se galvanizace zřídka omezuje pouze na ochranu. antikorozní ochrana. Umožňuje ovlivnit reakci kovového povrchu na vlhkost, kyslík, tření, elektrický proud nebo kontakt s chemikáliemi. Velmi často je to tenká vrstva, silná několik nebo tucet mikrometrů, která určuje trvanlivost prvku, a nikoli samotný základní materiál, i když teoreticky má velmi dobré pevnostní parametry.
Co se vlastně děje v galvanické lázni
Celý proces je založen na elektrochemických jevech. Prvek, který má být potažen, funguje jako katoda, zatímco lázeň obsahuje ionty povlakového kovu. Po přivedení napětí se ionty začnou pohybovat v elektrickém poli a redukovat se na povrchu součásti. Tento krok je často vnímán jako jednoduchý krok při nanášení kovu, ale ve skutečnosti se jedná o složitý strukturální proces.
Nejprve se na povrchu objevují nukleační místa, tj. body, kde dochází k tvorbě krystalová struktura. Jejich uspořádání závisí jak na čistotě povrchu, tak na lokálním rozložení elektrického pole. Teprve později začnou krystaly růst a shlukovat se do souvislé vrstvy. Průběh této fáze přímo ovlivňuje hladkost, přilnavost a trvanlivost povlaku při dlouhodobém používání. V praxi to znamená, že dva díly zpracovávané ve stejné lázni se stejnými parametry se mohou chovat zcela odlišně, pokud je pozorován byť jen malý rozdíl ve stupni přípravy povrchu.
Hustota proudu jako regulátor růstu povlaku
Způsob růstu sedimentu je nejvíce ovlivněn hustotou proudu. Typické rozsahy jsou mezi 0,5 až 10 A/dm², Není však klíčová samotná hodnota, ale její vztah ke geometrii součásti a povaze lázně. Právě hustota proudu určuje rychlost redukce iontů a to, zda bude růst krystalitů uspořádaný, nebo příliš agresivní.
Při vysoké proudové hustotě usazenina rychle roste, ale hlavně v místech, kam proud dosáhne nejsnáze. Hrany a rohy začínají shromažďovat přebytečný kov a ve struktuře povlaku se objevují trhliny. vnitřní napětí. Postupem času mohou vést k mikrotrhlinám nebo snížené odolnosti proti korozi. Naopak příliš nízká proudová hustota způsobuje pomalý růst kalu, jeho poréznost a menší mechanickou odolnost. V praxi se nejlepších výsledků dosahuje při práci ve stabilním, mírném rozsahu, i když to vyžaduje prodloužení doby procesu.
Aktuální stínování a role geometrie detailů
V této fázi se přirozeně objevuje téma aktuální stínování. Elektrický proud vždy dosahuje vyčnívajících povrchů intenzivněji než prohlubní, otvorů nebo vnitřku profilů. Tento jev je přímým důsledkem rozložení elektrického pole v lázni a doprovází každý galvanický proces.
V praxi to znamená, že geometrie dílu má významný vliv na rovnoměrnost povlaku. Hrany mají tendenci se ztlušťovat, zatímco prohlubně vyžadují delší dobu zpracování nebo změnu způsobu zavěšení. Velmi často lze pouhou úpravou orientace dílu v lázni dosáhnout mnohem rovnoměrnějšího povlaku než změnou složení lázně nebo napětí.
Galvanická lázeň jako neustále se měnící systém
Rovnoměrnost a opakovatelnost procesu jsou také ovlivněny skutečností, že galvanická lázeň není statický systém. Během provozu se mění koncentrace kovových iontů, spotřebovávají se technologické přísady a kolísá pH, vodivost a teplota. Typické provozní podmínky jsou v rozmezí 18–35 °C, při pH přibližně 4-5 pro kyselé koupele a 12-14 pro alkalické koupele.
Vyhlazovací a nivelační přísady ovlivňují vzorec růstu krystalitů zinku, a tím i vzhled a rovnoměrnost povlaku. Jejich spotřeba není konstantní a do značné míry závisí na geometrii ošetřovaných součástí. V praxi to znamená, že i malé změny ve složení lázně mohou rychle změnit povahu naneseného materiálu a kvalitu povlaku.
Příprava povrchu – fáze, která určuje kvalitu
V tomto bodě se vše přirozeně scvrkává na přípravu povrchu. Pokovování Rychle odhalí chyby, ke kterým v této fázi došlo. Zbytky oleje, silikonu, okujů nebo zbytků po obrábění vedou k lokálním poruchám adheze, puchýřům nebo přerušením povlaku. Některé z těchto vad nejsou viditelné bezprostředně po procesu, ale projeví se během počáteční fáze provozu.
Proto každý proces galvanizace začíná:
- odmašťování,
- trávení,
- oplachování,
- aktivace.
Druhy galvanických povlaků a jejich funkce
Standardní tloušťky galvanického povlaku jsou v rozsahu 5–30 µm, což umožňuje velmi dobrou rozměrovou přesnost i u přesných součástí. V závislosti na provozních požadavcích se používají různé povlakové kovy:
- zinek poskytuje antikorozní ochranu
- nikl zvyšuje chemickou a mechanickou odolnost
- měď zlepšuje vodivost
- cín chrání elektrické kontakty
- chrom zvyšuje odolnost proti oděru
Galvanizace kovů ve Strumetu
Ve společnosti Strumet je galvanizace kovů považována za promyšlený technologický proces, nikoli za rychlý krok na konci výroby. Než díl vstoupí do lázně, analyzujeme materiál, geometrii a podmínky, za kterých bude následně fungovat. Pracujeme na linkách. přívěsek a bubínek, což nám umožňuje přizpůsobit technologii jak velkým součástem, tak i malým, přesným detailům. V každé fázi monitorujeme složení lázně, pH, teplotu a hustotu proudu. Tyto parametry určují strukturu povlaku a jeho chování během používání, takže proces je stabilní a opakovatelný.
