Galvanit | Příprava povrchu před nanesením galvanického povlaku.

Příprava povrchu před aplikací galvanického nanášení je soubor procesů pro odstranění nečistot z kovového povrchu. Dlouhodobé ověřování příčin vad galvanických povlaků potvrzuje, že až 70 % všech defektů je spojeno s nekvalitní přípravou povrchu před povlakováním.

• cizí pevné látky různého původu zůstávající nebo mechanicky padající na povrch při výrobě výrobků, například grafit, písek (v odlitcích), struska, prach, povrchové vměstky mechanicky přilnutých částic jiných kovů atd.
• tuky, oleje, tuky a jiné organické látky,
• oxidy a podobné sloučeniny.

Všechny standardní způsoby přípravy povrchu před nátěrem v galvanické výrobě lze rozdělit do následujících typů: odmašťování, moření, aktivace, zinková úprava.

Odmašťování – operace čištění povrchu kovových výrobků od mastných nečistot minerálního, živočišného nebo rostlinného původu, které zabraňují rozpouštění oxidů kovů. Alkalické odmašťovací směsi jsou zpravidla směsí anorganické báze (louh sodný, uhličitan sodný, fosforečnany a silikáty) a povrchově aktivních látek. Odmašťování povrchu kovových výrobků se provádí různými způsoby:

• chemické odmašťování,
• ultrazvukové odmašťování,
• elektrochemické odmašťování,
• tryskové odmašťování.

Chemické odmašťování (v alkalickém roztoku) – vyrábí se ponořením dílů do alkalického roztoku. Rostlinné a živočišné oleje se při odmašťování v alkalických roztocích zmýdelňují, tj. tvoří rozpustná mýdla. Mýdlo vytvořené v důsledku působení alkálií se snadno smyje z povrchu kovových výrobků vodou, což je proces odmašťování.

Minerální oleje, na rozdíl od rostlinných a živočišných olejů, nejsou zmýdelňovány zásadami. Když jsou minerální oleje vystaveny alkáliím, vznikají emulze, ve kterých se částice tuku oddělují od povrchu kovových výrobků a zůstávají v roztoku ve formě malých částic. K odmašťování v alkalických roztocích dochází mnohem rychleji, když se do nich přidávají povrchově aktivní látky.

Ultrazvukové odmašťování – se provádí ponořením dílů do alkalického roztoku pomocí ultrazvuku. Mnoho technologií výroby kovových výrobků vyžaduje speciální přístup k čištění povrchu dílů. Tvar mnoha výrobků však neumožňuje účinné odmaštění vnitřních povrchů, slepých otvorů nebo závitových spojů. Ultrazvukové vany si navíc efektivně poradí nejen s odmašťováním dílů, ale umožňují také efektivně smýt usazeniny na svarech, rez, některá lepidla, lapovací maziva (včetně těch na grafitové bázi), GOI pastu atd.

Elektrochemické odmašťování – vyrábí se ponořením dílů do alkalického roztoku, kterým prochází stejnosměrný elektrický proud. Čištění pomocí elektrického proudu je vylepšeno snížením povrchového napětí filmu kontaminantu na polarizovaném povrchu a usnadněním rozptylu kapalných a pevných částic kontaminantů bublinami uvolňovaných plynů – vodíku na katodě a kyslíku na anodě. Čištěný díl lze umístit buď na katodu nebo na anodu elektrolytické lázně. Na katodě lázně se plyn uvolňuje 2x více než na anodě. Katodické čištění má však řadu nevýhod:

• hydrogenace povrchové vrstvy kovových částí, která způsobuje vznik vodíkového křehnutí;
• usazování na povrchu části kovů rozpustných v alkáliích (zinek, olovo, cín), které zhoršuje přilnavost povrchu k následnému galvanickému povlakování.

Elektrochemické odmašťování se používá po mechanickém, chemickém, ultrazvukovém nebo tryskání a po montáži výrobků na závěsy k odstranění posledního zbývajícího tukového znečištění před mořením nebo nátěrem.

Tryskové odmašťování – vyrábí se ve speciální uzavřené komoře, kde se díl pod tlakem omyje alkalickým roztokem z trysek. Čištění od nečistot se provádí jak mechanicky (nečistoty se oddělují z povrchu obrobku tlakem paprsku odmašťovacího roztoku), tak chemicky (kvůli zmýdelnění živočišných a rostlinných olejů a také emulgaci minerálních nečistot).

Leptání – operace čištění povrchu výrobků pomocí leptacích roztoků. Leptání se provádí ponořením dílů do leptacího roztoku, který odstraní okují a oxidové filmy. Leptání se provádí v roztocích kyseliny sírové nebo chlorovodíkové, někdy s přídavkem kyseliny dusičné, ortofosforečné, fluorovodíkové a dalších.

Pro prodloužení životnosti, urychlení procesu a také pro dodání odmašťovacích vlastností mohou být do leptacího roztoku zahrnuty další komponenty, jako jsou:

• inhibitor leptání, zabraňující napadení aktivních oblastí kovového povrchu, čímž se především odstraňuje okují a oxidové filmy;
• smáčedlo, určený k odmašťování povrchů s mírným stupněm znečištění olejem;
• urychlovač leptání, určený pro ošetření povrchů, které nelze dobře leptat ve standardních leptacích roztocích.

Léčba zinkem — způsob přípravy povrchu hliníkových výrobků je redukován na jejich krátkodobé ponoření (na 30-60 s) do roztoku zinkové úpravy. Oxidový film se rozpustí a produkty jsou pokryty tenkým filmem zinku (0,1-0,15 mikronů), který zabraňuje opětovné oxidaci povrchu. Čím tenčí a hustší je zinkový film, tím větší je přilnavost hliníkové základny ke galvanickému povlaku. Dvojité zinkování ponorem často poskytuje lepší přilnavost mezi hliníkovou základnou a pozinkovaným povlakem. Po 10-15 sekundách expozice v roztoku zinku se produkty promyjí vodou a přenesou do roztoku kyseliny dusičné zředěné vodou v poměru 1:1, aby se odstranil zinkový povlak. Po důkladném omytí ve vodě se výrobky opět ponoří do roztoku zinku.

Zpracování zinku se podle složení dělí na 2 hlavní typy:

• Proces ošetření kyanidem zinku
• Proces zpracování zinku bez obsahu kyanidu

Galvanické povlaky aplikujeme pouze na výrobky vyráběné naší společností.

Typy galvanických aplikací:

• Chromování je z hlediska funkčního využití nejuniverzálnějším povlakem. Chromování zvyšuje tvrdost a odolnost povrchu výrobků proti opotřebení a obnovuje opotřebované díly.
• Zinkování – zinkování se používá k ochraně strojních součástí, spojovacích prvků a vodovodního potrubí před korozí.
• Anodizace je elektrochemický proces, kterým se na povrchu různých slitin vytváří ochranný nebo dekorativní film.
• Kadmiování je nanášení tenké vrstvy kadmia na povrch ocelových výrobků za účelem ochrany před atmosférickou korozí.
• Cín-zinkové pokovování – použití slitiny cínu a zinku zesiluje pozitivní vlastnosti obou kovů – snižuje pórovitost a snižuje pravděpodobnost koroze.
• Niklování je elektrolytické nanášení tenké vrstvy niklu na povrch ocelových výrobků za účelem ochrany před korozí.
• Mědění chrání výrobky před korozí a používá se také jako přípravná operace před chromováním.
• Chemická pasivace – chrání kovy před korozí pomocí speciálních roztoků a procesů, které pasivují kovový povrch a vytvářejí oxidový film.
• Chemická oxidace se používá k získání ochranných a dekorativních povlaků, jakož i k vytvoření dielektrických vrstev.
• Chemické fosfátování je proces úpravy kovových výrobků roztoky kyselých fosfátových solí za účelem vytvoření ochranného solného filmu nerozpustných fosfátů na povrchu.
• Dekorativní nátěry napodobující galvanické povlaky, korozi kovů, oxidaci mědi, oxidační procesy, efekt kartáčování. Tyto nátěry lze aplikovat nejen na kov, ale i na plast, dřevo, sklo a další materiály.

Kromě práškové barvy lze na kov nanést i tenkou vrstvu jiného kovu, díky čemuž je výrobek odolnější a získává další vlastnosti, jako je ochrana před korozí a dalšími negativními vnějšími faktory, a také získává atraktivnější vzhled a barvu. Proces nanášení takového povlaku je založen na složitých elektrochemických procesech, které se pokusíme dále vysvětlit jednoduchým jazykem, a také zvážíme typy galvanických povlaků a jejich vlastnosti.

Jaké kovy lze použít v procesu galvanizace? Chrom (chromování), zinek, nikl (niklování), měď (mědění), cín (cínovo-bizmutové pokovování) a kov lze také oxidovat.

Chromování je nejoblíbenějším typem. Lesklé kohoutky, nohy nábytku, lesklé nárazníky automobilů, lékařské vybavení, všechny druhy lahví a baněk se stříbrným povlakem, armatury – to zdaleka není úplný seznam oblastí použití chromu.

Jaké jsou výhody takového povlaku? Uveďme některé z nich. Chromování, jakožto nejsložitější proces v galvanizaci, dodává povrchu dodatečnou tuhost, elektrickou vodivost, antikorozní ochranu, odolnost proti opotřebení, schopnost odolávat vysokým teplotám a také nejvyšší stupeň lesku. Bohužel i přes zvýšenou pevnost povlaku nelze chromovaný povrch obnovit.

Mědění jako samostatný dekorativní nátěr nejen dodává výrobku krásný oranžovo-červený odstín, ale také zlepšuje tření mezi díly, ale mnohem častěji slouží aplikace mědi jako příprava před chromováním nebo niklováním. V důsledku zinkování se životnost výrobku prodlužuje až na 50 let!

Galvanizace kovů: jak proces vypadá

1. V první fázi musí povrch výrobku projít přípravnou fází – provádějí se předběžné testy, aby se zjistilo, s jakým kovem se bude muset zacházet a zda taková možnost obecně existuje. Ne všechny kovy jsou vhodné pro nanášení galvanických povlaků. Materiály pro galvanizaci mohou být mosaz, měď, ocel. Obtížnější – hliník a jeho slitiny.
2. Dalším krokem je čištění povrchu pískováním a broušením. Broušení kovových výrobků pro lakování a pro zinkování se navíc liší: ty případné vady (škrábance, tečky atd.), které lze skrýt pod vrstvou barvy, budou zinkováním jistě „zvěčněny“. To vede k dalšímu závažnému argumentu ve prospěch vyšší ceny služby výroby dílů s galvanickým povlakem – broušení zabere mnohem více času, protože musí být bezchybné. Nemluvě o použité metodě broušení. Například samotné křemenné pískování je dražší kvůli dražším surovinám, ale méně škodí: nepoškodí drobné detaily na povrchu výrobku, jako jsou nápisy nebo struktura.
3. Fáze číslo tři. Připravené díly se ponoří do obrovských lázní naplněných vodným roztokem, se zdroji proudu, topnými a čisticími prvky, které jsou v důsledku elektrolýzy a celé řady oxidačně-redukčních reakcí pokryty tenkým filmem kovu. Pro ještě větší zjednodušení je galvanické zpracování kovových dílů proces rozpouštění kovu do stavu iontů, které se poté přes vodný roztok přesouvají k ponořenému produktu a usazují se na něm, čímž vytvářejí ochranný a dekorativní film určité tloušťky a struktury.

Společnost ArtKraft aplikuje galvanické povlaky pouze na výrobky vyráběné naší společností a je připravena zaručit, že na našich výrobcích nenajdete žádné „bubliny“, „usazeniny uhlíku“ ani olupování, které by se mohly vytvořit v důsledku porušení technologického postupu nebo nekvalitní slitiny. Naše vlastní technická kontrolní služba sleduje každou fázi přípravných prací: všechny svary jsou absolutně hermetické a řádně vyčištěné a kov použitý v konstrukcích je vysoce kvalitní a zcela bez mikrotrhlin.