Galvànic galvanitzat del metall: tecnologia, equipament

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2024-01-02 13:51

La galvanització és una manera eficaç i econòmica i, per tant, una forma habitual de protegir els metalls ferrosos de la corrosió. Molt sovint s'utilitza en la producció de ferreteria i elements de fixació, així com de malles d'acer.

Mètodes de recobriment de zinc

La galvanització anticorrosió es realitza de diverses maneres, i la vida útil del recobriment depèn del gruix de la capa protectora.

El mètode de recobriment depèn de les seves propietats necessàries, la mida del producte, les condicions per al seu posterior funcionament.

La galvanització en fred amb imprimacions, que contenen grans quantitats de pols de zinc altament dispers, és la galvanització en fred més senzilla i avançada tecnològicament, però que no ofereix prou resistència a l'esforç mecànic de la capa protectora.

Pel que fa al volum de producció de galvanització, la galvanització en calent ocupa el segon lloc. El recobriment obtingut d'aquesta manera és d' alta qualitat i durador, però no és segur per al medi ambient, ja que s'utilitza una fosa de zinc i es necessita una gran quantitat d'electricitat per mantenir la seva temperatura una mica menys de 500 ° C, mètodes químics de preparació de superfícies.

Molt semblant a la galvanització en calent mésmètode tecnològic, però menys productiu, de deposició per difusió tèrmica d'una capa protectora. S'utilitza quan es requereixen grans exigències sobre el gruix i l'aspecte del recobriment.

Un altre mètode de galvanització és la polvorització tèrmica de gas, que s'utilitza per protegir productes i estructures de grans dimensions que simplement no es poden col·locar en un bany.

La galvanització galvanitzada no té molts dels inconvenients d' altres mètodes de recobriment i té els seus aspectes positius.

Avantatges del zincat

El zincat per electròlisi és el mètode més comú.

El principal avantatge, pel qual s'utilitza la galvanització galvànica del metall, és un alt grau de protecció de la superfície del material contra la corrosió. Una fina capa de zinc augmenta la vida útil dels productes diverses vegades i, per tant, redueix el cost del seu manteniment i substitució.

El recobriment és uniforme, sense ratlles ni gotes, i es conserva la forma i la mida del producte. Podeu aplicar-lo a objectes de qualsevol forma, fins i tot la més complexa.

Els recobriments decoratius llisos i brillants no requereixen un processament addicional en la majoria dels casos.

A més, el procés de recobriment de zinc en si requereix poca despesa i les unitats de galvanització són molt productives.

Inconvenients del zincat

El mètode d'aplicació d'un recobriment protector per electròlisi no està exempt d'inconvenients.

El principal desavantatge ésbaixa adherència del zinc al metall, per la qual cosa s'ha de netejar acuradament la superfície del producte.

L'inconvenient també és la formació de residus tòxics durant el procés de recobriment, que requereix una neteja seriosa.

L'incompliment dels règims pot provocar l'ompliment d'hidrogen del metall base, la qual cosa comporta la fragilitat del propi producte i una violació de la qualitat del recobriment.

Principi de funcionament

La galvanització es basa en el principi de l'efecte protector, que està determinat per la diferència en els potencials electroquímics del zinc i el ferro. Com que el zinc té un potencial electroquímic més baix, el seu recobriment és una protecció sacrificial per als metalls ferrosos. És a dir, en un ambient humit, és ell qui pateix corrosió electroquímica.

Quan el ferro s'oxida, es formen òxids que tenen un volum més gran que el metall original. La pel·lícula d'òxid es deixa anar i passa oxigen al metall encara no oxidat. I sobre el zinc, durant l'oxidació, la pel·lícula es forma fina i densa, no deixa que l'oxigen s'endinsi en el metall, protegint no només el recobriment, sinó també el metall base que hi ha a sota.

Tipus de zincat

La galvanització galvànica és una tecnologia que és l'electròlisi, és a dir, els processos electroquímics redox en un electròlit sota l'acció d'un corrent elèctric continu.

Segons la composició de l'electròlit, el zincat es divideix en tres tipus: àcid, cianur i alcalí.

El mètode de recobriment de zinc més utilitzat en lleugerament àcidelectròlits, especialment per a peces de fosa i acer de configuració complexa. Els productes fets amb acers al carboni i aliatges amb aquest tipus de galvanització estan menys subjectes a la fragilitat per hidrogen i l'aspecte és excel·lent, amb un efecte decoratiu meravellós en una àmplia gamma de colors.

Protecció de galvanització addicional

L'efecte protector dels recobriments de zinc depèn del seu gruix, que només és de 5 micres quan està galvanitzat, i de la naturalesa de l'electròlit.

En alguns casos, les propietats protectores dels recobriments de zinc es milloren mitjançant la passivació, la fosfatació o la pintura.

Passivació (cromatització): tractament químic de productes en solucions amb àcid cròmic o les seves sals, com a resultat del qual es formen pel·lícules de cromat a la superfície. Aquest procés millora no tant les propietats protectores com les decoratives, perquè com a resultat es millora la brillantor del recobriment i es pot pintar de diversos colors.

En fosfatar (tractament en sals d'àcid fosfòric) de productes galvanitzats, es forma una pel·lícula de fosfat a la superfície. Després de la fosfatació, encara es pot aplicar pintura.

Fases de zincat

En la producció, la galvanització consta de diversos processos tecnològics, cadascun dels quals es completa amb un rentat amb aigua en un bany corrent o un mètode de rentat de raspalls.

Primer, els productes es netegen a fons d'òxid, escates, greixos de procés i residus de refrigerantlíquids o pintures i desgreixats en solucions alcalines. A continuació, té lloc el desgreixatge electrolític.

Després d'això, es decapten en una solució aquosa d'àcid clorhídric, en la qual finalment es neteja la superfície sense alterar la capa superficial i es decapita - s'activa abans d'aplicar el recobriment de zinc. Només llavors es fa la galvanització real.

Després, si cal, els productes es clarifiquen i es netegen de la pel·lícula d'òxid en una solució aquosa d'àcid nítric, després es fosfaten, es passiven i s'assequen.

En galvanitzar diversos productes, es poden realitzar operacions addicionals. Per exemple, una tira es desenrotlla abans de galvanitzar, els extrems es solden, es redreuen i després s'olien i s'enrotllen.

Equip de zincat

Una línia de galvanització és una seqüència específica d'esbandits i banys tecnològics en què es crea un recobriment de zinc d'una o diverses capes amb les propietats funcionals requerides.

D'acord amb els volums de producció, s'utilitzen equips amb diferents graus de mecanització. A les grans empreses s'instal·len línies mecanitzades amb control automàtic. Hi ha línies amb control manual parcial o total, així com minilínies.

La línia de galvanització consisteix en més que banys. Inclou sistemes de transport de diferents dissenys, equips per al tractament d'aigües residuals,equips auxiliars, que inclouen dispositius de galvanització, elements de calefacció, intercanviadors de calor, barres de càtode i ànode.

L'equip addicional inclou sistemes de ventilació, cambres d'assecat i armaris, equips de refrigeració, unitats de filtrat, equips de producció de semiaigua, bombes.

Electròlits per zincat

Per a la galvanització galvànica, en funció de la finalitat del producte, s'utilitzen electròlits, que es divideixen en dos grups principals.

Els electròlits, en què el zinc està en forma d'ions hidratats simples, s'anomenen àcids simples. Són solucions hidrobòriques, de sulfat i de clorur.

Els electròlits complexos àcids i alcalins contenen zinc en ions complexos amb càrrega positiva i negativa. Aquestes són l'amoníac, el pirofosfat, el cianur i altres solucions.

El tipus d'electròlit utilitzat determina principalment la velocitat de deposició i després la qualitat dels dipòsits de zinc al producte (càtode).

A partir d'electròlits complexos, el zinc s'assenta al càtode amb una alta dispersió d'ions. A mesura que augmenta la densitat de corrent, el rendiment de metall disminueix i el rendiment d'hidrogen augmenta.

Per tant, el zincat en electròlits complexos es realitza amb una baixa densitat de corrent i el recobriment és de molt alta qualitat, de gra fi i uniforme.

En electròlits simples lleugerament àcids, la galvanització, inclòs a la llar, té lloc a una alta densitat de corrent, amb una velocitat més elevada que quan s'utilitzen solucions complexes. L'aspecte dels productes és bo, peròel recobriment no és de molt alta qualitat i només és adequat per a productes de forma bastant senzilla.

Zinc galvanitzat

El procés tecnològic de galvanització directa té lloc en un bany amb electròlit. S'hi baixen productes fets de metalls fèrrics, als quals es subministra un corrent elèctric (càtode) a través d'elèctrodes especials i zinc pur en forma de boles o plaques col·locades en seccions de malla especials (ànode).

Durant una reacció electroquímica, sota la influència d'un corrent elèctric amb una densitat d'1 a 5 A/dm, el zinc es dissol a l'electròlit, després els seus ions s'instal·len al càtode, formant una galvànica de 4-25 micres de gruix. recobriment.

És amb l'ús d'aquesta tecnologia que s'obtenen elements de subjecció (perns i femelles) amb un recobriment uniforme i brillant.

Línia de galvanització automatitzada

La línia de galvanització moderna és una línia totalment automatitzada, que realitza totes les etapes de recobriment, inclosa la soldadura i el desgreixatge d' alta qualitat dels productes per a diversos propòsits i configuracions.

La línia automàtica consta generalment d'un conjunt de banys de galvanoplastia tecnològics, rectificadors modulars, un suport de càrrega/descàrrega, equips de transport, equips per a la ventilació d'escapament, subministrament d'aigua i eliminació d'aigües residuals, un marc metàl·lic amb una escala de servei.

Els banys de galvanoplastia poden ser d'acer inoxidable, acer revestit de plàstic o cautxú. Els banys moderns, soldats a partir de polímers de làmina, substitueixen cada cop més els contenidors metàl·lics. L'elecció del material del bany depèn de la composició i la concentració de l'electròlit i de la temperatura de funcionament.

Les comunicacions dels sistemes de subministrament d'aigua i clavegueram i, en la majoria dels casos, la ventilació es troben sota les banyeres i també són de polipropilè.

Les dimensions de la línia estan determinades per la seva productivitat i les dimensions dels banys de galvanoplastia.

La galvanització galvànica es produeix amb la formació d'aigües residuals amb una alta concentració d'ions de metalls pesants. Per tant, es defensen, filtren, neutralitzen, la precipitació química, l'absorció i altres processos s'utilitzen en contenidors fets amb polímers d'enginyeria.

Zincat electrolític a casa

La galvanització galvànica, produïda per les pròpies mans, comença amb la selecció dels materials. L'electròlit pot ser una solució de clorur de zinc i àcid clorhídric en aigua destil·lada. Aquest és l'anomenat àcid de soldadura, que s'utilitza més sovint a casa. Els artesans emmagatzemen zinc en àcid sulfúric de la bateria i obtenen l'electròlit ZnSO_{4, però aquest procés és perillós, perquè durant la reacció s'alliberen hidrogen i calor explosius. En cap cas hauria d'haver un precipitat de cristalls de sal no dissolts a l'electròlit.}

El zinc pur es pot comprar en una botiga de productes químics o en un mercat de ràdio, o es pot obtenir a partir de piles de sal o fusibles de la Unió Soviètica.

Galvànicel bany pot ser un recipient de vidre o plàstic. S'hi instal·len suports per a l'ànode i el càtode. L'ànode és una placa de zinc a la qual es connecta un "plus" des de la font d'alimentació. Com més gran sigui l'ànode, més uniforme serà el recobriment al càtode, el producte sobre el qual s'aplicarà el recobriment protector. Pot haver-hi diversos ànodes, es poden col·locar al voltant del càtode a la mateixa distància perquè la seva superfície estigui coberta de zinc de manera uniforme i simultània per tots els costats. El "menos" de la font d'alimentació està connectat al càtode.

Fins i tot quan la galvanització es fa a casa, la tecnologia inclou necessàriament una neteja i desgreixatge a fons de la peça, així com la seva activació en una solució àcida.

La font d'alimentació és una bateria de cotxe amb una làmpada incandescent de baixa potència o un altre consumidor del circuit perquè el corrent al circuit sigui menor, o una font d'alimentació amb una tensió de sortida constant. El més important és que no hi hagi una ebullició ràpida de l'electròlit durant el procés de galvanització.

En realitat, la galvanització es produeix quan els ànodes i el càtode es baixen a l'electròlit i el circuit elèctric es tanca. Com més temps trigui el procés, més gruixuda hi haurà la capa de zinc al producte.

Amb l'ajuda de la galvanització, el recobriment protector dels productes es fa precís, uniforme i llis, amb un efecte decoratiu. S'utilitza tant a la indústria com a la llar, malgrat que cal el tractament d'aigües residuals de residus perillosos per al medi ambient.