Лекция 15. Технология гальванических производств

Цель гальванической обработки – защита металлических изделий от коррозии, а также придание требуемого декоративного вида или необходимых свойств поверхностному слою деталей (твердость, износостойкость, электропроводность и т.д.). Покрытия бывают не только гальванические, а также физические, химические. Однако гальванические покрытия являются наиболее распространенными.

Гальванические покрытия могут быть заданной толщины от единиц до сотен микрон. Кроме того покрытия имеют высокие эксплуатационные свойства. Расход металла в данном случае намного меньше, чем при использовании других покрытий. Однако у этого метода есть и недостатки: значительный разброс толщины покрытия на сложно-профильных деталях, образование большого количества токсичных сточных вод, плохие санитарно-гигиенические условия труда.

Подготовка деталей к нанесению гальванических покрытий

Перед нанесением покрытий поверхность деталей должна быть определенным образом подготовлена. Детали подвергаются механической обработке, обезжириванию и травлению.

Механическая подготовка

Механическая подготовка состоит в удалении с поверхности деталей окалины, раковин и придании поверхности деталей требуемой шероховатости. Для механической обработки используют шлифование и полирование.

Обезжиривание

Обезжиривание – это удаление жиров и масел с поверхности изделий. Жировые загрязнения бывают двух видов: жиры животного и растительного происхождения (сложные эфиры глицерина и жирных кислот) и минеральные масла (смесь углеводородов в основном предельных).

Жиры животного и растительного происхождения способны омыляться.

В результате омыления образуются растворимые соединения: натриевые соли жирных кислот и глицерин.

Минеральные масла не омыляются. Их можно удалить только органическими растворителями или с помощью поверхностно-активных веществ.

Существует три основных метода обезжиривания: обезжиривание органическими растворителями, химическое и электрохимическое обезжиривание.

Обезжиривание органическими растворителями

Обезжиривание органическими растворителями применяется для удаления минеральных масел и полировальных паст. После обезжиривания органическими растворителями на поверхности детали все-таки остается очень тонкая пленка жиров, которая препятствует прочному сцеплению покрытия с деталью. Для ее удаления используют обычно электрохимическое обезжиривание.

Практически все органические растворители токсичны. Поэтому их можно использовать только при наличии специального оборудования. Горючие органические растворители (бензин, керосин) для обезжиривания обычно не используют. Используют негорючие хлорированные или фторированные углеводороды (хлороформ, четыреххлористый углерод и т.д.)

К недостаткам этого метода можно отнести высокую стоимость органических растворителей и их токсичность. Фторированные углеводороды менее токсичны, но они еще более дороги и дефицитны.

Химическое обезжиривание

Химическое обезжиривание обеспечивает растворение жиров под воздействием щелочи и эмульгирование минеральных масел под воздействием поверхностно-активных веществ. Вещества, входящие в состав обезжиривающих растворов должны хорошо удалять жировые пленки, не вызывать коррозии, хорошо смываться водой.

В состав обезжиривающих растворов обычно входят следующие компоненты:

- щелочи или сода;

- поверхностно-активные вещества;

- фосфаты;

- силикаты.

Щелочи обеспечивают растворение жиров в результате реакции омыления. Оптимальная концентрация щелочи зависит от материала детали, ее загрязненности, наличия ПАВ и составляет 50-100 г/л.

Поверхностно-активные вещества обеспечивают эмульгирование минеральных масел При выборе ПАВ необходимо учитывать возможность последующего обезвреживания отработанных обезжиривающих растворов. Поэтому лучше использовать так называемые «мягкие» ПАВ, например, синтанол ДС-10 или синтамид-5. Оптимальная концентрация ПАВ – 2-8 г/л.

Фосфаты создают щелочную среду в результате гидролиза, а также уменьшают жесткость воды, связывая ионы кальция и магния в труднорастворимые соединения. Оптимальная концентрация фосфата натрия составляет 15-35 г/л.

Силикаты также как и фосфаты способствуют созданию щелочной среды. Кроме того они оказывают ингибирующее и эмульгирующее действие. Оптимальная концентрация – 5-10 г/л.

Обезжиривание обычно проводят при температуре 70-90⁰С. В этих условиях омыление и эмульгирование происходит наиболее интенсивно.