Comment la galvanoplastie est appliquée au travail et à la maison

Dans les activités de tout électricien compétent, il y a des moments qui nécessitent une analyse précise des phénomènes se produisant lors de l'électrolyse. Dans de nombreux cas, un réglage fin des alimentations CC en mode de fonctionnement avec différentes caractéristiques de synchronisation est nécessaire pour une automatisation complète du processus.

Référence historique

Pour la première fois, les lois fondamentales décrivant l'effet du courant continu sur le comportement des substances dissoutes dans les électrolytes ont été établies par le scientifique anglais Michael Faraday.

Les processus physico-chimiques de l'électrolyse se déroulent dans une cellule électrolytique.

Produit dans un conteneur d'électrolyte. À l'intérieur du corps se trouvent deux électrodes auxquelles des charges positives et négatives sont appliquées à partir d'une source de tension constante contrôlée. L'intensité du courant circulant dans le circuit commun est régulée en amplitude et contrôlée par l'opérateur à l'aide de compteurs. Les cellules électriques automatisées fonctionnent sous la supervision de l'électronique.

L'électrode à laquelle la charge positive est appliquée s'appelle «l'anode» et la négative - la «cathode». Sous l'action d'un courant dans l'électrolyte, des ions de charges de signes opposés se forment :

1. cations ;

2. anions.

Les ions chargés positivement sont appelés "cations" car ils se déplacent vers la cathode. Les anions sont des ions chargés négativement qui sont attirés par l'anode.

Les technologies qui naissent lors de l'électrolyse sont à la croisée de deux sciences :

1. chimie ;

2. génie électrique.

Historiquement, par conséquent, la pratique s'est développée selon laquelle une branche spéciale de l'électrochimie traite de la galvanisation, qui étudie à la fois les phénomènes électrochimiques et physiques qui se produisent lors du dépôt de cations métalliques sur tout type d'anode. Ceci est fait afin de choisir les conditions technologiques optimales, de développer des techniques et des méthodes de traitement spéciales, de choisir les modes nominaux d'équipement lors du dépôt de certains métaux sur différentes bases.

En pratique revêtement galvanique a longtemps été scindé en deux directions distinctes et indépendantes :

1. électroformage ;

2. Galvanisation.

Ces méthodes fonctionnent approximativement sur les mêmes technologies, mais diffèrent par les matériaux de la base sur laquelle le revêtement galvanique est appliqué.

Galvanotype

Il s'agit d'un moyen de créer une copie superficielle d'une image volumique d'une pièce non métallique. Les principaux matériaux peuvent être facilement transformés en plâtre, pierre, bois, flans en plastique et autres substances.

Dans les ateliers d'art, des formes uniques de bijoux sont créées en recouvrant les feuilles de divers arbres, fleurs, insectes d'une couche de métal.

Le fondateur du revêtement galvanique était le Russe Boris Semenovich Yakobi, qui a développé la technologie qui a permis de créer les célèbres sculptures en métal qui ornent encore le bâtiment de la cathédrale Saint-Isaac à Saint-Pétersbourg. Pour ce travail, il a reçu une reconnaissance mondiale, a reçu le prix Demidov, le plus prestigieux pour les scientifiques en Russie, et a reçu une grande médaille d'or lors d'une cérémonie solennelle à l'Exposition de Paris.

L'épaisseur des produits créés par les méthodes d'électroformage se caractérise par des dimensions accrues, qui leur confèrent une résistance pendant le fonctionnement. Elle peut atteindre de 0,25 à deux millimètres ou plus, grâce à la durée des processus électrochimiques.

Les métaux précieux non ferreux sont le plus souvent appliqués par galvanoplastie dans les produits artistiques :

• or;

• argent,

• platine;

• rhodié.

À des fins techniques, utilisez :

• cuivre;

• nickel;

• fer.

Dans la dorure, l'argent, le nickelage, le cuivre est utilisé comme couche intermédiaire dans les procédés technologiques de galvanoplastie.

Galvanisation

Cette méthode de galvanoplastie est basée sur l'application d'une fine couche de métal protecteur à la surface d'une pièce métallique ou d'un groupe d'objets. Le capot supérieur peut remplir diverses fonctions :

• protection contre la corrosion;

• décoration de protection;

• améliorer l'apparence;

• conférer différentes propriétés électriques à la surface afin d'améliorer la conduction du courant ou d'augmenter les caractéristiques d'isolation ;

• augmenter les caractéristiques de résistance de l'anti-grippage ;

• prolongation de la résistance à l'usure;

• améliorer l'adhérence lors du caoutchoutage des aciers;

• une adhérence accrue aux soudures et un certain nombre d'autres propriétés.

Une large gamme de produits de galvanoplastie se trouve dans tous les endroits autour de nous.

La photo ci-dessus montre les détails traités qui nous entourent au quotidien: éléments décorés de meubles et de lampes, revêtements de protection pour appareils électroménagers et boîtes.

La qualité de la couche appliquée sur le produit dépend de la structure du revêtement créé. À des fins techniques, les couches de sédiments les plus fines et en même temps les plus denses sont utilisées. Ils sont créés :

• sélection des composants et de la composition de l'électrolyte ;

• maintenir un régime de température optimal de l'environnement de travail pendant l'électrolyse ;

• réglages actuels, stabilité de sa densité et durée du cycle de production.

Types de galvanoplastie

Une couche d'or donne aux produits un aspect riche, protège contre la corrosion, augmente la réflectivité du produit. Les propriétés conductrices des surfaces plaquées or fonctionnent bien dans les appareils électroniques.

Le placage d'argent est utilisé aux mêmes fins et en même temps est souvent utilisé pour améliorer les propriétés conductrices des circuits de puissance. Il est appliqué aux contacts des démarreurs, contacteurs, relais électromagnétiques et statiques, jambes des amplificateurs opérationnels, microcircuits et autres composants électroniques.

Le nickelage permet aux produits en acier, en cuivre et ses alliages, en aluminium, en zinc et moins souvent en tungstène, titane et molybdène de donner un aspect décoratif et d'offrir une protection contre la corrosion non seulement due à l'exposition atmosphérique, mais également lors de travaux dans des conditions :

• contamination par des solutions de sels, alcalis, acides faibles;

• exposition accrue aux charges abrasives mécaniques.

Le chromage augmente la dureté et la résistance à l'usure des métaux et vous permet de restaurer les surfaces usées des pièces de friction à leurs paramètres d'origine. La modification des caractéristiques du mode technologique vous permet de créer :

• les revêtements mats avec une teinte grise, qui ont la plus grande dureté, fragilité, mais la plus faible résistance à l'usure;

• surfaces brillantes avec une bonne résistance à l'usure et une bonne dureté;

• revêtements de lait en plastique à faible dureté, mais d'aspect attrayant et de bonnes propriétés anticorrosion. Le revêtement de zinc protège les tôles d'acier et les produits en acier de la corrosion et est souvent utilisé dans les industries de l'automobile et de la construction.

Le revêtement en cuivre des produits en acier protège contre la corrosion et augmente les propriétés conductrices du métal, utilisé pour recouvrir les fils électriques fonctionnant à l'extérieur.

Le revêtement en laiton protège non seulement les alliages d'acier et d'aluminium de la corrosion, mais assure également leur bonne adhérence au pneu.

Le blindage donne aux surfaces un aspect unique.

Le placage au rhodium offre :

• protéger l'argent du ternissement;

• décorer des surfaces;

• haute résistance chimique;

• résistance à l'usure accrue.

Caractéristiques des procédés technologiques de galvanoplastie

Les méthodes de galvanoplastie industrielle sont largement utilisées dans les processus de fabrication.

La variété des équipements et des méthodes d'application de la couche externe détermine un grand nombre de technologies pour la construction de surfaces métalliques.

Les processus technologiques comprennent généralement des étapes:

1. préparation préliminaire des ébauches ;

2. accumulation de la couche galvanique dans les bains ;

3. traitement final de la pièce.

Au stade préliminaire, le traitement mécanique et le décapage des surfaces sont effectués:

• nettoyage des oxydes et des impuretés;

• dégraissage préalable;

• fixation à un équipement suspendu ;

• isoler les sites qui ne nécessitent pas de traitement ;

• dégraissage final.

Lors du traitement anodique des pièces, il est important de respecter les paramètres optimaux du courant et leur durée.

La dernière étape comprend :

• neutralisation des résidus électrolytiques sur les pièces traitées ;

• traitement alternatif avec des jets d'eau à différentes températures;

• retrait de parties des éléments de suspension ;

• supprimer une couche isolée d'objets fermés ;

• séchage;

• effectuer un traitement thermique, si nécessaire;

• finition mécanique à la taille requise.

Caractéristiques de conception des équipements de galvanoplastie modernes

Pour accueillir l'électrolyte sont utilisés bains galvaniques en polymères résistants :

• PVC;

• PVDF;

• polypropylène.

Ils sont montés sur une base métallique robuste avec des unités de commande dans des conceptions modulaires.

Un nettoyage de haute qualité des pièces est assuré par des méthodes de création:

• courant-jet;

• méthode de flux ;

• réception en cascade.

L'évaluation finale du processus de nettoyage est effectuée par l'opérateur à l'aide de méthodes d'observation visuelle.

Les équipements électriques et les appareils de chauffage installés sont contrôlés automatiquement ou par l'opérateur. Pour accélérer les opérations, le bouillonnement, le basculement et d'autres techniques sont effectués.

Les entreprises industrielles sont équipées de dispositifs de protection, d'absorbeurs, d'aspirations embarquées, de systèmes de traitement des eaux usées et ne permettent que certains processus, par exemple :

• dépôt de couches de nickel-or sur des produits industriels ;

• nickelage, argent, cuivre, chromage sur pendentifs;

• nickelage en fûts;

• traitement du cuivre et de l'étain en petits fûts;

• garniture sur pendentifs;

• traitement des eaux usées et autres technologies.

Les installations industrielles utilisées dans les grandes entreprises sont regroupées en lignes de production.

Méthodes galvaniques maison

L'utilisation de méthodes de galvanoplastie et de galvanoplastie à des fins domestiques est à la portée de tout artisan à domicile. Cependant, avant de fabriquer de tels appareils, vous devez étudier et prendre en compte les règles de sécurité à respecter lors de travaux avec des liquides agressifs et des installations électriques, assurer une bonne ventilation des locaux et l'élimination des eaux usées.

L'utilisation de bacs en verre n'est pas souhaitable en raison de leur fragilité. Il est préférable de choisir des plats en polymères transparents solides.

Pour le flux de courant électrique d'amplitude constante dans de petits réservoirs d'électrolyte, vous pouvez utiliser la conception de blocs prêts à l'emploi à partir d'un ordinateur ou d'un téléphone portable ou les fabriquer vous-même pour des besoins spécifiques.

Des dispositifs d'alimentation assez simples provenant d'anciennes radios à régulation par transistor peuvent être trouvés sur Internet ou prendre comme base le schéma suivant.

Vous pouvez y utiliser un transformateur de n'importe quel ancien téléviseur ou le remonter vous-même.Les caractéristiques nominales du transistor de puissance, du pont de diodes de redressement et de la résistance de régulation sont sélectionnées en fonction de la puissance de la charge. Un condensateur électrolytique égalise la tension lissée. Un ampèremètre est intégré pour une surveillance continue de la valeur actuelle.

La disposition des parties d'un bloc similaire, mais avec un nœud supplémentaire de transistors de commande, est illustrée sur la photo.

Un refroidisseur d'air est utilisé pour un meilleur refroidissement du transistor de puissance.

Il est très facile de fabriquer un autre bloc d'alimentation : les sorties des contacts séparés «+» et «-» du chargeur de téléphone portable sont reliées par un appareil de mesure et une résistance de charge de régulation avec la puissance correspondante aux électrodes du galvanique bain.

Lors de l'exécution de travaux par des méthodes galvaniques ou galvaniques, un artisan à domicile devra mener des expériences de manière indépendante et enregistrer leurs résultats afin d'acquérir de l'expérience. Ce n'est qu'ainsi que la maîtrise et les compétences pratiques apparaîtront.