La galvanisation et son application

Galvanisation - une méthode de dépôt de métaux sur la surface de produits métalliques et non métalliques en utilisant électrolyse… Après un tel dépôt, la surface du produit acquiert grande résistance à la corrosion, plus bel aspect (revêtement décoratif), parfois - plus grande dureté, résistance à l'usure.

Si, dans ce cas, le produit est recouvert d'une très fine couche de métal (5 - 30 μm), atteignant dans de rares cas (durcissement de surface) des dixièmes de millimètre, ce type de processus est appelé revêtement galvanique.

À l'heure actuelle, la galvanoplastie est largement utilisée (cuivrage, nickelage, chromage, argentage, or, cadmium, zingage, étamage, plombage).

Le placage d'or, le placage d'argent, le nickelage et le chromage sont principalement utilisés à des fins décoratives, tandis que ces revêtements augmentent en même temps la résistance à la corrosion.

Le cuivre est principalement utilisé comme couche intermédiaire sur les produits en acier au nickel ou au chrome.La bonne adhérence du métal protecteur au matériau du produit est très importante pour la durabilité des revêtements. au cuivre.

Étant donné que la couche de chrome dans certains cas ne protège pas contre la corrosion, un revêtement à trois couches (cuivre-nickel-chrome) est également utilisé. Recouvrir les produits d'une couche de nickel ou de chrome protège la surface de l'oxydation lorsqu'elle est chauffée à 480 - 500 ° C. Le revêtement de zinc est largement utilisé pour la protection contre la corrosion; dans certains cas, ils ont recours au cadmiage.

Le placage au chrome et au nickel est également utilisé pour améliorer la résistance à l'usure des surfaces, comme les stéréotypes dans l'industrie de l'imprimerie. Recouvrir un stéréotype d'une couche de nickel, de chrome ou de fer peut augmenter sa durée de vie de 10 fois ou plus. Dans ces cas, l'épaisseur du film appliqué doit être supérieure (30-50 microns ou plus).

Une condition irremplaçable pour la force d'adhérence de la couche appliquée au métal de base est la propreté de la surface de ce dernier. Par conséquent, avant l'électrolyse, les moindres traces de saleté, d'oxydes, de graisses sont soigneusement éliminées des produits. Pour ce faire, ils sont généralement dégraissés dans des solutions chaudes de bases ou dans des solvants organiques - kérosène, essence.

Pour éliminer les oxydes et les impuretés, les produits sont gravés dans de l'acide sulfurique ou chlorhydrique, et pour obtenir des surfaces lisses - par meulage et polissage. La dernière opération est répétée après l'application, si pour des raisons décoratives, il est nécessaire d'obtenir une surface brillante, car les produits de salle de bain sont généralement mats.

La partie principale de l'électrolyte est constituée des sels du métal appliqué.De plus, pour améliorer la conductivité de l'électrolyte, on y introduit souvent des acides ou des bases qui rendent l'électrolyte acide ou alcalin. Lors de la dorure et du placage d'argent, et parfois avec le placage de cuivre, des composés de cyanure sont introduits dans l'électrolyte, ce qui permet une meilleure adhérence du revêtement au métal de base.

En règle générale, les anodes solubles sont utilisées dans les procédés de galvanoplastie sous la forme de bandes ou de tiges de métal appliquées sur la cathode..V Dans ce cas, le métal est transféré de l'anode à la cathode. Cependant, des anodes en un métal ou un alliage insoluble dans un électrolyte donné sont également utilisées, par exemple en chromage, en plomb ou en alliage plomb-antimoine.Dans ce cas, le métal est séparé sur les produits en raison de la l'électrolyte et le sel du métal appliqué doivent être systématiquement ajoutés à l'électrolyte.

La galvanisation est réalisée dans des bains constitués d'un matériau chimiquement résistant à l'électrolyte utilisé. Les grandes cuves sont en acier, soudées et, pour les solutions acides, elles sont isolées de l'intérieur avec du caoutchouc, de l'ébonite, du plastique vinylique ou recouvertes de vernis résistant aux acides et à la chaleur.

Les pièces à traiter sont généralement montées sur des cintres dans le bain. Pour les processus se déroulant à faible densité de courant (0,01 - 0,1 A / cm2), des bains fixes à cathodes fixes sont utilisés.

À des densités de courant élevées (par exemple dans le chromage), des bains continus sont utilisés, où les produits pendant le processus de revêtement se déplacent d'un bord du bain à l'autre. De tels bains sont généralement équipés de dispositifs permettant de mélanger l'électrolyte avec de l'air comprimé et de le filtrer.

À grande capacité, des machines automatiques équipées de plusieurs bains sont utilisées, dans lesquelles non seulement le revêtement des produits eux-mêmes, mais également leur préparation de surface (dégraissage, attaque et rinçage) sont effectués. Dans de telles machines, les produits, se déplaçant sur des marches horizontalement et verticalement, traversent successivement toutes les cuves.

La galvanoplastie, comme tous les procédés électrolytiques, utilise du courant continu, généralement à basse tension (6 - 24 V). Le processus est régulé en changeant la densité de courant, la valeur de cette dernière change selon le processus de centièmes et dixièmes de A/dm2 en dorure et argent à dixièmes de A/cm2 en chromage.

À mesure que la densité de courant augmente, la quantité de métal déposé par unité de temps augmente, mais lorsqu'elle dépasse une certaine valeur (la sienne pour chaque processus), la qualité du revêtement se détériore fortement. Les bains galvanisés sont alimentés par des générateurs de courant continu ou des convertisseurs à semi-conducteurs.

Pour la plupart des processus de galvanoplastie, l'efficacité du courant est relativement élevée (de 100 à 90%), pour un certain nombre de processus, par exemple la dorure et certains types de placage de cuivre, l'efficacité du courant diminue à 70 - 60%. Seul le chromage est très faible (12%), car dans ce processus, la majeure partie de l'électricité consommée est dépensée en réactions secondaires.

Ces dernières années, des expériences ont été menées sur l'utilisation du courant alternatif dans les procédés galvaniques. Typiquement, une composante alternative est superposée à un courant continu, l'amplitude de la composante alternative étant environ 2 fois la valeur continue.L'utilisation du courant alternatif dans la production de revêtements de nickel, de cuivre et de zinc peut améliorer leur qualité, en particulier réduire la contamination de la couche appliquée par des impuretés.

Dans certains cas, un revêtement de cuivre est possible lorsque le bain est alimenté par un courant de 50 Hz. Cela s'explique par la rectification partielle du courant alternatif par une cellule électrochimique, grâce à laquelle une composante constante apparaît dans le courant du bain.