Nakładanie powłok galwanizerskich krok po kroku

Galwanizacja jest procesem technologicznym, który ma na celu pokrycie powierzchni materiału bardzo cienką i jednolitą warstwą określonego metalu. Do stworzenia takiej powłoki wykorzystuje się zjawisko elektrolizy, czyli przekształcania struktury substancji pod wpływem prądu elektrycznego. Nakładanie powłok galwanicznych jest procesem wieloetapowym. Dowiedz się, na czym ono polega.

Historia, rodzaje i zastosowanie galwanizacji

Galwanizowanie, czyli pokrywanie powierzchni materiału warstwą metalu, jest stosowane już od 1805 roku, kiedy to włoski chemik Luigi V. Brugnatelli po raz pierwszy wykonał złocenie srebra. Niestety panujący wówczas Napoleon Bonaparte nie zezwolił na ogłoszenie wyników jego pracy i odkrycie musiało czekać na swoją wielką chwilę jeszcze trzy dekady.
W 1837 roku metodę unowocześniono wykorzystując do tego celu elektrolizę. W efekcie powstała warstwa trwale spojona z podłożem. Oficjalnie metodę złocenia i srebrzenia z zastosowaniem elektrolizy opatentowali w 1840 roku dwaj jubilerzy – George Richard Elkington i H. de Ruolz. Jej rozpowszechnienie nastąpiło już 20 lat później. Od tego czasu do dziś wykorzystuje się galwanizację do pokrywania materiałów nie tylko srebrem i złotem. Do często stosowanych odmian tego procesu zaliczają się też chromowanie, cynowanie, cynkowanie, miedziowanie i niklowanie. Jeszcze do niedawna wykonywano także powłoki kadmowe, które wycofano z użytku ze względu na szkodliwość tego pierwiastka. Głównym przeznaczeniem galwanizowania jest ochrona materiału przed korodowaniem. Stosuje się je również w celu poprawy estetyki powierzchni lub nadania jej określonych cech – np. przewodnictwa elektrycznego czy przylepności.

Przebieg procesu galwanizacji

Nakładanie powłok galwanicznych jest złożonym procesem technologicznym, który przebiega wieloetapowo. Obejmuje on zarówno wstępne przygotowanie materiału, jak i jego kąpiel w elektrolicie oraz wykończenie. Po każdym z etapów przeprowadza się też płukanie. W nowoczesnych zakładach produkcyjnych do galwanizacji wykorzystuje się specjalne Iinie technologiczne, które projektuje i buduje firma Zugil Projekt. Dzięki zestawowi wanien, suszarek i urządzeń pomocniczych jest możliwe przeprowadzenie wszystkich czynności w sposób automatyczny i niemal bez udziału człowieka.

Poszczególne etapy nakładania powłoki

1. Wstępna obróbka mechaniczna materiału – jej celem jest przygotowanie podłoża do pokrycia, usunięcie nierówności, odprysków, starych farb i lakierów, pozostałości smarów, które mogą wpłynąć na jednolitość i trwałość powłoki. Ten etap obejmuje wiele czynności, począwszy od fizycznego usuwania zanieczyszczeń, przez płukanie, po piaskowanie czy gratowanie.
2. Oczyszczanie powierzchni – ten etap ma na celu usuniecie zanieczyszczeń chemicznych i odtłuszczenie. Usuwanie zanieczyszczeń wykonuje się za pomocą kąpieli w kwasowych i zasadowych środkach chemicznych takich jak węglany, fosforany, boraks czy syntetyczne środki piorące. Ze związków odczynie kwasowym stosuje się m.in. kwas chlorowodorowy i siarkowy. Dobór chemikaliów jest uzależniony od rodzaju opracowywanego metalu.
3. Test czystości powierzchni – pozwala on na określenie stopnia przygotowania powierzchni do konkretnego procesu. Nie zawsze jest wymagana perfekcyjna czystość. Niekiedy wystarczy jedynie jej sprawdzenie prze potarcie powierzchni czystą szmatką. W praktyce stosuje się też test na pękanie wody oraz test lustra.
4. Nakładanie powłoki galwanicznej – jest to właściwy etap galwanizacji, który polega na umieszczeniu przedmiotu w kąpieli elektrolitycznej, w której umieszcza się też elektrodę (anodę). Najczęściej jest nią przewód podłączony do prostownika, który wytwarza prąd stały. Po jego włączeniu następuje przemieszczanie się naładowanych jonów w kierunku katody, którą jest galwanizowany materiał. Po osadzeniu się na jego powierzchni ładunki niwelują się, a pozbawione ich cząsteczki integrują się z podłożem.
5. Wykańczanie powierzchni – po właściwej kąpieli galwanicznej przeprowadza się płukanie, czyszczenie i ocenę stanu powłoki. Na tym etapie wykonuje się też czynności, których celem jest ograniczenie matowienia lub poprawa odporności na korozję.

Po ostatecznym wykończeniu powłoki galwanicznej konieczne jest odpowiednie zagospodarowanie odpadów. Pozostałości po czyszczeniu czy kąpieli galwanicznej powinny być przekazane do utylizacji. Często producenci linii technologicznych oferują też przedsiębiorcom specjalne oczyszczalnie ścieków, które pozwalają rozwiązać ten problem.