Обработка поверхности методом гальванического покрытия: лучшие процессы гальванизации для деталей, изготовленных на станках с ЧПУ по индивидуальному заказу.

 

В области производства деталей с ЧПУ- обработкой обработка поверхности металлическим покрытием является важнейшей технологией. Она улучшает характеристики поверхности металлических деталей — повышает коррозионную стойкость, износостойкость и проводимость, а также улучшает внешний вид. По сути, эта технология заключается в прочном покрытии детали, изготовленной на станке с ЧПУ из одного металла, тонким слоем другого металла.

 

Выбор тонкого металлического слоя определяет конечный результат: цинковое покрытие для лучшей коррозионной стойкости, хромовое покрытие для износостойкости и улучшения внешнего вида, медное или золотое покрытие для повышения проводимости. Существуют также различные способы нанесения этих металлических слоев на детали, обработанные на станках с ЧПУ, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

 

В этой статье представлен полный обзор обработки поверхности металла методом гальванического покрытия — основные принципы, этапы, распространенные типы, преимущества и недостатки, области применения и важные моменты — чтобы помочь вам выбрать наиболее подходящий процесс и тип покрытия для ваших деталей, изготовленных на заказ. В заключительной части рассказывается о том, как наш завод использовал цинково-никелевое покрытие для решения задач, связанных с высокой коррозионной стойкостью.

 

 

 

 

 

Что такое обработка поверхности металлическим покрытием?

 

 

 

 

 

 

Металлообработка методом гальванического покрытия — это технология обработки поверхности, при которой поверхность металлических подложек покрывается тонким слоем металла посредством электролитического процесса. Этот тонкий слой металла позволяет улучшить поверхностные характеристики металлических деталей и удовлетворить различные специфические требования.

 

 

 

Основные принципы нанесения металлических покрытий:

 

 

Основной принцип обработки поверхности металлическим покрытием заключается в использовании электролиза для осаждения слоя ионов металла из солевого раствора, содержащего металл, на поверхность металлической подложки. Этот процесс происходит, когда металлическая подложка выступает в качестве катода, а ионы металла в растворе для покрытия восстанавливаются и осаждаются на поверхности подложки, образуя слой покрытия. Для достижения желаемой толщины и свойств покрытия необходимы определенные параметры, такие как плотность тока (например, при использовании метода электроосаждения, ток контролируется), температура и состав электролита.

 

 

 

Этапы нанесения металлического покрытия:

 

 

Предварительная обработка: Предварительная обработка является критически важным этапом обработки поверхности металла при нанесении гальванического покрытия и включает обезжиривание, удаление ржавчины, активацию и т. д., для удаления примесей, таких как масло, ржавчина и оксидная пленка, с поверхности металла и улучшения адгезии между гальваническим слоем и подложкой. Распространенные методы предварительной обработки включают обезжиривание растворителями или щелочами, кислотное травление для удаления ржавчины и кислотную активацию непосредственно перед нанесением покрытия.

 

Проверка эффективности процесса очистки: После предварительной обработки крайне важно подтвердить эффективность процесса очистки, чтобы убедиться, что металлическая поверхность чистая и свободна от загрязнений, что обеспечит хорошую основу для последующего процесса нанесения покрытия.

 

Подготовка гальванической станции: В зависимости от выбранного типа покрытия и технологических требований, подготовьте гальваническую станцию, включая гальванические ванны, источники питания, электроды и т. д.

 

Процесс нанесения покрытия: Поместите предварительно обработанные металлические детали в гальваническую ванну, включите питание и запустите процесс нанесения покрытия. Во время нанесения покрытия необходимо контролировать такие параметры, как плотность тока, температура и время, чтобы достичь желаемого качества и свойств слоя покрытия. (Здесь имеется в виду электролитическое металлическое покрытие, или гальванизация , которая является наиболее распространенным методом на многих заводах; требуется внешний электрический ток).

 

Последующая обработка: После нанесения покрытия проводятся такие процессы обработки, как очистка, сушка, пассивация и т. д., для улучшения коррозионной стойкости и эстетического вида покрытия.

 

Обработка отходов: Надлежащая обработка отработанных жидкостей и остатков, образующихся в процессе гальванического покрытия, необходима для предотвращения загрязнения окружающей среды и растраты ресурсов.

 

 

 

 

Стандартные методы промышленной обработки металлических поверхностей методом гальванического покрытия

 

 

Гальванизация : Гальванизация — это распространенная обработка поверхности металла, улучшающая коррозионную стойкость и износостойкость за счет покрытия металлической поверхности слоем цинка. Гальванизированный слой обладает хорошей адгезией и пластичностью, что делает его подходящим для защиты от коррозии различных металлических деталей. Наилучшие результаты она показывает на стальных и железных деталях — крепежных элементах, кронштейнах и корпусах из углеродистой и низколегированной стали. Цинк — распространенный, достаточно экономичный и эффективный металл для гальванического покрытия, а детали с гальваническим цинкованием широко используются в строительной фурнитуре, автомобильных компонентах и ​​крепежных изделиях общего назначения.

 

 

 

 

Хромирование : Хромирование — это высокодекоративная и функциональная обработка металлических поверхностей. Слой хрома обладает такими характеристиками, как высокая твердость, износостойкость, коррозионная стойкость и хорошая отражательная способность, и широко используется для декорирования и защиты транспортных средств, таких как автомобили, мотоциклы, велосипеды и т. д. Оно подходит для стальных деталей, имеющих износостойкие поверхности из твердого хрома, а также для деталей из латуни, цинка, литого под давлением, или алюминия, покрытых декоративным хромом поверх медно-никелевого подслоя.

 

 

 

 

 

Меднение : Меднение — это обработка поверхности металла гальваническим покрытием с превосходной проводимостью. Медный слой обладает хорошей проводимостью и теплопроводностью, что делает его пригодным для обработки металлических деталей в электронной и электротехнической промышленности. Оно обычно применяется к деталям из стали и цинка, полученным методом литья под давлением, и часто служит в качестве подслоя под никелем или хромом на этих подложках.

 

 

 

 

Никелирование: Никелирование — это обработка поверхности металла, обладающая хорошей коррозионной стойкостью. Никелевый слой имеет превосходную коррозионную стойкость, износостойкость и свариваемость, широко используется в аэрокосмической, электронной, химической промышленности и т. д. Подходит для деталей из стали, меди, латуни и алюминия и часто используется в качестве базового слоя под золото или хром.

 

 

 

 

Золотое покрытие: Золотое покрытие — это декоративная и проводящая обработка поверхности металла. Слой золота обладает превосходной стабильностью и устойчивостью к окислению, широко используется в ювелирных изделиях, электронных устройствах и т. д. Обычно его наносят поверх никелированной медной, латунной или коварной детали в электронных разъемах и контактах. Однако золото дорогое — хотя оно используется во многих компонентах электронных устройств для повышения проводимости, более дешевым вариантом является серебряное или медное покрытие, которые также хорошо проводят электричество.

 

Серебряное покрытие: Серебряное покрытие — это обработка поверхности металла, обладающая превосходной проводимостью и отражательной способностью. Слой серебра имеет отличные электрические и оптические свойства, что делает его подходящим для обработки металлических деталей в электронике, оптике и т. д. Обычно его наносят на медные и латунные детали для электрических контактов и отражателей. Некоторые ювелирные изделия также покрывают серебром для улучшения внешнего вида, а серебро дешевле золота.

 

 

 

 

 

Различные технологии нанесения металлических покрытий

 

 

Гальваническое металлическое покрытие

 

Электролитическое металлическое покрытие — это технология, при которой на поверхности металлической подложки в процессе электролиза формируется равномерный и плотный слой металлического покрытия. Эта технология позволяет выбирать различные металлы в качестве материалов для покрытия в зависимости от требований к характеристикам. Электролитическое покрытие, создаваемое электрическим током, является наиболее распространенным и быстрым методом, позволяющим получить гладкую, высококачественную поверхность покрытия — хотя для этого требуется внешний источник питания, что означает более высокое энергопотребление и более высокую стоимость (необходим внешний электрический ток).

 

 

 

 

 

 

Химическое осаждение металлического покрытия для обработки поверхности

 

Химическое осаждение металлов — это технология обработки металлических поверхностей, не требующая внешнего источника питания. Слой металлического покрытия образуется на поверхности металлической подложки посредством химических реакций. Химическое осаждение также называют автокаталитическим осаждением: слой формируется за счет собственной химической реакции восстановления раствора, а не под действием электрического тока. Поскольку процесс зависит от этой самокатализируемой реакции, осаждение происходит медленнее, чем при электролитическом осаждении, и поэтому качество и характеристики слоя несколько уступают электролитическому осаждению — хотя сам процесс относительно дешев и прост в эксплуатации (внешний электрический ток не требуется).

 

 

 

Поверхностная обработка методом иммерсионного металлического покрытия

 

Иммерсионное осаждение работает за счет вытеснения, а не за счет приложенного тока. Распространенный пример: деталь, уже имеющая слой никеля, полученный методом химического осаждения, помещается в раствор ионов благородных металлов. Поскольку эти ионы благородных металлов более стабильны, они спонтанно вытесняют поверхностный металл — атомы никеля естественным образом вытягиваются и замещаются, например, ионами золота. Это обеспечивает широкое и эффективное покрытие, но концентрацию раствора и температуру необходимо тщательно контролировать. (Внешний электрический ток не требуется)

 

 

 

 

 

 

 

Преимущества и недостатки финишного металлического покрытия

 

Преимущества металлической финишной обработки методом гальванического покрытия.

 

• Целенаправленно улучшает поверхностные характеристики металлических деталей: Цинкование (гальванизация) и никелирование повышают коррозионную стойкость; хромирование и никелирование повышают износостойкость; хромирование, золочение и серебрение улучшают внешний вид; меднение, золочение и серебрение повышают проводимость.
• Позволяет выбирать различные металлы в качестве материалов для покрытия в зависимости от требований, поэтому одна подложка может удовлетворять нескольким различным функциональным потребностям.
• В частности, гальванически осажденные слои получаются однородными, плотными, обладают хорошей адгезией и пластичностью.

 

Недостатки гальванического покрытия при финишной обработке металла.

 

• Отработанная жидкость и остатки, образующиеся в процессе нанесения покрытия, могут стать причиной загрязнения окружающей среды.
• Процесс гальванического покрытия потребляет большое количество электроэнергии и водных ресурсов.
• На качество и эксплуатационные характеристики гальванического слоя влияют различные факторы, такие как плотность тока, температура, время и т. д., которые необходимо строго контролировать.

 

Применение металлических покрытий

 

Обработка поверхности металлическим покрытием широко применяется в различных областях, включая, помимо прочего:

 

 

Автомобильная промышленность : Цинкование, хромирование и т.д. широко используются для защиты от коррозии и декоративной отделки кузовов и компонентов автомобилей.

 

Электроника и электротехника : Меднение, никелирование и т.д. широко используются для повышения проводимости и коррозионной стойкости в электронной и электротехнической промышленности.

 

Аэрокосмическая отрасль : Никелирование, хромирование и т.д. используются для повышения коррозионной стойкости и износостойкости металлических деталей в аэрокосмической промышленности.

 

Металлопродукция: Для декорирования и защиты от коррозии металлопродукции, такой как замки, ручки и декоративные элементы, используются различные виды металлического покрытия.

 

Ювелирная промышленность: для улучшения блеска и прочности ювелирных изделий используются такие методы, как золочение, серебрение и т.д.

 

 

 

 

Ваш эксперт в области решений для обработки металлических поверхностей.

 

Как эксперты в области обработки на станках с ЧПУ , мы предлагаем комплексные решения по обработке металлических поверхностей методом гальванического покрытия. Благодаря современному оборудованию для гальванического покрытия и профессиональной технической команде мы можем разработать наиболее подходящие решения по обработке поверхности в соответствии с требованиями заказчика. Мы уделяем особое внимание защите окружающей среды и устойчивому развитию, используя передовые технологии переработки отходов для обеспечения экологичности производственного процесса.

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы, касающиеся обработки поверхности при нанесении металлических покрытий.

 

 

Выберите подходящий процесс нанесения покрытия с учетом материала деталей, требований к производительности и бюджета затрат.

 

• Строго контролировать параметры процесса: Такие параметры процесса, как плотность тока, температура и время нанесения покрытия, оказывают существенное влияние на качество и эксплуатационные характеристики слоя покрытия и должны строго контролироваться.
• Обеспечение качества гальванического раствора: Качество и концентрация гальванического раствора напрямую влияют на качество и эксплуатационные характеристики гальванического слоя, поэтому их необходимо регулярно проверять и заменять.
• Обратите внимание на экологические проблемы: Правильная очистка отработанной жидкости и остатков, образующихся в процессе гальванизации, необходима для предотвращения загрязнения окружающей среды.

 

 

 

 

 

Пример проекта от завода по обработке на станках с ЧПУ VMT: цинково-никелевое покрытие, устойчивое к солевому туману, для европейского заказчика.

 

 

 

 

К нам обратился клиент из Германии, специализирующийся на гидравлических системах, с партией клапанных блоков из углеродистой стали, которые требовали нанесения гальванического покрытия. Детали эксплуатируются на открытом воздухе в прибрежной зоне, поэтому в техническом задании требовалась 480-часовая устойчивость к нейтральному солевому туману без образования красной ржавчины, а толщина покрытия должна была быть достаточной для обеспечения допуска по диаметру ±0.02 мм после обработки.

 

Их предыдущий поставщик использовал стандартное блестящее цинковое покрытие. Оно прошло проверку размеров, но не выдержало испытаний в солевом тумане примерно через 150 часов: на острых краях отверстий, где слой цинка истончился, появилась красная ржавчина. Заказчик выбрасывал примерно каждый пятый блок на этапе входного контроля.

 

Мы заменили покрытие на цинково-никелевое сплавное (12–15% никеля) с пассивацией трехвалентным хромом и скорректировали компоновку стойки таким образом, чтобы ток более равномерно поступал к утопленным поверхностям портов. Цинково-никелевое покрытие гораздо лучше держится на кромках и углах, чем обычный цинк, а трехвалентная пассивация позволила избежать использования шестивалентного хрома в процессе производства в соответствии с требованиями REACH заказчика.

 

Переработанные блоки выдержали 720 часов воздействия нейтрального солевого тумана без образования красной ржавчины — значительно превысив целевой показатель в 480 часов — а диаметр покрытых отверстий остался в пределах допуска ±0.02 мм. В последующих производственных циклах процент брака на покрытии при входном контроле снизился почти до нуля.

 

 

 

 

 

Заключение

 

Металлообработка методом гальванического покрытия — важная технология для улучшения характеристик поверхности металлических деталей, повышения их коррозионной стойкости, износостойкости, эстетики и проводимости. Выбор подходящего процесса гальванического покрытия и строгий контроль параметров процесса являются ключом к получению высококачественных слоев покрытия. Как эксперты в области обработки на станках с ЧПУ , мы предлагаем комплексные решения по металлообработке и гальваническому покрытию, стремясь обеспечить клиентам высококачественные услуги. В то же время мы уделяем особое внимание защите окружающей среды и устойчивому развитию, обеспечивая экологичность производственного процесса. У вас есть чертеж или деталь, нуждающаяся в гальваническом покрытии? Отправьте нам информацию о материале подложки, желаемой отделке, а также требования к солевому туману или толщине покрытия, и наша команда порекомендует подходящий процесс и тип покрытия, а также выявит любые проблемы с допусками кромок, отверстий или резьбы до того, как это повлияет на стоимость партии. Свяжитесь с нами для проверки гальванического покрытия ваших деталей, обработанных на станках с ЧПУ. 2D-чертежи (PDF-файлы), 3D-чертежи (IGS/STP/STEP-файлы)

 

 

 

 

Часто задаваемые вопросы о финишном металлическом покрытии

 

 

В: Что является причиной появления пузырьков или пятен в слое покрытия?

 

А: Причиной могут быть примеси в растворе для нанесения покрытия, чрезмерная плотность тока или загрязнение поверхности деталей маслом.

 

 

 

В: Что делать, если толщина слоя покрытия неравномерная?

 

А: Вы можете улучшить результат, отрегулировав плотность тока, перемешивая раствор для гальванического покрытия или изменив положение электрода.

 

 

 

В: Что делать, если после нанесения покрытия детали изменили цвет или подверглись коррозии?

 

А: Это может быть связано с низким качеством покрытия или неправильными процессами постобработки, что требует проверки процесса нанесения покрытия и процессов постобработки.

 

 

 

В: Толщина слоя покрытия в одних местах больше, чем в других? На что мне нужно обратить внимание?

 

А: Да. В углублениях и внутренних углах толщина покрытия имеет тенденцию уменьшаться — часто снижаясь примерно до трех четвертей от номинальной толщины, — в то время как острые внешние кромки, как правило, толще. Необходимо учитывать эти эффекты кромок, углов и канавок при определении параметров покрытия, особенно для деталей с глубокими углублениями или мелкими деталями.

 

 

 

В: Что следует учитывать при гальваническом покрытии винтов и гидравлических фитингов?

 

А: На резьбовых деталях и гидравлических фитингах слой покрытия толще снаружи — толщина отложения на наружной резьбе и острых кромках может быть примерно в четыре раза больше, чем на плоской поверхности, поэтому это накопление необходимо учитывать при расчете толщины покрытия. Слишком большое количество покрытия на резьбе изменяет посадку и может привести к заеданию сопрягаемой детали, поэтому на прецизионных резьбах толщина покрытия обычно составляет несколько микрон и проверяется на соответствие допуску резьбы. На гидравлических уплотнительных поверхностях толщина поддерживается равномерной и контролируемой, поскольку неравномерный слой может привести к протечке через уплотнение.

 

 

 

В: В чем разница между нанесением покрытия и гальваническим покрытием?

 

А: Процесс нанесения покрытия может применяться как к непроводящим, так и к проводящим поверхностям, тогда как процесс гальванического покрытия может применяться только к проводящим металлическим поверхностям.

 

 

 

 

 

Условия использования

 

Техническая информация и рекомендации по производству, размещенные на веб-сайте VMT, носят исключительно общий характер. Хотя мы стремимся к точности, VMT не гарантирует, что указанные процессы, допуски или свойства материалов применимы к каждому конкретному проекту. Любое использование вами такой информации осуществляется исключительно на ваш собственный риск. Ответственность за предоставление точных технических спецификаций для любых производственных заказов лежит на покупателе. Окончательные спецификации и условия обслуживания определяются официальным договором или коммерческим предложением, подтвержденным обеими сторонами.