Назад: 4.4. Электроискровое легирование (ЭИЛ)

Далее: 5. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

5.1. Гальванотехника

Методы обработки, основанные на явлении электролиза, переносе металла с одного электрода на другой под действием электрического тока, на растворении анода в электролите и осаждении на катоде металла электролита называются электрохимическими. Гальванотехническим способом изделие формируется на катоде из осаждающегося на нём металла анода. При электролитическом анодном травлении и анодном полировании изделие является анодом, при растворении его поверхностного слоя, поверхность очищается и сглаживается – полируется.

Методом электролитического растворения анода можно придавать изделию заданную форму, особенно когда материал с трудом поддаётся механической обработке. Для увеличения производительности размерной электрохимической обработки его комбинируют с традиционными механическими и искровыми методами обработки. Разновидности процессов электрохимической обработки материалов (ЭХОМ) приведены на рис.5.1.

Рис. 5.1. Разновидности процессов электрохимической обработки материалов (ЭХОМ)

Гальванотехника – способ осаждения металлов на поверхности металлических и неметаллических изделий при помощи электролиза. После такого осаждения поверхность изделия приобретает большую стойкость против коррозии, против истирания и красивый вид (декоративное покрытие). Если при этом изделие покрывается весьма тонким (5-30 мкм) слоем металла, то такого рода процесс носит название гальваностегии. Изделие можно покрывать значительно более толстым слоем в целях получения его точной копии; этот процесс получил распространение в художественном промысле (изготовлении металлических копий статуй и других художественных произведений), а также в полиграфии и получил название гальванопластики.

Гальваностегия имеет в настоящее время широкое применение при нанесении антикоррозионных покрытий: омеднение, никелирование, хромирование, серебрение, золочение, кадмирование, покрытие поверхности цинком, оловом, свинцом.

Золочение, серебрение, никелирование и хромирование в основном преследуют декоративные цели, одновременно эти покрытия повышают сопротивление коррозии. Медь используется главным образом как промежуточный слой на покрываемых никелем или хромом стальных изделиях. Для стойкости покрытий весьма важно хорошее сцепление защитного металла с материалом изделия; никель и хром недостаточно прочно сцепляются со сталью, поэтому изделие сначала омедняют, а затем уже поверх слоя меди наносят слой никеля или хрома. Так как слой хрома в ряде случаев не защищает от коррозии, применяют и трёхслойное покрытие (медь – никель – хром). Покрытие изделий слоем никеля или хрома защищает их поверхность от окисления при нагреве до 480-580 °С. Широко распространено для защиты от коррозии покрытие цинком; в ряде случаев прибегают к кадмированию.

Хромирование используется для восстановления первоначальных геометрических размеров деталей в пределах требуемого допуска для заданной посадки в ответственных разъемных соединениях (например, резьбовых в авиации) при выполнении ремонтных работ.

Хромирование и никелирование применяются также для повышения износостойкости поверхностей, например стереотипов в типографском деле. Нанесение на стереотип слоя никеля, хрома или железа может повысить его срок службы в 10 раз и более. В этих случаях толщина наносимого слоя должна быть больше (30-50 мкм и более).

Как правило, в процессах гальваностегии применяют растворимые аноды в виде полос или прутков из металла, осаждаемого на катоде; в этом случае осуществляется перенос металла с анода на катод.

Гальванопластика позволяет получать точные копии изделий. Для этой цели с изделия снимают оттиск – обратное изображение, получившее название матрицы. Матрицы могут быть металлическими и неметаллическими, например из воска. В последнем случае поверхности матрицы сообщается электропроводность путём нанесения на нее металлического порошка. Матрицы могут изготавливаться из графита. Металлические матрицы могут изготавливаться прессованием из свинца, путём отливки из легкоплавких сплавов, а также методом гальванопластики. При сложных формах изделий (бюсты, статуи) их делят на две или большее количество частей, для каждой из которых изготавливают свою матрицу и копию. Затем отдельные копии соединяют друг с другом пайкой. Широкое применение получила гальванопластика в полиграфии.

Далее: 5.2. Анодная электрохимическая обработка