1. Introduzione

La galvanotecnica è una tecnologia di trattamento delle superfici di antica tradizione che deposita uno strato metallico sulla superficie di un materiale di supporto attraverso principi elettrochimici per soddisfare requisiti di protezione dalla corrosione, decorativi o funzionali. Dalla sua nascita nel XIX secolo, la tecnologia galvanica si è evoluta da puramente protettiva e decorativa a un processo di precisione in grado di fornire funzioni specifiche come quelle elettriche, magnetiche, ottiche e termiche.

In base alla funzione della placcatura, la placcatura può essere suddivisa in tre categorie principali:

• rivestimento protettivoPrevenzione della corrosione del substrato (ad es. galvanizzazione)
• Placcatura decorativaPer dare un aspetto estetico (ad es. cromatura, doratura).
• Placcatura funzionaleForniscono speciali proprietà fisico-chimiche (ad esempio, argentatura per migliorare la conduttività elettrica, cromatura dura per aumentare la resistenza all'usura).

Il materiale da placcare può essere metallico o non metallico (ad esempio, placcatura della plastica). Lo scopo di questo articolo è fornire una guida autorevole e completa alla conoscenza della placcatura per aiutare i lettori a comprendere a fondo il processo di placcatura, a scegliere la soluzione giusta e a rispondere alle domande più frequenti.

2. Principi di base della galvanotecnica

2.1 Fondamenti di elettrochimica

La galvanica è un metodo per ottenere uno strato placcato sulla superficie di un substrato mediante elettrolisi in una soluzione contenente gli ioni metallici da placcare, con il materiale o il prodotto placcato come catodo. L'applicazione della tecnologia galvanica ha una lunga storia, inizialmente sviluppata per soddisfare le esigenze anticorrosione e decorative delle persone, con il continuo progresso della scienza e della tecnologia, la tecnologia galvanica può essere utilizzata anche per produrre una specifica composizione e funzione dello strato di copertura metallica, fornendo caratteristiche elettriche, magnetiche, ottiche, termiche e di altro tipo. In base alla funzione della placcatura, essa può essere suddivisa in placcatura protettiva, placcatura decorativa e placcatura funzionale. Il materiale placcato può essere metallico o non metallico e la placcatura si ottiene sulla superficie del substrato mediante elettrolisi, utilizzando il materiale o il prodotto placcato come catodo. Il processo di galvanizzazione richiede tre condizioni necessarie:Alimentazione, bagno di placcatura (soluzione), elettrodo.

In un circuito chiuso, un alimentatore CC pompa continuamente elettroni dall'anodo al catodo:

• anodico: si verifica una reazione di ossidazione in cui il metallo perde elettroni e si dissolve come ioni in soluzione (M → M?? + ne-)
• elettrodo negativo (cioè che emette elettroni)Si verifica la reazione di riduzione e gli ioni metallici guadagnano elettroni per depositarsi come strato metallico (M?? + ne- → M).

2.2 Potenziali analitici e reazioni elettrodiche

La condizione fondamentale per la riduzione degli ioni metallici all'elettrodo per ottenere la galvanoplastica è che il potenziale dell'elettrodo sia sufficientemente negativo.potenziale di precipitazioneSi riferisce al potenziale che deve essere applicato quando una sostanza inizia a scaricarsi su un elettrodo e precipita dalla soluzione, che deve essere inferiore al potenziale di equilibrio del metallo da ridurre.

Secondo l'equazione di Nernst, il potenziale dell'elettrodo è influenzato dai seguenti fattori:$$E=E^0+\frac{RT}{nF}\ln ?\frac{[\text{ossidativo}]}{[\text{riduzionista}]}$$E=E0+nFRTln [ridotto] [ossidato]

Tra questi:

• E?: potenziale elettrodico standard (misurato a 25°C, concentrazione ionica 1 mol/L)
• R: costante del gas
• T: Temperatura
• n: numero di trasferimento degli elettroni
• F: costante di Faraday

Potenziale standard dell'elettrodoRiflette la capacità redox dei metalli: i metalli con grandi potenziali negativi tendono a perdere elettroni per l'ossidazione (ad esempio, lo zinco), mentre i metalli con grandi potenziali positivi tendono a guadagnare elettroni per la riduzione (ad esempio, oro, argento).

2.3 Polarizzazione dell'elettrodo

Il fenomeno per cui il potenziale dell'elettrodo si discosta dal potenziale di equilibrio quando viene fatta passare una corrente attraverso l'elettrodo è chiamato polarizzazione e si divide in due categorie principali:

1. Polarizzazione elettrochimica
Causato dal fatto che la velocità della reazione elettrochimica sull'elettrodo è inferiore alla velocità di movimento degli elettroni.

• polarizzazione catodicaLa velocità della reazione di riduzione catodica è inferiore alla velocità di fornitura di elettroni dalla fonte di energia esterna e il potenziale dell'elettrodo si sposta in direzione negativa.
• polarizzazione anodicaLa velocità di ingresso degli ioni metallici nella soluzione è inferiore alla velocità di ingresso degli elettroni dall'anodo al conduttore esterno e il potenziale dell'elettrodo si sposta in direzione positiva.

2. Polarizzazione differenziale
Causata dalla diffusione di ioni in soluzione a una velocità inferiore a quella del movimento degli elettroni. La concentrazione degli ioni metallici in prossimità dell'elettrodo è inferiore a quella della soluzione nativa, creando un gradiente di concentrazione che determina uno spostamento di potenziale.

2.4 Processo di elettrodeposizione dei metalli

Il processo di placcatura è un processo in tre fasi checombinareTuttavia, la velocità varia, con il passo più lento che è il collegamento di controllo:

1. trasferimento di massa in fase liquidaGli ioni metallici idratati o gli ioni complessi migrano dall'interno della soluzione verso l'interfaccia catodica fino al lato bilayer catodico della soluzione. Le modalità di trasferimento di massa includono l'elettromigrazione, la convezione e la diffusione.proliferareè la fase di controllo principale.
2. reazione elettrochimicaGli ioni metallici passano attraverso il doppio strato elettrico, rimuovendo lo strato molecolare o di legante idratato, e guadagnano elettroni dal catodo per diventare atomi metallici. Ad esempio nella galvanizzazione alcalina al cianuro:
   • Zn(OH)?2- → Zn(OH)? + 2OH- (diminuzione del numero di coordinazione)
   • Zn(OH)? + 2e → Zn + 2OH- (rimozione del ligando)
3. elettrocristallizzazioneGli atomi di metallo si diffondono lungo la superficie del metallo per raggiungere il punto di crescita cristallina ed entrare nel reticolo cristallino in una certa disposizione regolare per formare il rivestimento.

2.5 Legge di Faraday ed efficienza di corrente

La prima legge di FaradayNell'elettrolisi, la quantità di sostanza precipitata o disciolta all'elettrodo è proporzionale alla quantità di elettricità che lo attraversa.$$M=KIt$$M=KIt

dove K è l'equivalente elettrochimico (la massa della sostanza precipitata quando passa attraverso una carica di 1C).

La seconda legge di FaradayLa quantità di sostanza precipitata o disciolta all'elettrodo è uguale quando vi passa la stessa quantità di elettricità e la quantità di elettricità necessaria per far precipitare 1 mole di qualsiasi sostanza è 9,65 × 10?C (costante F di Faraday).

Efficienza attualeLa massa effettivamente precipitata è inferiore al valore teorico a causa di reazioni collaterali (ad es. precipitazione di idrogeno).$$\eta =\frac{\text{Massa effettiva delle precipitazioni}}{\text{Qualità teorica delle precipitazioni}}\times 100\mathrm{\%}=\frac{M^{\mathrm{\prime }}}{KIt}\times 100\mathrm{\%}$$η= Massa di precipitazione teorica Massa di precipitazione reale × 100%=KItM′×100%

L'efficienza della corrente catodica è in genere inferiore a 100%.

2.6 Calcolo dello spessore del rivestimento

Formula di calcolo dello spessore della placcatura:$$\delta =\frac{K{D}_{K}t{\eta }_K\times 100}{60\gamma }$$δ=60γKDK?tηK×100

Tra questi:

• δ: Spessore del rivestimento (μm)
• K: equivalente elettrochimico (g/A-h)
• D_K: densità di corrente del catodo (A/dm2)
• t: tempo (min)
• η_K: efficienza della corrente catodica (%)
• γ: densità del metallo (g/cm3)

Velocità di deposizione (μm/h):$$U=\frac{K{D}_K{\eta }_K\times 100}{\gamma }$$U=γKDK?ηK×100

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3. Composizione dell'elettrolita e ruolo di ciascun componente

3.1 Sale primario

Il sale ospite è il sale della soluzione di placcatura che fornisce gli ioni metallici da placcare e determina il tipo di metallo da placcare. La concentrazione del sale principale deve essere mantenuta in un intervallo appropriato:

• Concentrazione elevataVelocità di deposizione accelerata, ma la polarizzazione catodica diminuisce e i cristalli del rivestimento diventano più grossolani.
• Concentrazione adeguataSi ottengono rivestimenti fini e densi

3.2 Agenti di compoundazione

L'agente complessante può complessare gli ioni metallici nel sale principale per formare ioni complessi. Le soluzioni di placcatura ionica semplici tendono a ottenere grani grossolani, mentre le soluzioni di placcatura ionica complessa presentano i seguenti vantaggi:

• Gli ioni complessi sono solo parzialmente solubili in soluzione e sono più stabili degli ioni salini semplici.
• Genera un'ampia polarizzazione catodica per rivestimenti dettagliati
• Agenti complessanti comunemente utilizzati: cianuro, pirofosfato, acido aminotriacetico, ecc.

3.3 Sali supplementari (sali conduttori)

Sali di metalli alcalini o alcalino-terrosi che aumentano la conducibilità elettrica di una soluzione e non complessificano lo ione metallico principale del sale:

• Sali conduttori comunemente utilizzati: solfato di sodio (Na?SO?), solfato di magnesio (MgSO?), sali di ammonio
• Funzione: miglioramento della capacità di placcatura profonda, della capacità di dispersione e dell'ottenimento di uno strato di placcatura fine.
• Nota: un livello troppo alto può ridurre la solubilità di altri sali.

3.4 Attivatore anodico

Sostanze che promuovono l'attivazione dell'anodo, aumentano la densità di corrente alla quale l'anodo inizia a passivarsi e garantiscono la normale dissoluzione dell'anodo:

• Effetto: potenziale anodico negativo (depolarizzazione anodica)
• Sostanze comuni: ioni alogenuri, sali di ammonio, tartrati, tiocianati, citrati.

3.5 Additivi

Sostanze che non alterano in modo significativo le proprietà elettriche ma possono alterare in modo significativo le proprietà di placcatura, tra cui:

• Agente antiforoagenti umettanti per ridurre la tensione superficiale.
• Soppressore di vaporiRiduzione della fuoriuscita di gas nocivi
• agente di risciacquo: Placcatura brillante ottenuta
• agente livellanteRiempire le microscopiche superfici irregolari

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4. Principali fattori che influenzano la qualità della placcatura

4.1 Effetto del pH

Effetti del pH:

• Potenziale di scarica di idrogeno
• Precipitazione di inclusioni alcaline
• Composizione di complessi o idruri
• Grado di adsorbimento degli additivi

Durante la placcatura, se il pH aumenta, il catodo è più efficiente dell'anodo; se il pH diminuisce, è vero il contrario. Il pH può essere stabilizzato in un certo intervallo aggiungendo un tampone.

4.2 Effetti degli additivi

Additivi inorganiciForma colloidi di idrossido o solfuro altamente dispersi nell'elettrolita, che vengono adsorbiti sulla superficie del catodo per ostacolare la precipitazione del metallo e aumentare la polarizzazione catodica.

Additivi biologici::

• Sostanze per lo più tensioattive, adsorbite per formare una pellicola di adsorbimento che ostacola la precipitazione dei metalli.
• Alcuni formano colloidi nell'elettrolita e si complessano con ioni metallici per formare complessi ionici colloidali-metallici.

4.3 Effetto della densità di corrente

Ogni soluzione di placcatura ha una gamma di densità di corrente per la placcatura normale:

• troppo bassoPolarizzazione catodica ridotta, cristalli di rivestimento grossolani o addirittura nessun rivestimento.
• idoneitàAumento della polarizzazione catodica, grani di placcatura più fini
• esorbitanteIl superamento della densità di corrente limite comporta il deterioramento del rivestimento con rivestimenti spugnosi, dendritici, "bruciati" e anneriti.

Densità di corrente più elevate sono ammissibili in condizioni di maggiore concentrazione di sale principale, aumento della temperatura della soluzione di placcatura e agitazione.

4.4 Effetto della forma d'onda della corrente

Il processo di deposizione è influenzato da variazioni del potenziale catodico e della densità di corrente:

• Trifase ad onda piena raddrizzata e regolata in corrente continuaQuasi nessun effetto sull'organizzazione della placcatura
• semionda monofase (fisica): produce un colore grigio scuro senza lucentezza sullo strato di cromo.
• onda piena monofase (fisica): Schiaritura di rivestimenti in rame pirofosfato e in lega rame-stagno

4.5 Effetto della temperatura

• Vantaggi del riscaldamentoAccelera la diffusione e riduce la polarizzazione della concentrazione; aumenta la solubilità dei sali e migliora la conduttività e la dispersione; aumenta il limite superiore della densità di corrente e aumenta la produttività.
• Lo svantaggio del riscaldamentoRiduce la polarizzazione elettrochimica e coarta i cristalli; accelera la disidratazione delle particelle e aumenta l'attività degli ioni e della superficie del catodo.

4.6 Effetti della miscelazione

• Polarizzazione catodica ridottaCoartazione dei grani
• Aumento del limite superiore della densità di correnteAumento della produttività
• Effetto livellante potenziato

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5. Processo di preplaccatura

Il trattamento di preplaccatura influisce direttamente sulla forza di adesione e sulla qualità dello strato placcato, in modo che la superficie dei pezzi placcati abbia una buona finitura, rimuova rugosità, irregolarità, prodotti di corrosione e sporco.

5.1 Movimentazione meccanica

lucidoUtilizzate gli angoli taglienti delle particelle abrasive per eliminare graffi, linee di tornitura, fori di sabbia, bave e prodotti di corrosione dalla superficie del pezzo in lavorazione su una smerigliatrice.

brunireEliminare i segni di abrasione lasciati dalla rettifica, in modo che la superficie del pezzo abbia una lucentezza a specchio, compresa la lucidatura chimica, la lucidatura elettrochimica e la lucidatura meccanica.

sabbiatoL'aria compressa viene utilizzata come forza motrice per spingere la sabbia di quarzo asciutta, la sabbia d'acciaio o la sabbia di fiume a formare un flusso di sabbia che viene spruzzato sulla superficie del pezzo per rimuovere bave, pelle ossidata e grumi di saldatura.

5.2 Sgrassaggio

La contaminazione da olio sulla superficie del pezzo può causare l'isolamento della soluzione di placcatura dal substrato e compromettere la deposizione dello strato di placcatura:

• sgrassaggio a solventeSciogliere il grasso con solventi organici
• sgrassaggio chimicoSaponificazione ed emulsionamento con soda caustica
• Sgrassaggio elettrochimicoPezzo da lavorare come elettrodo, generando bolle per favorire lo sgrassaggio

5.3 Incisione

Trattamento dei pezzi in soluzioni acide, saline o alcaline per rimuovere gli ossidi dalle superfici metalliche.

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6. Tipi di placcatura e applicazioni comuni

6.1 Zincatura

obiettivoIl potenziale standard dell'elettrodo di zinco (-0,76 V) è più negativo di quello del ferro e costituisce un rivestimento anodico per il ferro, impedendo la corrosione di ferro e acciaio mediante una protezione anodica sacrificale.

Tipo di processo::

• Soluzione di placcatura acida(a base di solfato di zinco): basso costo, alta efficienza di corrente, soluzione stabile, bassa tossicità, ma scarsa capacità di dispersione, cristallizzazione grossolana, adatto per pezzi di forma semplice (fili d'acciaio, piastre d'acciaio)
• Soluzione alcalina di placcaturaBuona capacità di placcatura uniforme, l'aggiunta di tiourea può ottenere uno strato di placcatura brillante, ma il cianuro è molto tossico.
• metodo del cianuroSi possono ottenere rivestimenti uniformi e ben aderenti.

ritrattare::

• deidrogenazioneRiscaldamento a 200°C per 2 ore per eliminare l'infragilimento da idrogeno e le tensioni interne.
• finitura opaca: Lucentezza migliorata
• passivazioneGenerazione di pellicole di cromato in soluzioni di acido cromico e suoi sali, migliorando la resistenza alla corrosione.

6.2 Rame placcato

specificitàIl potenziale del rame è più positivo di quello del ferro e la ramatura sull'acciaio è una placcatura catodica che non può essere utilizzata da sola come decorazione protettiva.

applicazione principale::

• Strato di base o intermedio per la placcatura multistrato
• Anti-carburazione di parti in acciaio
• circuito stampato
• Placcatura di plastica
• stampo per elettroformatura

Tipo di processo::

tipologia	vantaggio	svantaggi
Placcatura con solfato di rame	Composizione semplice, elevata efficienza di corrente, soluzione stabile, assenza di gas nocivi	Scarsa capacità di omogeneizzazione
Rame placcato con cianuro	Uniformità e buona adesione	veleno acuto
Pirofosfato di rame	-	-
Rame acido completamente brillante	è possibile ottenere una placcatura brillante	Necessità di aggiungere uno sbiancante
Placcatura con fluoroborato di rame	-	-

6.3 Cromatura

caratterizzazioneIl cromo è un metallo leggermente bluastro, bianco-argenteo, con una bella lucentezza, resistenza alla corrosione, elevata durezza, basso coefficiente di attrito, alta riflettività e buona resistenza al calore.

tipo principale::

1. Cromatura decorativa-protettiva: conferisce un aspetto estetico
2. Cromatura dura (cromo resistente all'usura)Aumentare la durezza della superficie
3. Cromo lattiginosoPer parti di automobili, aerei e navi
4. Cromatura dei fori asolatiTrattamento anodico delle scanalature dopo la placcatura per allargare le fessure della maglia e immagazzinare l'olio lubrificante per le fasce elastiche dei motori a combustione interna e dei compressori.

Caratteristiche del processo::

• Il componente principale dell'elettrolita è l'anidride cromica (CrO?), che si scioglie in acqua per formare acido cromico e acido dicromico.
• L'acido silicofluorico ha un effetto attivante sulla cromatura e migliora l'efficienza della corrente
• La soluzione di cromatura trivalente è in fase di sviluppo per una migliore protezione dell'ambiente

6.4 Nichelatura

caratterizzazioneIl nichel è un metallo bianco con elevata durezza, proprietà magnetiche, facile da lucidare per ottenere una buona lucentezza, genera una pellicola di passivazione all'aria e ha una buona resistenza alla corrosione.

apparecchio::

• rivestimento superficiale
• Strato di base o intermedio per la placcatura multistrato

Principali tipi di bagno di placcatura::

• "Bagni di placcatura di tipo "Watt" (i più utilizzati)
• Bagno di placcatura all'acido solfammico
• Bagno di placcatura al fluoroborato

Nichelatura brillanteAggiunta di sbiancanti, classificati come sbiancanti primari, secondari, ecc.

6,5 Argentatura

caratterizzazione: resistività minima, facile da saldare, ampiamente utilizzato nei settori dell'elettronica, delle comunicazioni, degli apparecchi elettrici e della strumentazione, riduce la resistenza di contatto e migliora le prestazioni di saldatura.

avvertenza::

• L'argento tende a perdere lucentezza e ad appannarsi in presenza di solfuri o alogenuri, richiedendo un post-trattamento (passivazione chimica, passivazione elettrochimica, placcatura con metalli preziosi, impregnazione con film organici).
• Quando il rame e le sue leghe vengono argentati, è necessaria una preparazione speciale della superficie perché il potenziale elettrodico standard dell'argento (+0,799 V) è superiore a quello del rame e si verifica una reazione di spostamento:
  • impregnato d'argentoBassa concentrazione di sale d'argento + alta concentrazione di agente complessante
  • Pre-argentatoAlta concentrazione di agente complessante + bassa concentrazione di sale d'argento
  • Pre-nichelatura

6.6 Placcatura in oro

caratterizzazione: Elevata stabilità chimica, insolubile negli acidi comuni (solubile in acqua regia), forte resistenza allo scolorimento, lucentezza duratura.

apparecchio::

• Gioielli, articoli per la tavola, artigianato
• Chips, componenti elettronici, schede a circuito stampato, circuiti integrati

Tipo di soluzione di placcaturaDue categorie principali: soluzione di placcatura al cianuro e soluzione di placcatura senza cianuro.

6.7 Cadmiatura

Utilizzato principalmente per la protezione dalla corrosione delle superfici in acciaio.

6.8 Rivestimento in lega

Due o più metalli vengono depositati contemporaneamente sul catodo per formare un rivestimento con la struttura e le proprietà richieste. Attualmente esistono circa duecento tipi di leghe che possono essere placcate.

Condizioni di co-deposizione::

1. Almeno un metallo può essere depositato separatamente dalla sua soluzione salina.
2. I potenziali di precipitazione dei due metalli dovrebbero essere molto vicini tra loro.

Misure per avvicinare i potenziali di precipitazione::

• Modifica della concentrazione di ioni metallici (aumento della concentrazione di ioni metallici con potenziali più negativi e diminuzione della concentrazione di ioni metallici con potenziali più positivi)
• Uso di agenti complessanti (per rendere il potenziale di precipitazione più negativo per i metalli più positivi)
• Uso di additivi appropriati (modifica del potenziale di precipitazione dei metalli)

Placcatura di leghe comuni::

• Lega di zinco-nichelLa resistenza alla corrosione è più di 3 volte superiore a quella della zincatura quando contiene più di 10% di nichel e più di 5 volte quando contiene circa 13%.
• lega zinco-ferro: non facilmente passivabile, facile da fosfatare, buona adesione alle vernici.
• lega di nichel e ferroBuon effetto livellante, migliore durezza e tenacità rispetto alla nichelatura, risparmio di nichel 15-50%.
• Altri: nichel-fosforo, nichel-zinco, nichel-stagno, rame-stagno, rame-zinco (ottone), stagno-piombo, stagno-zinco, stagno-nichel, ecc.

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7. Difetti comuni nella placcatura e metodi di trattamento

7.1 Fori e buchi di spillo

foro stenopeicoUn minuscolo poro dalla superficie di uno strato placcato fino al metallo sottostante o di base, causato dall'ostruzione del processo di elettrodeposizione in alcuni punti della superficie del catodo.

pockmarkUn piccolo foro che si forma su una superficie metallica.

Cause::

Punte di spillo del gas::

• L'adsorbimento di piccole bolle d'aria sulla superficie della scheda, la cui posizione non può essere placcata.
• Fonte delle bolle: gas sovrasaturo in soluzione, precipitazione di idrogeno durante il processo di placcatura.
• Bolle di idrogeno sempre trattenute → fori di spillo; ritenzione intermittente → punti di riferimento

Punteggiature non di gas::

1. Difetti del substratoPrecisione dello stampo, processo di stampaggio, irregolarità di distribuzione
2. pretrattamento insufficiente: Gocce d'olio residue, ossidi, polvere, pasta per lucidare
3. Problemi con le grucceBassa forza conduttiva, con conseguenti guasti ablativi.
4. Scarse prestazioni della soluzione di placcaturaConcentrazione inadeguata del sale ospite, ioni cloruro troppo elevati, squilibrio del brillantante, quantità insufficiente di tensioattivo.
5. Contaminazione della soluzione di placcaturaImpurità come nichel, fosforo, rame monovalente, polvere, materia organica.
6. la qualità dell'acqua non è pulita: Sostanze in sospensione, lanugine fine, polvere
7. sporcizia dell'alimentazione dell'ariaMiscelazione dell'aria per l'ingresso delle impurità
8. Bassa efficienza di filtrazionePortata e capacità di ritenzione della cartuccia insufficienti.
9. Problemi all'anodoAnodi impuri, sacchi anodici strappati
10. Tubi di raffreddamento posizionati in modo non correttoGenerazione di fenomeni bipolari

cura::

• Aggiungere una quantità adeguata di agente umettante (ad es. sodio dodecil solfato) per ridurre la tensione superficiale.
• Uso dell'agitazione (movimento del catodo, agitazione dell'aria)
• Pulizia pre-trattamento migliorata
• Filtrazione regolare della soluzione di placcatura
• Mantenere gli anodi puliti e intatti

7.2 Rugosità e bave

butteratoLo strato di placcatura presenta molte proiezioni dense e fini, simili a piccoli punti, causate dall'intrappolamento di solidi fini sospesi nella soluzione di placcatura.

più ruvido: rigonfiamenti più grandi visibili a occhio nudo, causa:

1. Formazione di cristalli grossolani anomali nello strato di placcatura: il tasso di riduzione degli ioni metallici nel sale principale è troppo veloce e il tasso di nucleazione è inferiore al tasso di crescita.
2. Le impurità meccaniche affondano nel pezzo e vengono incapsulate.

Cause delle bave::

1. Cianuro di sodio libero troppo bassoDeposito di rame troppo rapido, strato rossastro scuro, ridotta capacità di placcatura profonda
2. Troppo rameCoartazione del tessuto cristallino
3. Idrossido di sodio libero troppo alto o troppo basso::
   • Troppo alto: difficoltà di precipitazione dello stagno, strato placcato rosso scuro
   • Troppo basso: l'idrolisi dello stannato produce la precipitazione dell'acido metastannico, causando rugosità in direzione ascendente.
4. Densità di corrente eccessivaPlaccatura dendritica sulla punta del catodo
5. Eccesso di stagno divalenteRugosità causata da una deposizione troppo rapida
6. Torbidità della soluzione di placcatura: inclusioni di particelle

7.3 Rivestimenti "bruciati

definire: deposito di colore scuro, ruvido e sciolto, di scarsa qualità, formato da densità di corrente eccessive, spesso contenente ossidi o altre impurità.

razionale::

• Bassa concentrazione di ioni metallici nel sale ospite
• Difficoltà a scaricare gli ioni metallici dal sale principale e facile precipitazione di idrogeno dalle scariche di H?
• pH elevato all'interfaccia del catodo
• Più composti sono intrappolati nella placcatura

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8. Metodi di prova per le prestazioni del rivestimento e del bagno

8.1 Test di prestazione della soluzione di placcatura

Articoli del test	definire	Metodi comuni
Capacità decentrata	Capacità del metallo depositato di distribuirsi uniformemente sulla superficie del catodo	Metodo del catodo lontano e vicino (serbatoio di Harlem), metodo del catodo curvo, metodo del serbatoio di Hall
Capacità di copertura(capacità di placcatura profonda)	Capacità del metallo depositato di coprire tutta la superficie del catodo	Metodo del catodo ad angolo retto, metodo della trivellazione
Efficienza attuale	Percentuale di elettricità utilizzata per il deposito dei metalli rispetto al consumo totale di elettricità	metodo voltametro
Capacità di livellamento	Capacità della soluzione di placcatura di riempire microscopiche superfici irregolari	microcontouring
Intervallo di densità di corrente	Intervallo di densità di corrente per ottenere una placcatura normale	Test del solco di Hall

8.2 Test di prestazione della placcatura

Articoli del test	definire	Metodi comuni
forza vincolante	Forza di adesione della placcatura al substrato	Prova di trazione, prova di lima, prova di calore (11 metodi)
spessori	Spessore della placcatura	Non distruttivo: metodo magnetico, metodo a correnti parassite Distruttivo: metallografico, dissoluzione anodica (galvanica/coulometrica)
porosità	Numero medio di pori per unità di superficie della placcatura	Metodo della carta da filtro, metodo della pasta, metodo della perfusione
resistenza alla corrosione	Resistenza della placcatura alla corrosione	Test in nebbia salina

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9. Apparecchiature per il processo di galvanizzazione

9.1 Ganci e supporti

Ruolo delle grucce:

• Placcatura fissa
• Assicurarsi che la corrente fluisca uniformemente attraverso ogni parte placcata.

9.2 Protezione localizzata

Scopo dell'avvolgimento o del rivestimento con materiali non metallici per aree che non richiedono la placcatura:

• Concentra la corrente sul pezzo, riducendo i consumi e risparmiando sui costi
• Migliorare la produttività e la durata dei ganci
• Assicurarsi che i pezzi siano conformi ai disegni

Materiali comunemente utilizzati: nastro in cloruro di polivinile, ecc.

9.3 Elettrodi ausiliari

Miglioramento della capacità di placcatura uniforme e profonda dello strato placcato.

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10. Trattamento delle acque reflue di galvanizzazione

Le acque reflue di galvanizzazione contengono metalli pesanti (Cr, Ni, Cu, ecc.) e sostanze tossiche e devono essere trattate per soddisfare gli standard di scarico.

Trattamenti comuni::

• precipitazione chimica
• metodo a scambio ionico
• Tecnologia di separazione a membrana
• evaporazione e concentrazione
• trattamento biologico

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11. Metodi di rimozione di vari tipi di placcatura

placcatura	Formulazione della soluzione di disattivazione	temp.	nota
ramatura	1000ml/L di acido nitrico + 45g/L di cloruro di sodio	60-70°C	Non è consentita la presenza di acqua sulla superficie del pezzo da lavorare
nichelatura	50% Acido nitrico	-	-
strato di cromo	100-150 ml/L di acido cloridrico	-	-
zincatura	650-680 ml/L di acido cloridrico o 450-500 ml/L di acido nitrico o idrossido di sodio	-	-
argentatura	50ml/L di acido cloridrico + 950ml/L di acido solforico	-	-
dorato	Idrossido di sodio 10-20g/L + cianuro di potassio 50-100g/L	-	-

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12. Domande frequenti (FAQ)

1. Qual è la differenza tra galvanotecnica ed elettroformatura?

L'elettrodeposizione deposita strati sottili di metallo (da pochi micron a decine di micron) sulla superficie di un substrato, mentre l'elettroformatura deposita strati spessi di metallo (su scala millimetrica) e li stacca dal substrato per formare un pezzo separato.

2. La placcatura si stacca? Come evitarlo?

Lo stripping è solitamente causato da un pretrattamento inadeguato, da una densità di corrente non corretta e dalla contaminazione della soluzione di placcatura. Può essere evitato controllando rigorosamente i parametri di pulizia, attivazione e processo.

3. è possibile personalizzare i colori della placcatura?

Può. Ad esempio, la cromatura è disponibile in cromo brillante e cromo nero; la zincatura può essere passivata a colori, blu-bianco e nero; e la lega può essere ottenuta in diversi colori (ad esempio, colori dell'ottone).

4. Come si calcola il costo della placcatura?

Preventivo completo in base all'area del pezzo, al tipo di placcatura, allo spessore e alla dimensione del lotto. I costi principali includono i prodotti chimici, il consumo di energia, la manodopera e il trattamento delle acque reflue.

5. La galvanoplastica è dannosa per l'uomo?

Le parti placcate in condizioni di utilizzo normale sono innocue. Tuttavia, il processo di produzione coinvolge sostanze chimiche e richiede una protezione rigorosa, indossando DPI e garantendo la ventilazione.

6. L'acciaio inossidabile può essere placcato?

Sì, ma è necessaria un'attivazione speciale (ad es. nichelatura flash) per rimuovere il film di passivazione superficiale.

7. Qual è lo spessore tipico dello strato galvanico?

Placcatura decorativa 0,5-5μm, placcatura funzionale 5-50μm, cromo duro fino a 100μm o più.

8. Come si verifica la qualità della placcatura?

Spessimetri di uso comune, test di adesione al graffio, test in nebbia salina, test di porosità.

9. Qual è la differenza tra galvanotecnica e placcatura chimica?

L'elettrodeposizione richiede un'alimentazione esterna e lo strato di placcatura è più puro; la placcatura chimica si basa sull'autocatalisi dell'agente riducente e lo strato di placcatura è uniforme (particolarmente adatto per fori ciechi e forme complesse).

10. Sono necessari altri trattamenti dopo la galvanoplastica?

A seconda dei requisiti: passivazione per migliorare la resistenza alla corrosione, sigillatura per aumentare la protezione, oliatura per prevenire temporaneamente la ruggine, deidrogenazione per eliminare l'infragilimento da idrogeno.

11. Che cos'è l'infragilimento da idrogeno? Come si può prevenire?

L'infragilimento da idrogeno è un fenomeno in cui gli atomi di idrogeno penetrano nella matrice e causano la fragilità del materiale. Può essere eliminato mediante deidrogenazione (ad esempio, riscaldamento a 200°C per 2 ore dopo la zincatura).

12. Perché il pH dell'elettrolita è importante?

Il pH influisce sul potenziale di scarica di idrogeno, sulla stabilità del complesso, sull'adsorbimento degli additivi e sulla qualità del rivestimento. Deve essere controllato nell'intervallo ottimale.

13. Che cos'è un attivatore anodico?

Sostanze che favoriscono l'attivazione dell'anodo, aumentano la densità di corrente alla quale l'anodo inizia a passivarsi e assicurano che l'anodo si dissolva correttamente, ad esempio ioni alogenuri.

14. Perché i fori di spillo si verificano nella placcatura?

Il metallo non può essere depositato in questo punto, soprattutto a causa dell'adsorbimento di bolle d'aria o della contaminazione della superficie. L'aggiunta di agenti umettanti e l'agitazione possono migliorare la situazione.

15. Perché passivare dopo la zincatura?

Genera una pellicola di conversione del cromato sulla superficie dello strato di zinco, che migliora la resistenza alla corrosione e consente di ottenere diversi aspetti cromatici.

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13. Conclusione

Come importante tecnologia di trattamento delle superfici, la galvanica occupa una posizione centrale nell'industria moderna. Dalla decorazione anticorrosione di base alle applicazioni funzionali, i processi di placcatura sono in continua evoluzione e innovazione. è fondamentale scegliere un fornitore di placcatura professionale e conforme, prestando attenzione alla certificazione delle qualifiche, alle attrezzature tecniche e alla conformità ambientale.

Con le normative ambientali sempre più severe, le tecnologie di placcatura verde (placcatura al cromo trivalente, placcatura senza cianuro, trattamento dell'acqua a ciclo chiuso) sono diventate la direzione dello sviluppo. Grazie alla comprensione approfondita dei principi di placcatura, al controllo dei processi e alla gestione della qualità, è possibile ottenere una placcatura di alta qualità che soddisfi i requisiti.