В автомобильной промышленности мы имеем дело со многими покрытиями, задача которых не только защищать от коррозии, но и заботиться о внешнем виде транспортных средств. Современный автомобиль привлекает внимание не только своим цветом, который может быть потрясающим, но и разнообразными аксессуарами. Для этих элементов используется хром, а также цинк и никель.
И здесь возникает много вопросов, в т.ч. что характерно для данного покрытия и процесса его создания. Как известно, лак привлекает внимание, а мелкие элементы, покрытые слоем хрома или никеля, привлекают внимание к деталям.
Что такое гальваника?
Начнем с определения того, что такое гальваника. Если мы знаем, как проходит этот процесс, мы сможем безупречно ориентироваться в мире электрически применяемых металлов. Гальваника — универсальный и эффективный метод нанесения защитного покрытия не только на сталь, но и на пластмассовые детали. Название гальваника пришло от физика Луиджи Гальвани, который первым объяснил, как работает гальваническое электричество. Предполагается, что золочение предметов гальваникой было известно еще в древности. Гальваника — это процесс, в котором используются электрохимические явления, сопровождающие прохождение тока между электродами, помещенными в гальваническую ванну. По мере прохождения электричества по цепи электролит расщепляет некоторые атомы металла, которые затем осаждаются тонким слоем на компоненте. Чаще всего гальваника относится к практическим характеристикам постоянного прилипания тонких металлических покрытий путем нанесения одного металла на другой (например, хромирование, цинкование, никелирование, позолота).
В целом, различают функциональное и декоративное гальваническое покрытие. Последний используется для украшения предметов и для этого должен иметь определенные минимальные технические характеристики. Примеры декоративного гальванического покрытия включают пластиковое покрытие, хромирование мебели или мотоциклов. Функциональное гальваническое покрытие используется для защиты от коррозии, например, частей тела. Интересен тот факт, что производство оптических носителей информации (CD / DVD) также основано на технологии гальваники.
Цинкование
Когда речь идет о функциональном гальванике, то есть гальванизации, стоит на мгновение остановиться. Это намного более дешевый метод, чем использование стали с добавками, соответствующими антикоррозийным свойствам. Можно выделить несколько видов цинкования. В первую очередь следует отметить горячее цинкование периодическим методом. Готовые изделия оцинковываются погружением в расплав цинка. Рабочая поверхность покрыта полностью, образует равномерное покрытие из слоев цинка и сплава цинк-железо, толщина которого в основном определяется массой оцинкованной стали. Этот метод имеет преимущества перед другими, поскольку расплавленный цинк в ванне для нанесения покрытия покрывает углы, герметизирует края, швы и заклепки, а также проникает в полости, чтобы полностью защитить области, которые являются потенциальными точками коррозии в других системах покрытия. Разновидностью горячего цинкования является метод непрерывного цинкования, используемый для покрытия стальных листов, труб или проволоки. Этот процесс позволяет точно контролировать толщину покрытия, в результате чего получается широкий ассортимент продукции, отвечающей различным требованиям.
Последний метод цинкования — термическое напыление. Это процесс напыления частично расплавленного цинка, других металлов или их сплавов на готовые изделия. В большинстве случаев термическое напыление обходится дороже, чем горячее цинкование за партию в эквивалентной секции, но эти процессы дополняют друг друга и используются вместе в больших конструкциях.
Хромирование
Декоративная оцинковка, т.е. хромирование у всех ассоциируется с методом нанесения слоя хрома. Хромирование используется для повышения износостойкости, улучшения термических свойств или для украшения. Этот электролитический метод осуществляется в ваннах, заполненных растворами солей хрома, нагретых до нескольких десятков градусов Цельсия, в которые погружается покрываемый объект.
Мы можем выделить три основные поверхности, которые можно найти в автомобильной промышленности. Первый — сталь. В этом случае процесс начинается с подготовки элемента, затем мы переходим к нанесению слоя меди, никеля и, наконец, хрома. Благодаря этому мы получаем идеальную хромированную поверхность. Для получения идеальной поверхности медный слой полируется, а затем наносится дополнительный слой.
Вы, конечно, спрашиваете себя, а что, если я хочу иметь поверхность из меди или сатинированного никеля, нужно ли тогда уменьшить количество покрытий? Точно. Просто ограничьтесь последним слоем. Слои тонкие, но процесс нанесения можно расширить до более толстого покрытия. Однако помните, что в случае меньших элементов и большего количества укромных уголков и трещин осаждение может иметь неприглядный эффект, поскольку металлический слой распределен неравномерно.
Гальваника
Многих интересует, можно ли оцинковать пластик? Ответ — да, но не все. Пластмассы имеют другую полимерную структуру и поэтому могут не подходить для использования в гальванических ваннах. В автомобильной промышленности мы используем материалы, в основном состоящие из АБС-пластика (терполимер акрилонитрил-бутадиен-стирол) или ПК (поликарбонат). Такое гальваническое покрытие намного сложнее из-за того, что материал требователен, так как часто образуются электростатические заряды, влияющие на качество получаемого покрытия (поэтому перед хромированием используется отжиг пластмассовых элементов).
Вкратце: весь процесс можно свести к предварительной обработке, когда компонент протравливается, чтобы создать правильные поры для прочного покрытия. Мы используем палладий, который благодаря своей активности дает начало нашему новому декоративному слою. Первый слой на пластиковом элементе — медь, что позволяет наносить дополнительные покрытия. Важно отметить, что чем ровнее этот слой, тем лучше конечный результат. Тогда пришло время никеля. Во многих случаях на этом процесс глянцевания заканчивается. Но никель многолик: матовый, глянцевый и даже потрескавшаяся структура. Мы используем никель с трещинами на внешних элементах. Благодаря этому хром создает структуру, предотвращающую видимую коррозию. Последний слой — самый тонкий — хром, который придает ему характерный металлический блеск.
Алюминий
Последний вид декоративного гальванического покрытия — это гальваника материала, который все чаще используется в автомобильной промышленности, например алюминия. Благодаря своей конструкции и весу он незаменим благодаря своей легкой конструкции, а значит, и расходу топлива. В этом случае после полировки элемента мы первыми применяем медные ванны, которые дают гладкую поверхность, и классически последним слоем является никель-хромовая ванна, которая дает окончательный эффект.
Вы, конечно, не ожидаете, сколько испытаний тот или иной элемент должен пройти в автомобиле, хром тоже относится к этому, отметим только основные: измерение толщины обычно проводится с помощью излучения, теплового удара, заключающегося в размещении элемента на различные температуры, камера CASS, т.е. ванна в солевом тумане в течение нескольких дней или тест на адгезию.
Изменения
Произошли также изменения, происходящих в гальванике, связанных с хромом. До недавнего времени хром (VI) использовался в гальванике, но в апреле 2013 года он был признан вредным веществом. Даже небольшое количество хрома в степени окисления VI вредно для здоровья человека. С 21 сентября 2017 года для использования хрома (VI) требуется разрешение, поэтому компании начали искать новое решение, благодаря которому был создан метод использования Cr (III).
Хром в третьей степени окисления — это новейшая технология гальваники. Он придает больше блеска и лучше покрывает детали, чем хром (VI). Хромовые (III) ванны имеют еще одно важное преимущество — они намного экологичнее. К сожалению, для сохранения прочности элементы следует дополнительно покрывать специальным защитным слоем.
