Металл способен постепенно разрушаться под действием множества внешних негативных факторов, таких, как различные катализаторы окисления. Таким образом провоцируется появление ржавчины. Она стремительно разъедает саму структуру сплава и приводит к тому, что он очень быстро теряет свою прочность, приходит в негодность.
Чтобы не допустить появления коррозии или уменьшить скорость ее распространения используются различные защитные покрытия. Среди них есть и гальванические.
В этом материале мы рассмотрим, что такое гальваническое покрытие, как оно способно повлиять на продолжительность использования металла, какие у него есть особенности. Это позволит понять, какой вариант подойдет именно в вашем случае и окажется максимально оправданным.
Особенности использования защитных покрытий
Так как металл начинает поддаваться разрушению под действием внешних факторов, очевидным решением для повышения уровня его защищенности становится ограждение от контакта с ними. Проще всего это сделать с применением универсального метода – нанесения непроницаемого покрытия.
Использование покрытий направлено на то, чтобы уменьшить интенсивность распространения коррозии, не допустить ее первоначального появления. При этом важно понимать, что именно наносится на металл на данный момент, какие защитные свойства удается получить и с какими потенциальными внешними угрозами предстоит справляться.
В промышленности методом нанесения внешнего покрытия защищают разные варианты изделий. Это могут быть как отдельные детали, так и крупные металлоконструкции. Может отличаться также среда их использования и негативные факторы среды, которые оказывают свое влияние на сохранность металла.
Основные виды покрытий
В промышленности с целью защиты от развития коррозии может применяться множество вариантов покрытий. Все они отличаются по своему составу, характеристикам и другим ключевым особенностям.
Есть три основных варианта покрытий, с которыми приходится работать. К ним относятся следующие:
- Металлические. Это могут быть различные расплавленные металлы и сплавы. Они дают хороший уровень защиты и при этом прочно закрепляются с основным материалом, который предстоит защитить. Список потенциальных угроз, от которых нужно оградиться, оказывается очень обширен – это помогает заметно продлить сроки безремонтного использования конструкций.
- Неметаллические. Практикуется также использование различных вариантов неметаллов. К этой категории относится, в том числе, различная органика. Это гуммировочные, лакокрасочные и пластмассовые варианты составов. В категорию неорганических типов покрытия входят фосфатные, силикатные и оксидные разновидности.
- Комбинированные. Такой формат материала также называется композиционным. Он использует все положительные свойства как металлических, так и неметаллических вариантов внешнего покрытия.
Стоит обратить внимание на то, что при выборе определенного варианта покрытия нужно учитывать большое количество факторов. К ним относятся такие, как уровень агрессивности среды, в которой предстоит использовать металлическое изделие, а также конструктивные особенности определенного варианта конструкции. Большое значение имеет и необходимая длительность сохранения безопасности материала.
Как работает защитный механизм специального покрытия
В зависимости от определенного варианта покрытия, которое используется в процессе, защита может основываться на нескольких факторах. Оно может увеличивать термодинамические параметры стабильности металла при контакте с агрессивными внешними средами. Еще одно средство – обеспечение изоляции детали от среды, способной стимулировать постепенное появление и распространение коррозии.
Назначение защитных покрытий
Еще один важный параметр отличия, который стоит учитывать в процессе использования – назначение конкретного покрытия. Есть три основных категории:
- Защита исключительно для недопущения появления коррозии на основном металле.
- Защита, которая комбинируется с декоративными свойствами, позволяющая украсить металлическое изделие.
- Достижение специальных поставленных задач, к примеру, увеличение износостойкости, твердости и антифрикционных характеристик.
Обратите внимание на то, что разные варианты покрытий рассчитаны на применение в различных областях использования. Одни подойдут для непосредственного контакта с агрессивными средами, другие помогут при формировании высоких температур, в то время как третьи ориентированы на применение при высоких температурах.
Анодные и катодные покрытия для защиты от коррозии
При выборе конкретного варианта материала, стоит обратить внимание на то, соответствует ли конкретный продукт установленным требованиям. Ориентироваться стоит на нормы, закрепленные в ГОСТ 9.303-84.
Специалисты учитывают непосредственный электрохимический механизм защиты. Все их можно разделить на две группы – катодные и анодные варианты.
- Катодные покрытия. Отличаются тем, что уровень потенциалов оказывается более положительным, чем у основного металла. В зависимости от типа материала, могут меняться параметры использования, чтобы понимать, как именно поведет себе материал при контакте с разными сплавами.
- Анодные покрытия. У них отрицательный потенциал по сравнению с основными материалами, на которые будет проводиться нанесение. При этом степень сплошности не имеет большого значения.
При использовании как катодной, так и анодной защиты, стоит учитывать разные показатели. К ним относятся такие, как сплошность нанесения, так и толщина.
Метод нанесения как фактор классификации покрытий
Еще один параметр, по которому можно различать представленные в промышленности типы покрытий – это метод их нанесения на поверхность металла. К ним относятся такие, как гальванические, плакировочные, напыляемые, горячие и термодиффузные.
Особенности использования гальванического покрытия для металлов
Одним из распространенных вариантов покрытия для металла, направленных на формирование высокого уровня его защиты от внешних негативных факторов, является гальваническое покрытие. Оно переносится на поверхность металлического изделия при помощи технологии электроосаждения.
При проведении гальванической обработки применяется специальная установка. В ней аппарат для электролиза подсоединяется к генератору постоянного тока. Если рассматривать электролизер внимательнее, в него входит сразу несколько элементов:
- Гальваническая ванна.
- Электроды.
- Электролит.
В подобных установках можно проводить обработку деталей разных типов. Для этого применяется катодно-анодный метод. Деталь монтируется на специальной катодной штанге. Она соединяется с отрицательным полюсом источника тока. В то же время наблюдается химическая реакция, при которой металл начинает постепенно все сильнее оседать на деталь.
Большое значение имеет то, какой именно электролит применяется в конкретном случае. Его состав может меняться. Основу обычно составляют металлические соли – они могут быть как комплексными, так и простыми. Не менее важно добавить правильные сопутствующие вещества. К ним относятся такие типы добавок, как:
- Увеличивающие электропроводность.
- Создающие буферный эффект.
- Увеличивающие оседание осадка.
Также могут применяться различные вещества, которые обладают выраженными выравнивающими свойствами. При этом можно задавать ключевые параметры, такие, как особенности структуры гальванического процесса. Это влияет на характеристики готового защитного покрытия, как механические, так и физические и химические, во многом определяющие конкретную область применения детали.
Особенности использования покрытий гальванического типа
Большое значение при выборе определенных гальванических покрытий играет то, где именно они будут использоваться и от каких потенциальных внешних угроз станут оказывать защиту. Есть три определяющих фактора, к которым относятся такие, как:
- Химический состав защитного слоя.
- Особенности его структуры.
- Степень пористости.
- Толщина.
Подробные стандарты относительно того, каким именно должно быть гальваническое покрытие, прописываются в ГОСТ 9.301-86. Именно на этот документ нужно ориентироваться для того, чтобы проводить итоговый строгий контроль качества результата при обработке.
Есть множество видов покрытий, которые используются при обеспечении хорошего уровня защиты от коррозии. Большое значение имеет состав. Наиболее распространенными в промышленности сегодня считаются покрытия на основе цинка, хрома и алюминия.
Однослойные и многослойные покрытия гальванического типа
На протяжении длительного времени в промышленности применялись как однослойные, так и многослойные варианты. Но постепенно приоритет в востребованности стал смещаться именно на вторую группу. Причина заключается в том, что именно такой вариант состава показывает заметно более высокий уровень стойкости к внешним негативным факторам.
Принято выделять две основные группы многослойных покрытий. Первая состоит из набора правильно подобранных разных металлов. Второй тип предполагает нанесение одного металла, но в несколько слоев.
В зависимости от места использования, могут применяться разные сочетания металлов. Обширно востребованы такие варианты комбинаций металлов, как:
- медь-никель.
- никель-хром.
- медь-никель-хром.
В пользу выбора многослойных покрытий вместо однослойных говорит множество преимуществ. К примеру, в таком формате удается избавиться от пор на материале, которые потенциально могли бы приводить к его постепенной порче. При правильном выборе сочетания материалов удается значительно сэкономить на обработке и при этом получить отличный уровень стабильности материала.
Существует множество вариантов многослойного покрытия. При этом большое значение имеет то, какие именно материалы входят в его состав и наносятся на поверхность металла с целью обеспечения его стабильной защиты. Это вносит и многое ограничений того, какие именно сочетания можно применять в конкретном случае.
Один из распространенных вариантов обработки металла – это нанесение медных покрытий из двух типов электролита – кислого и пирофосфатного. При этом один вариант материала можно осаживать на сталь напрямую, в то время как другие только на другие металлы вторым или третьим слоем.
В промышленности часто используется никелирование для того, чтобы улучшить внешний вид металла, а также сделать его значительно более стойким к потенциальным внешним угрозам. Среди хорошо показавших себя комбинаций материалов есть такие, как:
- би-никель.
- три-никель.
- сил-никель.
Подобные варианты материалов для обработки оказываются значительно более дорогостоящими, но они отличаются и лучшими противокоррозийными свойствами – те оказываются выше в два-пять раз в зависимости от количества слоев в конкретном случае.
При проведении правильной защитной обработки металла на производстве нужно в обязательном порядке учитывать требования ГОСТ, а также хорошо понимать, с каким материалом приходится работать в конкретном случае. Также контролируется состав электролита, потому что это оказывает непосредственное воздействие на качество и скорость его оседания на поверхности материала.
Современные методы нанесения гальванического покрытия, финишного контроля качества, позволяют существенно повысить общее качество обработки материалов, а значит и их защищенность от потенциального развития коррозии и других угроз.
