Podrobný průvodce pokovováním: Procesy， typy a techniky

Porozumění pokovování kovů

Kovování je nanášení tenké vrstvy kovu na povrch podkladu nebo obrobku. Tento postup se běžně používá ke zlepšení vzhledu materiálů a k jejich ochraně proti korozi. Kovy, jako je nikl, měď a zlato, lze pokovovat galvanickým nebo bezgalvanickým pokovováním, které nabízí výhody, jako je snížení koroze, tření, lepší vodivost, větší drsnost povrchu, lepší přilnavost barvy, pájitelnost a vyšší pevnost.

Kroky v procesu pokovování

Krok I: Předúprava

Prvním krokem při pokovování je vyčištění povrchu kovu a odstranění nečistot. To zaručuje hladký a účinný postup pokovování. V závislosti na podkladovém materiálu může čištění vyžadovat jeden nebo více procesů k odstranění všech nečistot.

Krok II: Kontrola účinnosti čištění

Rozhodující je čistota povrchu pokovování. Zkoušky přerušení vody, odrazivosti a otírání mohou pomoci zajistit, aby byl podklad beze zbytků. Úroveň požadované čistoty se určí podle použitého postupu pokovování.

Krok III: Nastavení pokovovací stanice

Pro přípravu na galvanické pokovování budete potřebovat nádrž, usměrňovač nebo zdroj stejnosměrného proudu, anodu, katodu a kompatibilní pokovovací roztok.

Krok IV: Proces pokovování

Usazování kovů začíná po přivedení elektrického proudu. Chcete-li vytvořit silnější povrch, vystavte povrch pokovování proudu po delší dobu. Důležitou roli hraje teplota, doba ponoření a úroveň napětí.

Krok V: Po ošetření

Po pokovení je nutné následné čištění, aby se zlepšily vlastnosti výrobku. Elektrolytické leštění je vhodným postupem pro zvýšení odolnosti proti korozi.

Krok VI: Likvidace odpadu

Při pokovování vznikají škodlivé těžké kovy. Aby se úspěšně omezil dopad na životní prostředí, musí se odpadní voda z pokovování před likvidací upravit.

Různé metody pokovování

Galvanické pokovování

Galvanické pokovování je proces nanášení kovových iontů na obrobek pomocí elektrického proudu v roztoku elektrolytu. Tento proces zlepšuje mechanické, chemické a fyzikální vlastnosti předmětu vytvořením homogenní, hladké a ochranné kovové vrstvy – kladné ionty kovu se spojí s obrobkem, který má v obvodu záporný náboj. Galvanické pokovování zvyšuje kosmetické i praktické aspekty součástí v různých odvětvích.

Ponorné pokovování

Ponorné pokovování zahrnuje ponoření kovového obrobku do chemického roztoku obsahujícího ionty ušlechtilých kovů. Tato metoda vytváří na obrobku tenkou vrstvu iontů ušlechtilých kovů, která je vhodná pro stříbro, platinu a zlato. Ponorné pokovování, i když je pomalejší než galvanické pokovování, je velmi úspěšné při pokrývání kovů stabilními ionty ušlechtilých kovů, což poskytuje vynikající ochranu proti korozi a zlepšuje vzhled pokovených výrobků.

Bezelektrické pokovování

Bezelektrické pokovování, známé také jako autokatalytické nebo chemické pokovování, využívá redukční chemickou lázeň k nanášení kovů, jako je nikl, měď, stříbro a zlato, bez použití elektrického proudu. Tato technologie je ekonomická a vhodná pro komplikované povrchy s vysokou odolností proti korozi. Bezelektrické pokovování se běžně používá v ropném a námořním průmyslu, kde jsou součásti vystaveny extrémním podmínkám, což zaručuje odolnost a dlouhodobou ochranu.

Uhličování

Při nauhličování se povrch kovu zpevní, zatímco základní kov zůstane měkký. Tento postup vytváří tenký, tvrdý povrch, který zvyšuje odolnost proti korozi a trvanlivost kovových součástí. Karbonizace se široce používá v průmyslových odvětvích, kde kovové součásti musí přežít vysoké opotřebení, a nabízí kombinaci tvrdosti povrchu a pružnosti jádra, která je rozhodující pro dlouhodobý výkon.

Povlakování plazmovým nástřikem

Plazmové stříkání zahrnuje stříkání roztaveného nebo změkčeného materiálu na povrch. Tato technologie je přizpůsobivá a užitečná pro aplikace, které vyžadují odolnost vůči oxidaci, opotřebení, teplu, oděru a elektřině. Povlakování plazmovým nástřikem se používá v různých odvětvích, včetně leteckého a automobilového průmyslu, k ochraně životně důležitých součástí a opravě poškozených dílů, což zajišťuje jejich ideální fungování i v obtížných situacích.

Fyzikální napařování (PVD)

PVD je proces odpařování a nanášení látky na substrát ve vakuu. Tímto postupem se vytváří tenký funkční povlak s vysokou přilnavostí a rychlým nanášením, který lze použít v různých průmyslových aplikacích. Povlaky PVD jsou známé svou trvanlivostí a odolností proti opotřebení, takže jsou ideální pro prostředí s vysokou zátěží. Mezi standardní PVD procesy patří nanášení naprašováním a iontové pokovování.

Standardní povrchové úpravy při pokovování

Měděné pokovování

Měděné pokovení je levné a velmi vodivé, takže je vynikající volbou pro elektronické součástky, jako jsou desky s plošnými spoji. Má vysokou účinnost pokovování a nízké náklady na materiál, přičemž poskytuje vynikající elektrickou vodivost a tepelnou odolnost. Měděné pokovování se využívá také k ozdobným účelům díky své atraktivní povrchové úpravě, která pokovenému zboží dodává funkční a estetickou hodnotu.

Chromování

Chromování zlepšuje estetický vzhled i odolnost proti korozi a je široce využíváno v průmyslových aplikacích pro železné a ocelové díly. Postup zahrnuje nanášení povlakové vrstvy pomocí kyseliny chromové a trojmocné chromové lázně. Chromování zvyšuje tvrdost podkladu, takže je ideální pro opravy opotřebovaných dílů a zvyšuje jejich životnost v náročných podmínkách, jako je automobilový průmysl a těžké strojírenství.

Pokovování cínem

Cínování je levný proces galvanického pokovování, který se dobře hodí pro pájecí aplikace. Cín je běžně dostupný a levnější než zlato nebo platina, což z něj činí levný pokovovací materiál. Cínování se často používá v odvětví elektroniky pro součástky, jako jsou konektory a svorky, které vyžadují vysokou vodivost a odolnost proti korozi.

Zlaté pokovování

Zlacení se používá v elektronice a šperkařství díky své silné vodivosti a odolnosti vůči oxidaci. Tento postup přenáší mimořádné vlastnosti zlata na kovy, jako je stříbro a měď, a zlepšuje tak výkon a vzhled elektronických konektorů a dekorativních výrobků. Zlacení nabízí vynikající elektrickou vodivost a odolnost proti korozi, takže je ideální pro vysoce spolehlivé aplikace.

Rhodiování

Rhodiování vytváří tenkou lesklou vrstvu, která zvyšuje lesk a životnost šperků. Tato technika pokovování, známá také jako rhodiový záblesk nebo ponor, zlepšuje odraz světla a odolnost šperků proti poškrábání, takže jsou krásnější a trvanlivější. Rhodiování se hojně používá na špercích z bílého zlata a stříbra, kterým dodává zářivý povrch odolný proti dehtu.

Niklování

Niklování dodává předmětům pro domácnost, jako jsou kliky a sprchové armatury, ochranný povlak, který zvyšuje jejich vzhled i odolnost proti opotřebení. Bezelektrické niklování je cenné díky své stálé krycí schopnosti a odolnosti proti korozi. Tato forma pokovování se často používá v průmyslových aplikacích, které vyžadují tvrdý, trvalý povlak, jenž odolává drsným podmínkám a zvyšuje životnost součástí.

Stříbrné pokovování

Stříbrné pokovení zlepšuje vizuální vzhled a elektrickou vodivost a často se používá jako levnější alternativa ke zlatému pokovení. Je vhodné pro aplikace, které vyžadují vysokou vodivost, jako jsou elektrické spoje nebo desky s plošnými spoji. Stříbření se používá také v ozdobných aplikacích, kde dodává předmětům jasný, krásný povrch, který zvyšuje hodnotu za nižší cenu než zlato.

Pozinkování

Zinkování vytváří pružný pozinkovaný povlak, který poskytuje kovovým podkladům kontrolovatelnou tloušťku a rovnoměrnost. Tento postup se často používá k ochraně ocelových a železných dílů před korozí, čímž se zvyšuje jejich životnost. Zinkování je levné a často se používá v automobilovém průmyslu, stavebnictví a výrobě spotřebičů, kde je rozhodující trvanlivost a odolnost vůči vlivům prostředí.

Pokovování kadmiem

Kadmiování vytváří pružný, korozivzdorný povlak pro součásti vystavené náročným podmínkám. Používá se na celou řadu základních kovů, včetně hliníku, oceli, mědi a železa, protože je vysoce poddajný a snadno se pájí. Kadmiování se často používá na vojenských a leteckých součástkách, jako jsou šrouby a vruty, které vyžadují vysokou spolehlivost a výkon.

Výhody a nevýhody pokovování

Výhody

• Zvýšená tvrdost a pevnost: Kovové pokovení zvyšuje odolnost substrátu, takže je odolnější vůči opotřebení a mechanickému poškození.
• Estetická atraktivita: Kovové pokovení zvyšuje vizuální přitažlivost předmětů a činí je pro zákazníky atraktivnějšími.
• Nákladová efektivita: Pokovování je nízkonákladový dokončovací postup, který přináší výrazné zvýšení výkonu.
• Ochrana životního prostředí: Kovové pokovení vytváří kolem zakázkových výrobků ochrannou bariéru, která je chrání před proměnlivými vlivy prostředí včetně UV záření a korozivních materiálů.
• Kompatibilita s materiály: Kovové povrchové úpravy dobře spolupracují s různými materiály, což umožňuje širokou škálu aplikací v různých průmyslových odvětvích.

Omezení

• Časově náročný proces: Pokovování kovů je časově náročná operace, která může mít vliv na termíny a efektivitu výroby.
• Riziko praskání a odlamování: Pokovené povrchy jsou za určitých situací náchylné k praskání a odlamování, zejména v prostředí s vysokým opotřebením.
• Zdravotní rizika: Pracovníci při galvanickém pokovování mohou být vystaveni nebezpečným sloučeninám, jako je šestimocný chrom, které mohou být nebezpečné pro jejich zdraví.
• Potřeba odborných znalostí: Vzhledem k technické povaze procesu a potenciálním rizikům je často nutné využít služeb odborné třetí strany, což zvyšuje celkové náklady a logistiku.

Použití pokovování v různých průmyslových odvětvích

Automobilový průmysl

V automobilovém průmyslu se galvanické pokovování používá k výrobě unikátních dílů a renovaci vozidel. Automobilové galvanické pokovování umožňuje nanášet povlaky, jako je chrom a nikl, na díly motocyklů a automobilů. Tyto povlaky zlepšují nejen odolnost součástí, ale také jejich estetický vzhled. Kromě toho se povlak černého oxidu používá na obráběné předměty kvůli své odolnosti a vhodnosti pro různé aplikace.

Zdravotnický průmysl

Kovové pokovení zvyšuje drsnost povrchu lékařských komponentů, jako jsou zubní zařízení, a zabraňuje tak jejich znehodnocení. Galvanické pokovení zaručuje, že lékařské implantáty a nástroje jsou kompatibilní se sterilizací, a tím se zvyšuje jejich životnost a výkonnost. Tento postup má zásadní význam pro zachování hygieny a funkčnosti zdravotnického vybavení.

Letecký a kosmický průmysl

Galvanické pokovování má výhodné vlastnosti v leteckém průmyslu, kde komponenty vyžadují dodatečnou ochranu proti korozi a opotřebení. Galvanické pokovování nanášením obětního povlaku zabraňuje korozi a prodlužuje životnost leteckých součástí. Tento postup má zásadní význam, protože letecké součásti jsou běžně vystaveny značným teplotním výkyvům a dalším vnějším proměnným, což vyžaduje silnou ochranu pro dosažení maximálního výkonu.

Energetický průmysl

V odvětví elektrické energie zlepšuje pokovování elektrickou vodivost solárních komponentů a vedení. Spoje solárních článků a antény se galvanicky pokovují niklem, stříbrem a dalšími kovy, aby se zvýšila účinnost a výkon. Tyto pokovené součásti mají pro energetiku zásadní význam, protože zajišťují konzistentní a účinný přenos a distribuci energie.

Šperkařský průmysl

Galvanické pokovování je ve šperkařském průmyslu běžným procesem pro dosažení kosmetických povrchových úprav, trvanlivosti a lesku. Galvanické postupy používají návrháři a výrobci výrobků k dosažení požadovaného vzhledu a trvanlivosti šperků, jako jsou přívěsky, prsteny, náramky a další doplňky. Rhodiování, pokovování zlatem a stříbrem se hojně využívá ke zlepšení vzhledu a odolnosti proti opotřebení těchto předmětů.

Odborné tipy pro úspěšné pokovování

Tolerance pro tloušťku materiálu

Abyste se vyhnuli problémům, jako je koroze v případě příliš tenké vrstvy nebo praskání v případě příliš silné vrstvy, sledujte a regulujte tloušťku vrstvy pokovení. Používejte specializované přístroje, jako jsou tloušťkoměry, abyste zajistili rovnoměrné pokrytí a udrželi rozmezí tloušťky pod přijatelnou hranicí. Nastavte kontrolní body pro potvrzení požadavků na toleranci pokovení, zejména u geometricky složitých povrchů. Kontrola tloušťky je rozhodující pro kvalitu a výkon pokovených součástí.

Počáteční podmínky materiálů před pokovením

Před pokovováním se ujistěte, že je materiál připraven k pokovování, a to odstraněním nečistot, jako jsou šupinky po tepelném zpracování, olejové usazeniny a oxidy. Kyselé moření, otryskávání párou a dezoxidátory se používají jako techniky předúpravy pro účinnou přípravu povrchu. Čistý povrch má zásadní význam pro přilnavost a úspěšnost kovového povlaku, protože zabraňuje problémům, jako je špatná přilnavost a vady.

Výběr vhodné metody a materiálů pro pokovování

Pro dosažení požadovaných výsledků je rozhodující správná technika pokovování a materiály. Zvažte použití výrobku, typ základního kovu a vhodnou pokovovací látku. Například galvanické pokovování je nejlepší pro rovnoměrné povlaky, ale bezgalvanické pokovování je vynikající pro komplikované geometrie. Vybírejte vysoce kvalitní pokovovací materiály, abyste zajistili trvanlivost, funkčnost a estetiku a zároveň se vyhnuli špatné přilnavosti a vadám.

Závěr

Kovové pokovování zlepšuje vzhled, odolnost a funkčnost zakázkových dílů v různých průmyslových odvětvích. Automobilový, letecký, šperkařský a zdravotnický průmysl využívají různé procesy a povrchové úpravy kovového pokovování. Porozumění procesům a používání profesionálních doporučení, která splňují průmyslové normy, pomáhá výrobcům produkovat vysoce kvalitní výstupy. Spolupráce s odborníky nabízí maximální výsledky povrchové úpravy kovů.