Qual é o processo de galvanoplastia?

Qual é o processo de galvanoplastia?

Por Smart Water Tech Allen Huang 2024-09-27

Galvanoplastia é o processo de revestimento de uma fina camada de outros metais ou ligas em certas superfícies metálicas usando o princípio da eletrólise. De acordo com a composição do revestimento, o processo de galvanoplastia pode ser dividido em 8 categorias: cromagem, cobre, cádmio, estanho, zinco, níquel, ouro e prata.

A seguir, este artigo irá detalhar os princípios e características dos 8 principais processos de galvanoplastia.

O cromo é um metal branco prateado com um leve tom azul celeste. Possui fortes propriedades de passivação e passiva rapidamente na atmosfera, mostrando as propriedades do metal precioso, portanto, o cromagem em peças de ferro é um revestimento catódico. A camada de cromo é muito estável na atmosfera e pode manter seu brilho por muito tempo. É muito estável em meios corrosivos, como álcalis, ácido nítrico, sulfeto, carbonato e ácido orgânico, mas é solúvel em ácido hidrohálico, como ácido clorídrico e ácido sulfúrico concentrado a quente.

A camada de cromo possui alta dureza, boa resistência ao desgaste, forte capacidade reflexiva e boa resistência ao calor. Não há nenhuma mudança óbvia no brilho e na dureza abaixo de 500 graus; a oxidação e a descoloração começam quando a temperatura excede 500 graus; começa a amolecer quando é superior a 700 graus. Devido às excelentes propriedades da camada de cromagem, ela é amplamente utilizada como camada externa e camada de revestimento funcional do sistema de revestimento protetor-decorativo. O cromagem é frequentemente usado no tratamento de superfície de torneiras de cozinha.

A camada de revestimento de cobre é rosa e macia, possui boa ductilidade, condutividade elétrica e condutividade térmica, é fácil de polir, podendo ser obtida através de tratamento químico adequado para obtenção de cores decorativas como bronze, verde cobre, preto e cor natural. O revestimento de cobre perde facilmente seu brilho no ar, e uma camada de carbonato de cobre básico ou película de cloreto de cobre é formada na superfície quando reage com dióxido de carbono ou cloreto. Quando exposto ao sulfeto, forma-se sulfeto de cobre marrom ou preto. Portanto, como camada decorativa de revestimento de cobre, uma camada de cobertura orgânica precisa ser aplicada na superfície. Como o revestimento de cobre é fácil de oxidar, raramente é usado em torneiras.

O cádmio é um metal macio, branco prateado e brilhante, mais duro que o estanho e mais macio que o zinco. Possui boa plasticidade e é fácil de forjar e enrolar. As propriedades químicas do cádmio são semelhantes às do zinco, mas não se dissolve em solução alcalina, dissolve-se em ácido nítrico e nitrato de amônio e dissolve-se muito lentamente em ácido sulfúrico diluído e ácido clorídrico diluído. O vapor de cádmio e os sais solúveis de cádmio são tóxicos e a poluição por cádmio deve ser rigorosamente evitada. Como a poluição por cádmio é muito prejudicial e cara, o revestimento de zinco ou liga é geralmente usado para substituir o revestimento de cádmio.
Os tipos de soluções de revestimento de cádmio usadas com mais frequência na produção são revestimento de cádmio complexo de ácido aminocarboxílico, revestimento de cádmio com sulfato ácido e revestimento de cianeto de cádmio. Além disso, há revestimento de cádmio pirofosfato, revestimento de cádmio trietanolamina alcalina e revestimento de cádmio HEDP.

O estanho tem uma aparência branco-prateada, um peso atômico de 118,7, uma densidade de 7,3g/cm3, um ponto de fusão de 231,89 graus e uma valência atômica de divalente e tetravalente, então os equivalentes eletroquímicos são 2,12g/A·h e 1,107g/A·h respectivamente. O estanho tem as vantagens de resistência à corrosão, não toxicidade, fácil soldagem com ferro, maciez e boa ductilidade.
A estanhagem tem as seguintes características e utilizações:

(1) Alta estabilidade química;

(2) Na sequência eletroquímica, o potencial padrão do estanho é positivo ao do ferro, e é um revestimento catódico para o aço. Pode proteger eficazmente o substrato somente quando o revestimento estiver livre de poros;

(3) O estanho tem boa condutividade e é fácil de soldar;

(4) O estanho cristaliza e começa a sofrer mutação em -130 grau, e se transformará completamente em um alótropo cristalino em -300 grau, comumente conhecido como "praga de estanho", ponto em que perdeu completamente suas propriedades ;

(5) Assim como o revestimento de zinco e cádmio, o estanho pode se transformar em bigodes sob alta temperatura, umidade e condições fechadas, que são chamados de cabelos longos;

(6) Após o estanhamento, pode ser redissolvido em óleo quente acima de 231,89 graus para obter uma camada de estanho com padrão brilhante, que pode ser usada como revestimento decorativo para necessidades diárias.

O zinco é facilmente solúvel em ácidos e álcalis, por isso é chamado de metal anfotérico. O zinco dificilmente muda no ar seco. No ar úmido, um filme básico de carbonato de zinco se formará na superfície do zinco. Em atmosferas de dióxido de enxofre, sulfeto de hidrogênio e marinhas, o zinco tem baixa resistência à corrosão, especialmente em atmosferas de alta temperatura, alta umidade e ácidos orgânicos, o revestimento de zinco é muito fácil de corroer. O potencial de eletrodo padrão do zinco é -00,76V. Para substratos de aço, o revestimento de zinco é um revestimento anódico. É usado principalmente para prevenir a corrosão do aço e seu desempenho protetor está intimamente relacionado à espessura do revestimento.

Após passivação, tingimento ou revestimento com protetor de luz, o revestimento de zinco pode melhorar significativamente suas propriedades protetoras e decorativas. Com o desenvolvimento da tecnologia de zincagem e a adoção de branqueadores de zincagem de alto desempenho, a zincagem entrou em aplicações protetoras-decorativas a partir de uma simples finalidade protetora.
Existem dois tipos de soluções de zincagem: soluções de galvanização com cianeto e soluções de galvanização sem cianeto. As soluções de revestimento de cianeto são divididas em microcianeto, baixo teor de cianeto, médio cianeto e alto cianeto. As soluções de revestimento sem cianeto incluem soluções de revestimento de zincato alcalino, soluções de revestimento de sal de amônio, soluções de revestimento de sulfato e soluções de revestimento de cloreto sem amônia. As soluções de zincagem com cianeto têm boa capacidade de nivelamento, produzem revestimentos suaves e delicados e têm sido usadas na produção há muito tempo. No entanto, devido à alta toxicidade do cianeto e à grave poluição ambiental, têm sido utilizadas soluções de zincagem com baixo teor de cianeto, microcianeto e sem cianeto.

1. A camada de níquel galvanizado é muito estável no ar. Como o níquel metálico tem uma forte capacidade de passivação, ele pode formar rapidamente uma película de passivação muito fina na superfície, que pode resistir à corrosão da atmosfera, álcalis e alguns ácidos.
2. Os cristais de níquel galvanizados são extremamente finos e possuem excelentes propriedades de polimento. O revestimento de níquel polido pode obter uma aparência brilhante espelhada e pode manter seu brilho por muito tempo na atmosfera. Portanto, a camada galvanizada é frequentemente usada para decoração.
3. A dureza do revestimento de níquel é relativamente alta, o que pode melhorar a resistência ao desgaste da superfície do produto. Na indústria gráfica, o revestimento de níquel é frequentemente usado para melhorar a dureza da superfície do chumbo. Como o níquel metálico tem alta estabilidade química, alguns equipamentos químicos também costumam usar revestimento de níquel mais espesso para evitar a corrosão do meio. O revestimento de níquel também é amplamente utilizado em aspectos funcionais, como reparo de peças desgastadas e corroídas e uso de tecnologia de revestimento com escova para galvanoplastia local. O processo de eletroformação é usado para fabricar placas de eletroformação, moldes de discos e outros moldes na indústria gráfica. A espessa camada de níquel tem boa resistência ao desgaste e pode ser usada como revestimento resistente ao desgaste. Especialmente nos últimos anos, foi desenvolvida a galvanoplastia composta, que pode depositar um revestimento composto de níquel com partículas resistentes ao desgaste, e sua dureza e resistência ao desgaste são superiores às da niquelagem. Se grafite ou grafite fluorada for usada como partículas dispersas, o revestimento compósito de níquel-grafite ou grafite fluorada-níquel obtido tem boa autolubricidade. Pode ser usado como revestimento lubrificante. O revestimento de níquel preto também é amplamente utilizado como revestimento ou revestimento decorativo para instrumentos ópticos.
4. O revestimento de níquel tem uma ampla gama de aplicações. Pode ser usado como um revestimento decorativo protetor na superfície de aço, peças fundidas de zinco, ligas de alumínio e ligas de cobre para proteger o material de base da corrosão ou para desempenhar um papel decorativo brilhante; também é frequentemente utilizado como revestimento intermediário para outros revestimentos, sobre os quais é banhada uma fina camada de cromo ou uma camada de imitação de ouro, que apresenta melhor resistência à corrosão e aparência mais bonita. Em relação às aplicações funcionais, o revestimento de níquel com cerca de 1 a 3 mm de espessura em peças em indústrias especiais pode atingir o objetivo de reparo. Especialmente no cristalizador de fundição contínua, no molde na superfície de componentes eletrônicos, no molde de fundição sob pressão de ligas, na forma complexa de peças de motores aeroespaciais e na fabricação de componentes microeletrônicos, etc., é mais amplamente utilizado.

O revestimento de ouro galvanizado tem forte resistência à corrosão, boa condutividade, fácil soldagem, resistência a altas temperaturas e certa resistência ao desgaste (como ouro duro dopado com muitos outros elementos). Possui boa capacidade anti-descoloração. Ao mesmo tempo, o revestimento de liga de ouro tem uma variedade de tons e o revestimento de ouro na prata pode evitar a descoloração. Além disso, o revestimento tem boa ductilidade e é fácil de polir, por isso é frequentemente usado como revestimento decorativo, como em joias, peças de relógios e obras de arte. Também é amplamente utilizado em peças de galvanoplastia que exigem desempenho de parâmetros elétricos estáveis ​​a longo prazo, como instrumentos de precisão, placas impressas, circuitos integrados, invólucros de tubos eletrônicos e contatos elétricos. Porém, devido ao alto preço do ouro, sua aplicação está sujeita a certas restrições.

O chapeamento de prata evita a corrosão e aumenta a condutividade, refletividade e beleza. É amplamente utilizado nas indústrias de fabricação de aparelhos elétricos, instrumentos, medidores e aparelhos de iluminação. Por exemplo, quando as peças de cobre ou liga de cobre são banhadas a prata, elas devem primeiro ser desengorduradas e enferrujadas, depois pré-revestidas com prata fina ou imersas em uma solução feita de cloreto de mercúrio, etc., para tratamento de mercerização, de modo que uma camada de filme de mercúrio é revestido na superfície das peças. As peças são utilizadas como cátodos e placas de prata pura como ânodos, imersas em eletrólito de cianeto de prata e potássio feito de nitrato de prata e cianeto de potássio e galvanizadas. O revestimento de prata sem cianeto também é usado em indústrias como eletrodomésticos e instrumentos. A solução de galvanoplastia utiliza tiossulfato, sulfito, tiocianato, ferrocianeto, etc. Para evitar que o prateado mude de cor, geralmente é necessário passar por tratamento pós-revestimento, principalmente abrilhantamento, passivação química e eletroquímica, revestimento de metais preciosos ou metais raros, ou revestimento de camadas de cobertura.

Acima estão as diferenças entre os 8 principais processos de galvanoplastia. Cromagem, niquelagem e chapeamento de ouro são comumente usados ​​paratorneiras de cozinha.