Galwano Poznań - Powoki galwaniczne

Galwanizernia "GALWANO"

Obróbka powierzchni i nakładanie metali na metale

Ścieralność powłoki

Ścieralność powłok galwanicznych bardzo często określana jest - w pierwszym przybliżniu - na podstawie pomiarów twardości. Postępowanie takie nie jest jednak słuszne, gdyż np. zbyt twarde powłoki wykazują często dużą ścieralność.

Ścieralność na mokro z dodatkiem szmerglu
Tablica 3. Ścieralność na mokro z dodatkiem szmerglu (obciążenie 5 mN, droga ścierania 1000 m) [Dettner H. W., Elze J., Raub E.: Handbuch der Galwanotechnik. München. Carl Hanser Verlag 1963.]

W tablicy 3 zestawiono wyniki badań ścieralności w zależności od twardości powłok galwanicznych. Ze względu na brak ujednoliconej metodyki pomiaru ścieralności powłok, porównanie wyników badań różnych autorów nastręcza duże trudności i z tego względu zawsze podaje się bardzo dokładnie warunki przeprowadzania badań. Poza tym różne przyrządy pomiarowe pracują w różny sposób i dlatego warunki badania ścieralności powinny, możliwie jak najlepiej, odpowiadać warunkom ekploatacji. Ponadto istotne znaczenie ma rodzaj (i gładkość) elementu współpracującego i wreszcie stosowanie środka smarującego.

W praktyce stwierdzono, że lepsze własności przeciwcierne mają zwykle powłoki galwaniczne, np. powłoki ze stopów łożyskowych, niż powłoki nanoszone z roztopionego metalu.

Powłoki konwersyjne - wiadomości ogólne

Powłoki konwersyjne są to powłoki, które w odpowiednio dobranym środowisku związków chemicznych tworzą się na powierzchni metalu wskutek reakcji jego zewnętrznych warstw atomowych z anionem środowiska

mMe + nAz -> MemAn + nze -(1)

np.

Fe + HPO42 -> FeHPO4 + 2e -(2)

lub

Zn + HPO42 -> ZnHPO4 + 2e - (3)

gdzie: Me - metal, A - anion reagujący, z - wartościowość anionu, m,n - współczynniki stechiometryczne.

Tak więc proces tworzenia się powłoki konwersyjnej jest procesem korozji sztucznie wywołanym i kierowanym, w wyniku którego na powierzchni metalu tworzy się warstwa ściśle związana z metalem, nierozpuszczalna w wodzie i w wywołującym ten proces środowisku oraz o własnościach izolatora elektrycznego.
Powłoka konwersyjna (powłoka niemetalowa) w odróżnieniu od powłoki osadzonej np. galwanicznej jest powłoką wytworzoną na powierzchni metalu, w skład której wchodzą związki tego metalu.
W rzeczywistości proces formowania się powłok konwersyjnych jest bardziej skomplikowany niż przedstawiony powyżej. Wskutek mniej lub bardziej złożonych procesów elektro-, fizykochemicznych i chemicznych, które mogą przebiegać jako procesy towarzyszące lub wtórne, tworząca się powłoka przeważnie nie jest typową powłoką konwersyjną. Jednak w każdym przypadku pierwsze stadium formowania się powłoki przebiega wg podanego równania (1).
Powłoki konwersyjne wytwarzają się wskutek przebiegu procesów elektrochemicznych w mikroogniwach. Przyjmując, że szybkość ich tworzenia jest funkcją wielkości powierzchni mikroanod, zależność tę można ująć równaniem

-dFA : dt = k * FA (4)
gdzie: t - czas; FA - powierzchnia anod mikroogniw; k - stała szybkości reakcji. Po scałkowaniu i przyjęciu stałej całkowania c = FAo
t = 2,3 * lg( FAo : FA) : k (5)

Jak wynika z równania (5), szybkość procesu będzie się zmniejszać wykładniczo w miarę zakrywania powłoką obszarów anodowych na powierzchni metalu.

Do powłok konwersyjnych zalicza się między innymi powłoki fosforanowe, chromianowe, tlenkowe i szczawianowe.
v Fosforanowanie, - fosfatyzacja, parkeryzowanie, zabezpieczanie powierzchni przedmiotów metalowych (stalowych, cynkowych, magnezowych lub aluminiowych) przed korozją poprzez zanurzanie ich w roztworach fosforanów cynku, żelaza, magnezu i kwasu fosforowego. Używane również w celach dekoracyjnych oraz dla uzyskania podkładu pod lakier.

Pasywacja - jest to tworzenie na powierzchni metali, pod wpływem chemicznego działania ośrodka, cieniutkiej warstewki tlenków (lub innych związków) często niewidocznej, który chroni metal przed korozją.

Kataforeza - chemiczno-fizyczne zjawisko elektroforezy z przemieszczaniem się cząstek w kierunku katody.

Anaforeza - przemieszczanie się cząstek rozproszonych w cieczy, pod wpływem pola elektrycznego w kierunku anody.

Elektroforeza - chemiczno-fizyczne zjawisko usuwania z cieczy (lub przemieszczania w niej) różnego typu cząstek (gazu, cieczy lub ciała stałego) w wyniku działania na nie zewnętrznym polem elektrycznym, co przy posiadaniu przez nie pewnego ładunku powoduje ich przemieszczanie w kierunku anody (anaforeza) lub katody (kataforeza). Elektroforeza jest stosowana m.in. do rozdziału koloidów.