Galwanizacja – definicja i zastosowanie

Galwanizacja jest procesem technologicznym, który odgrywa kluczową rolę w przemyśle, szczególnie w sektorze metalurgicznym.

Galwanizacja to proces elektrochemiczny, który polega na elektrolitycznym pokrywaniu powierzchni metali cienką powłoką innego metalu, zwykle szlachetniejszego, w celu zabezpieczania elementów metalowych i zwiększenia ich odporności na korozję, poprawy wyglądu i estetyki czy właściwości elektrycznych. W zależności od tego, z jakiego metalu są takie powłoki galwaniczne wykonane możemy wyróżnić złocenie, niklowanie, chromowanie, kadmowanie lub też cynkowanie. Metoda galwanizacji jest szeroko stosowana w przemyśle, szczególnie w metalurgii, motoryzacji, elektronice czy budownictwie.

Na czym polega proces galwanizacji i jak jest przeprowadzany?

Do tworzenia powłok galwanicznych konieczne jest wykorzystanie procesów zjawisk elektrochemicznych. W specjalnie przygotowanej kąpieli galwanicznej zanurzane są elektrody, pomiędzy którymi przepływa prąd elektryczny. Aby móc pokryć dany materiał specjalną powłoką, trzeba go dobrze do tego przygotować. Najlepiej dokładnie go oczyścić, a także zająć się jego odtłuszczeniem, gdyż w przeciwnym wypadku naniesiona powłoka nie będzie tak trwała i nie będzie odpowiednio przylegać. W taki sposób przygotowuje się materiał do elektrolizy. Tak przygotowany materiał jest następnie zanurzany w roztworze płynu elektrolitycznego. Płyn ten pozwala stworzyć specjalną powłokę ochronną, gdyż zawiera w sobie jony metalu powłokowego. Metalami powłokowymi mogą być metale, które za pewne są nam bardzo dobrze znane, a mianowicie nikiel, cynk, złoto, chrom czy też miedź. Zaraz po zanurzeniu materiału w roztworze przepuszcza się przez niego prąd stały, który powoduje, że jony metalu powłokowego zaczynają przylegać do przedmiotu. Warto też wiedzieć, że możliwe jest osadzanie na materiale więcej niż jednego metalu na raz. Na przykład powłokę mosiężną można otrzymać poprzez jednoczesne osadzanie miedzi oraz cynku.

Przyjmuje się, że powłoka, która zostanie wytworzona w efekcie takiego działania ma grubość od 0,1 do 10 nanometrów. Na to, jak gruba będzie powłoka ma wpływ prąd, który wykorzystuje się do galwanizacji – powinien mieć on odpowiednią gęstość. W przypadku, kiedy jest ona zbyt mała, powstała powłoka jest grubokrystaliczna i odwrotnie – zbyt duża gęstość powoduje powstawanie narostów, które psują estetykę produktu. Dodatkowo, na to, czy proces galwaniczny zakończy się sukcesem ma pływ skład roztworu kąpieli galwanicznej, gęstość prądu, ale też skład metali, wydajność prądowa, a także to, jaką temperaturę ma elektrolit.

Etapy procesu galwanizacji

Proces galwanizacji przebiega w kilku etapach, które obejmują przygotowanie powierzchni, właściwy proces galwaniczny oraz ewentualne wykończenie powłoki. Przebieg zabiegu galwanizacji może się różnić w zależności od stosowanej metody oraz rodzaju powłoki, jednak podstawowe procesy galwaniczne są zbliżone.

1. Przygotowanie powierzchni – przed rozpoczęciem procesu galwanizacji, powierzchnia metalu musi być odpowiednio oczyszczona z tłuszczów, zanieczyszczeń czy rdzy. Stosuje się do tego celu różne metody, takie jak mycie, szlifowanie, piaskowanie czy odtłuszczanie chemiczne.
2. Proces galwaniczny – właściwy proces galwanizacji polega na zanurzeniu metalu w roztworze elektrolitu, który zawiera jony metalu pokrywającego. Następnie przez roztwór przepuszcza się prąd elektryczny, co powoduje, że jony metalu pokrywającego przemieszczają się do powierzchni metalu poddawanego galwanizacji i tam zostają zredukowane do postaci metalicznej, tworząc cienką warstwę powłoki.
3. Wykończenie powłoki – po zakończeniu procesu galwanicznego, powłoka może być poddana dodatkowym zabiegom, takim jak polerowanie, lakierowanie czy utwardzanie, w celu poprawy jej właściwości czy wyglądu.

Warto zaznaczyć, że proces galwanizacji może być przeprowadzany zarówno w sposób ciągły, jak i nieciągły, w zależności od potrzeb oraz rodzaju powłoki.

Rodzaje powłok galwanicznych i ich charakterystyka

Wśród rodzajów galwanizacji można wyróżnić kilka najbardziej popularnych, które różnią się między sobą właściwościami oraz zastosowaniem. Każda powłoka galwanizacji ma swoje unikalne cechy, które sprawiają, że jest odpowiednia do konkretnych zastosowań.

Chromowanie

Chromowanie to proces galwaniczny, który polega na pokrywaniu powierzchni metalu cienką warstwą chromu. Chromowanie stosowane jest przede wszystkim ze względu na swoje właściwości dekoracyjne, ale także ze względu na zwiększenie odporności na korozję oraz twardości powierzchni. Chromowane elementy można spotkać w motoryzacji, przemyśle maszynowym, budownictwie oraz w branży meblarskiej.

Cynkowanie

Cynkowanie to kolejny rodzaj galwanizacji, który polega na pokrywaniu powierzchni metalu warstwą cynku. Cynkowanie stosowane jest głównie w celu zabezpieczenia przed korozją, szczególnie w przypadku stali. Cynkowane elementy można spotkać w budownictwie, motoryzacji, przemyśle maszynowym oraz w branży ogrodniczej.

Niklowanie

Proces niklowania polega na pokrywaniu powierzchni metalu warstwą niklu. Niklowanie stosowane jest zarówno ze względu na właściwości dekoracyjne, jak i ochronne. Powłoka niklowa zwiększa odporność na korozję, twardość oraz poprawia właściwości elektryczne. Niklowane elementy można spotkać w elektronice, motoryzacji, przemyśle maszynowym oraz w branży meblarskiej.

Miedziowanie

Miedziowanie to proces galwaniczny, który polega na pokrywaniu powierzchni metalu warstwą miedzi. Miedziowanie stosowane jest przede wszystkim ze względu na swoje właściwości przewodzące oraz antybakteryjne. Miedziane powłoki można spotkać w elektronice, przemyśle maszynowym, branży spożywczej oraz w branży medycznej.

Złocenie

Ostatnim rodzajem galwanizacji, który omówimy, jest złocenie. Proces ten polega na pokrywaniu powierzchni metalu cienką warstwą złota. Złocenie stosowane jest głównie ze względu na swoje właściwości dekoracyjne oraz antykorozyjne. Złote powłoki można spotkać w biżuterii, elektronice, przemyśle maszynowym oraz w branży medycznej.

Podsumowując, różne rodzaje galwanizacji mają swoje unikalne cechy oraz zastosowania. Wybór odpowiedniej powłoki galwanizacji zależy od wymagań danego zastosowania oraz właściwości, które chcemy uzyskać.

Zastosowanie galwanizacji – gdzie można wykorzystać ten proces?

Zastosowanie galwanizacji w przemyśle jest bardzo szerokie, a proces ten stosowany jest przede wszystkim w celu zabezpieczenia metali przed korozją oraz poprawy ich właściwości mechanicznych, elektrycznych czy dekoracyjnych.

Z powodzeniem uda się nam znaleźć wiele zakładów, które specjalizują się właśnie w galwanizacji, a szereg przedsiębiorstw robi to na naprawdę dużą skalę. Wszystko ze względu na fakt, że galwanizacja może okazać się przydatna w bardzo wielu kwestiach. Przede wszystkim zabezpiecza ona metal, który poddawany jest elektrolizie. Dzięki temu może on lepiej dawać sobie radę przy niesprzyjających warunkach atmosferycznych, może być bardziej odporny na uszkodzenia mechaniczne, trwalszy, a co za tym idzie – o wiele lepiej sprawdzający się w praktyce. Wydaje się, że najlepszym przykładem jest tutaj galwanizacja stali oraz różnego rodzaju stopów żelaza. Materiały te bardzo źle radzą sobie z wilgocią i szybko pokrywają się rdzą. Dlatego też poprzez galwanizacje wydłuża się żywotność materiałów wykonanych ze stali i żelaza, które same w sobie są stosunkowo niedrogie w produkcji.

Warto też wspomnieć o tym, że różnego rodzaju materiały galwanizuje się po to, aby zwiększyć ich estetykę. Bardzo łatwo wyobrazić sobie szereg metali, które pokryte złotem lub srebrem mogą być elementem biżuteryjnym, bibelotem lub też inną, cenioną przez nas dekoracją.

Zastosowanie galwanizacji w przemyśle: galwanizacja stali i metali

Zastosowanie galwanizacji w przemyśle jest bardzo szerokie, a proces ten stosowany jest przede wszystkim w celu zabezpieczenia metali przed korozją oraz poprawy ich właściwości mechanicznych, elektrycznych czy dekoracyjnych. W tej części artykułu skupimy się na dwóch najbardziej popularnych rodzajach galwanizacji: galwanizacji stali oraz galwanizacji metalu.

Galwanizowanie stali

Stal jest jednym z najczęściej galwanizowanych metali, a proces ten polega na pokrywaniu jej powierzchni cienką warstwą innego metalu, najczęściej cynku. Galwanizowanie stali ma na celu zabezpieczenie jej przed korozją, co jest szczególnie ważne w przypadku konstrukcji stalowych narażonych na działanie czynników atmosferycznych. Galwanizowana stal znajduje zastosowanie w budownictwie, motoryzacji, przemyśle maszynowym oraz w branży ogrodniczej.

Galwanizacja metali

Galwanizacja metali obejmuje procesy pokrywania powierzchni różnych metali, takich jak aluminium, miedź czy mosiądz, cienką warstwą innego metalu. W zależności od zastosowania, proces ten może polegać na pokrywaniu powierzchni metalu warstwą chromu, niklu, miedzi czy złota. Galwanizacja metali stosowana jest w celu zabezpieczenia przed korozją, poprawy właściwości mechanicznych, elektrycznych oraz dekoracyjnych. Galwanizowane metale można spotkać w elektronice, motoryzacji, przemyśle maszynowym, branży meblarskiej oraz w biżuterii.