Ein umfassender Leitfaden für Beschichtungsverfahren: Prinzipien, Arten, Anwendungen und FAQs

发布时间：2026-02-14 分类：Nachrichten 浏览量：32

1. einleitung

Die Galvanotechnik ist eine altehrwürdige Technologie der Oberflächenbehandlung, bei der durch elektrochemische Prinzipien eine Metallschicht auf der Oberfläche eines Trägermaterials abgeschieden wird, um Korrosionsschutz-, Dekorations- oder Funktionsanforderungen zu erfüllen. Seit ihren Anfängen im 19. Jahrhundert hat sich die Galvanotechnik von einem reinen Schutz- und Dekorationsverfahren zu einem Präzisionsverfahren entwickelt, das spezifische Funktionen wie elektrische, magnetische, optische und thermische Funktionen erfüllen kann.

Je nach Funktion der Beschichtung kann die Beschichtung in drei Hauptkategorien unterteilt werden:

SchutzschichtVerhinderung der Korrosion des Untergrunds (z. B. Verzinkung)
Dekorative BeschichtungÄsthetisches Aussehen (z. B. Verchromen, Vergolden)
Funktionelle BeschichtungBesondere physikalisch-chemische Eigenschaften (z. B. Versilberung für verbesserte elektrische Leitfähigkeit, Hartverchromung für erhöhte Verschleißfestigkeit).

Das zu beschichtende Material kann metallisch oder nicht-metallisch sein (z. B. Kunststoffbeschichtung). Der Zweck dieses Artikels ist es, einen maßgeblichen und umfassenden Leitfaden für das Wissen über Beschichtungen bereitzustellen, um den Lesern zu helfen, ein tiefes Verständnis für den Beschichtungsprozess zu erlangen, die richtige Lösung auszuwählen und häufig gestellte Fragen zu beantworten.

2. grundlegende Prinzipien der Galvanik

2.1 Grundlagen der Elektrochemie

Die Galvanotechnik ist ein Verfahren zur Herstellung einer galvanischen Schicht auf der Oberfläche eines Substrats durch Elektrolyse in einer Lösung, die die zu galvanisierenden Metallionen enthält, wobei das galvanisierte Material oder Produkt die Kathode darstellt. Die Anwendung der Galvanotechnik hat eine lange Geschichte und wurde ursprünglich entwickelt, um die Bedürfnisse der Menschen nach Korrosionsschutz und Dekoration zu befriedigen. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technik kann die Galvanotechnik auch verwendet werden, um eine spezifische Zusammensetzung und Funktion der Metalldeckschicht zu erzeugen, die elektrische, magnetische, optische, thermische und andere Eigenschaften aufweist. Je nach Funktion der Beschichtung kann man sie in Schutzbeschichtung, dekorative Beschichtung und funktionelle Beschichtung unterteilen. Das zu beschichtende Material kann entweder metallisch oder nichtmetallisch sein, und die Beschichtung wird auf der Oberfläche des Substrats durch Elektrolyse unter Verwendung des beschichteten Materials oder Produkts als Kathode erzeugt. Der Galvanisierungsprozess erfordert drei notwendige Bedingungen:Stromversorgung, Galvanisierbad (Bad), Elektrode.

In einem geschlossenen Kreislauf pumpt eine Gleichstromversorgung kontinuierlich Elektronen von der Anode zur Kathode:

anodischEine Oxidationsreaktion findet statt, bei der das Metall Elektronen verliert und sich als Ionen in der Lösung auflöst (M → Mⁿ⁺ + ne-).
negative Elektrode (d. h. Elektronen abgebend)Reduktionsreaktion: Die Metallionen gewinnen Elektronen und lagern sich als Metallschicht ab (Mⁿ⁺ + ne- → M)

2.2 Analytische Potentiale und Elektrodenreaktionen

Die Grundvoraussetzung für die Reduktion von Metallionen an der Elektrode, um eine galvanische Abscheidung zu erreichen, ist ein ausreichend negatives Elektrodenpotential.AusscheidungspotenzialBezieht sich auf das Potenzial, das angelegt werden muss, wenn eine Substanz beginnt, sich an einer Elektrode zu entladen und aus der Lösung auszufallen, und das niedriger sein muss als das Gleichgewichtspotenzial des zu reduzierenden Metalls.

Nach der Nernst-Gleichung wird das Elektrodenpotential durch folgende Faktoren beeinflusst: $E = E^{0} + \frac{R T}{n F} \ln \frac{[oxidativ]}{[reduktionistisch]}$ E=E0+nFRTln [reduziert] [oxidiert]

Darunter:

E⁰: Standard-Elektrodenpotential (gemessen bei 25°C, Ionenkonzentration 1 mol/L)
R: Gaskonstante
T: Temperatur
n: Elektronenübertragungszahl
F: Faraday-Konstante

Standard-ElektrodenpotentialSpiegelt die Redox-Kapazität von Metallen wider: Metalle mit großem negativem Potenzial neigen dazu, Elektronen bei der Oxidation zu verlieren (z. B. Zink), und Metalle mit großem positivem Potenzial neigen dazu, Elektronen bei der Reduktion zu gewinnen (z. B. Gold, Silber).

2.3 Elektrodenpolarisation

Das Phänomen, bei dem das Elektrodenpotential vom Gleichgewichtspotential abweicht, wenn ein Strom durch die Elektrode fließt, wird als Polarisation bezeichnet und in zwei Hauptkategorien unterteilt:

1. elektrochemische Polarisierung
Verursacht dadurch, dass die Geschwindigkeit der elektrochemischen Reaktion an der Elektrode geringer ist als die Geschwindigkeit der Elektronenbewegung.

kathodische PolarisationDie Geschwindigkeit der kathodischen Reduktionsreaktion ist geringer als die Geschwindigkeit der Zufuhr von Elektronen aus der externen Stromquelle, und das Elektrodenpotenzial bewegt sich in eine negative Richtung.
anodische PolarisationDie Eintrittsrate der Metallionen in die Lösung ist geringer als die Eintrittsrate der Elektronen von der Anode in den Außenleiter, und das Elektrodenpotential bewegt sich in die positive Richtung

2. differentielle Polarisation
Verursacht durch die Diffusion von Ionen in der Lösung mit einer Geschwindigkeit, die geringer ist als die Geschwindigkeit der Elektronenbewegung. Die Konzentration der Metallionen in der Nähe der Elektrode ist niedriger als die Konzentration der ursprünglichen Lösung, wodurch ein Konzentrationsgefälle entsteht, das zu einer Potenzialverschiebung führt.

2.4 Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Metallen

Der Beschichtungsprozess ist ein dreistufiger Prozess, derMähdrescherDie Geschwindigkeit ist jedoch unterschiedlich, wobei die langsamste Stufe das Kontrollglied ist:

Flüssigphasen-StoffaustauschHydratisierte Metallionen oder Komplexionen wandern aus dem Inneren der Lösung in Richtung der Kathodengrenzfläche auf die kathodische Doppelschichtseite der Lösung. Zu den Arten des Stofftransfers gehören Elektromigration, Konvektion und Diffusion, diewuchernist der wichtigste Kontrollschritt.
elektrochemische ReaktionDie Metallionen durchdringen die elektrische Doppelschicht, wobei die hydratisierte Molekular- oder Ligandenschicht entfernt wird, und nehmen Elektronen von der Kathode auf, um zu Metallatomen zu werden. Zum Beispiel bei der alkalischen Cyanidgalvanisierung:
- Zn(OH)₄²- → Zn(OH)₂ + 2OH- (Abnahme der Koordinationszahl)
- Zn(OH)₂ + 2e → Zn + 2OH- (Entfernung des Liganden)
ElektrokristallisationDie Metallatome diffundieren entlang der Metalloberfläche, um den kristallinen Wachstumspunkt zu erreichen, und treten in einer bestimmten regelmäßigen Anordnung in das Kristallgitter ein, um die Beschichtung zu bilden.

2.5 Faradaysches Gesetz und Stromwirkungsgrad

Das erste Faradaysche GesetzElektrolyse: Bei der Elektrolyse ist die Menge der an der Elektrode abgeschiedenen oder gelösten Substanz proportional zur Menge des durch die Elektrode fließenden Stroms. $M = K I t$ M=KIt

wobei K das elektrochemische Äquivalent ist (die Masse des Stoffes, der beim Durchgang durch eine 1C-Ladung ausgeschieden wird).

Das zweite Faradaysche GesetzDie Menge der an der Elektrode ausgefällten oder gelösten Substanz ist gleich, wenn die gleiche Menge an Elektrizität durch die Elektrode geleitet wird, und die Menge an Elektrizität, die erforderlich ist, um 1 Mol einer beliebigen Substanz auszufällen, beträgt 9,65 × 10⁴C (Faradaysche Konstante F).

Derzeitige EffizienzDie tatsächlich ausgefällte Masse ist aufgrund von Nebenreaktionen (z. B. Wasserstoffausfällung) niedriger als der theoretische Wert. $η = \frac{Tatsächliche Niederschlagsmenge}{Theoretische Qualität des Niederschlags} \times 100 % = \frac{M^{'}}{K I t} \times 100 %$ η= Theoretische Niederschlagsmenge Tatsächliche Niederschlagsmenge × 100%=KItM′×100%

Der Wirkungsgrad des Kathodenstroms liegt in der Regel unter 100%.

2.6 Berechnung der Schichtdicke

Formel zur Berechnung der Schichtdicke: $δ = \frac{K D_{K} t η_{K} \times 100}{60 γ}$ δ=60γKDKtηK×100

Darunter:

δ: Dicke der Beschichtung (μm)
K: Elektrochemisches Äquivalent (g/A-h)
D_K: Stromdichte der Kathode (A/dm²)
t: Zeit (min)
η_K: Wirkungsgrad des Kathodenstroms (%)
γ: Dichte des Metalls (g/cm³)

Abscheiderate (μm/h): $U = \frac{K D_{K} η_{K} \times 100}{γ}$ U=γKDKηK×100

3. die Zusammensetzung des Elektrolyten und die Rolle der einzelnen Bestandteile

3.1 Primärsalz

Das Hauptsalz ist das Salz in der Beschichtungslösung, das die zu beschichtenden Metallionen liefert und die Art des zu beschichtenden Metalls bestimmt. Die Konzentration des Hauptsalzes sollte in einem geeigneten Bereich gehalten werden:

Erhöhte KonzentrationBeschleunigte Abscheidungsrate, aber die kathodische Polarisation nimmt ab und die Schichtkristalle werden gröber
Angemessene KonzentrationFeine, dichte Beschichtungen werden erzielt

3.2 Mischungsbestandteile

Der Komplexbildner kann die Metallionen im Hauptsalz zu komplexen Ionen verbinden. Einfache Ionenplattierungslösungen neigen dazu, grobe Körner zu erhalten, während komplexe Ionenplattierungslösungen die folgenden Vorteile haben:

Komplexe Ionen sind nur teilweise löslich und stabiler als einfache Salz-Ionen
Erzeugt große kathodische Polarisation für detaillierte Beschichtungen
Häufig verwendete Komplexbildner: Cyanid, Pyrophosphat, Aminotriessigsäure usw.

3.3 Zusätzliche Salze (Leitsalze)

Alkali- oder Erdalkalimetallsalze, die die elektrische Leitfähigkeit einer Lösung erhöhen und das Hauptmetallion des Salzes nicht komplexieren:

Häufig verwendete Leitsalze: Natriumsulfat (Na₂SO₄), Magnesiumsulfat (MgSO₄), Ammoniumsalze
Funktion: Verbesserung der Tiefplattierungsfähigkeit, Dispergierfähigkeit und Erzielung einer feinen Plattierungsschicht.
Hinweis: Ein zu hoher Gehalt kann die Löslichkeit anderer Salze verringern.

3.4 Anodenaktivator

Stoffe, die die Anodenaktivierung fördern, die Stromdichte erhöhen, bei der die Anode zu passivieren beginnt, und eine normale Auflösung der Anode gewährleisten:

Wirkung: Negatives anodisches Potenzial (anodische Depolarisation)
Häufige Stoffe: Halogenidionen, Ammoniumsalze, Tartrate, Thiocyanate, Citrate

3.5 Zusatzstoffe

Stoffe, die die elektrischen Eigenschaften nicht wesentlich verändern, aber die Beschichtungseigenschaften erheblich verändern können, z. B:

Anti-Pinhole-Mittel: z.B. Netzmittel zur Verringerung der Oberflächenspannung
BrüdenlöscherReduzierung des Entweichens von Schadgasen
Klarspüler: Glänzende Beschichtung erhalten
Ausgleichsmittel: Füllen von mikroskopisch kleinen Unebenheiten

4. die wichtigsten Faktoren, die die Qualität der Beschichtung beeinflussen

4.1 Einfluss des pH-Wertes

pH-Effekte:

Wasserstoffentladungspotenzial
Ausfällung von alkalischen Einschlüssen
Zusammensetzung der Komplexe oder Hydride
Grad der Adsorption von Zusatzstoffen

Steigt der pH-Wert während der Beschichtung, ist die Kathode effizienter als die Anode; sinkt der pH-Wert, ist das Gegenteil der Fall. Der pH-Wert kann durch Zugabe eines Puffers in einem bestimmten Bereich stabilisiert werden.

4.2 Auswirkungen von Zusatzstoffen

Anorganische ZusatzstoffeBildung von hochdispersen Hydroxid- oder Sulfidkolloiden im Elektrolyten, die an der Kathodenoberfläche adsorbiert werden, um die Ausscheidung von Metallen zu verhindern und die kathodische Polarisation zu erhöhen.

Organische Zusatzstoffe::

Meist oberflächenaktive Stoffe, die durch Adsorption einen Adsorptionsfilm bilden, der die Ausfällung von Metallen verhindert.
Einige bilden Kolloide im Elektrolyten und bilden mit Metallionen Komplexe, die kolloidale Metall-Ionenkomplexe bilden

4.3 Einfluss der Stromdichte

Jede Beschichtungslösung hat eine Reihe von Stromdichten für normale Beschichtungen:

zu niedrig: Verminderte kathodische Polarisation, grobe Beschichtungskristalle oder gar keine Beschichtung
EignungErhöhte kathodische Polarisation, feinere Beschichtungskörner
ExorbitantDie Überschreitung der Grenzstromdichte führt zu einer Verschlechterung der Beschichtung mit schwammigen, dendritischen, "verbrannten" und geschwärzten Schichten.

Höhere Stromdichten sind unter den Bedingungen einer erhöhten Konzentration des Hauptsalzes, einer erhöhten Temperatur der Galvanisierungslösung und des Rührens zulässig.

4.4 Auswirkungen der Stromwellenform

Der Abscheidungsprozess wird durch Änderungen des kathodischen Potenzials und der Stromdichte beeinflusst:

Dreiphasig vollweggleichgerichteter und geregelter Gleichstrom: Fast keine Auswirkung auf die Beschichtungsorganisation
einphasige Halbwelle (Physik): erzeugt eine glanzlose dunkelgraue Farbe der Chromschicht
einphasige Vollwelle (Physik)Glanzgebung von Überzügen aus Pyrophosphatkupfer und Kupfer-Zinn-Legierungen

4.5 Einfluss der Temperatur

Vorteile der ErwärmungBeschleunigt die Diffusion und verringert die Konzentrationspolarisation; erhöht die Salzlöslichkeit und verbessert die Leitfähigkeit und Dispersion; erhöht die Obergrenze der Stromdichte und steigert die Produktivität
Der Nachteil der ErwärmungVerringert die elektrochemische Polarisierung und vergröbert die Kristalle; beschleunigt die Dehydrierung der Partikel und erhöht die Aktivität der Ionen und der Kathodenoberfläche

4.6 Auswirkungen der Vermischung

Reduzierte kathodische Polarisation: Vergröberung der Körner
Anhebung der Obergrenze der StromdichteErhöhte Produktivität
Verbesserte Wirkung des Nivellierungsmittels

5. die Vorbeschichtung

Die Vorbehandlung wirkt sich direkt auf die Haftfestigkeit und die Qualität der überzogenen Schicht aus, so dass die Oberfläche der überzogenen Teile ein gutes Finish aufweist und Rauheit, Unebenheiten, Korrosionsprodukte und Schmutz entfernt werden.

5.1 Mechanische Handhabung

poliertMit den scharfen Ecken der Schleifpartikel werden Kratzer, Drehriefen, Schleiflöcher, Grate und Korrosionsprodukte auf einer Schleifmaschine von der Oberfläche des Werkstücks abgetragen.

polierenBeseitigung von Schleifspuren, so dass die Oberfläche des Werkstücks einen spiegelnden Glanz erhält, einschließlich chemisches Polieren, elektrochemisches Polieren und mechanisches Polieren.

sandgestrahltDer trockene Quarzsand, Stahlsand oder Flusssand wird mit Hilfe von Druckluft zu einem Sandstrahl verarbeitet, der auf die Oberfläche des Werkstücks gesprüht wird, um Grate, oxidierte Haut und Schweißklumpen zu entfernen.

5.2 Entfettung

Ölverunreinigungen auf der Oberfläche des Werkstücks können zu einer Isolierung der Beschichtungslösung vom Substrat führen und die Abscheidung der Beschichtungsschicht beeinträchtigen:

lösemittelhaltige EntfettungLösen von Fetten mit organischen Lösungsmitteln
chemische EntfettungVerseifung und Emulgierung mit Lauge
Elektrochemische Entfettung: Werkstück als Elektrode, die Blasen erzeugt, um die Entfettung zu unterstützen

5.3 Ätzen

Behandlung von Werkstücken in sauren, salzsauren oder alkalischen Lösungen zur Entfernung von Oxiden von Metalloberflächen.

6. übliche Beschichtungsarten und Anwendungen

6.1 Verzinkung

ZielDas Standardelektrodenpotenzial von Zink (-0,76 V) ist negativer als das von Eisen, und es ist eine anodische Beschichtung für Eisen, die die Korrosion von Eisen und Stahl durch anodischen Opferschutz verhindert.

Prozess-Typ::

Saure Galvanisierungslösung(auf Zinksulfatbasis): niedrige Kosten, hohe Stromausbeute, stabile Lösung, geringe Toxizität, aber schlechte Dispergierfähigkeit, grobe Kristallisation, geeignet für einfach geformte Werkstücke (Stahldrähte, Stahlplatten)
Alkalische BeschichtungslösungGute gleichmäßige Beschichtung, durch Zugabe von Thioharnstoff kann eine glänzende Beschichtung erzielt werden, aber Cyanid ist sehr giftig
Zyanid-MethodeGleichmäßige, gut haftende Beschichtungen können erzielt werden.

Wiederaufbereitung::

DehydrierungErhitzen bei 200°C für 2 Stunden, um Wasserstoffversprödung und innere Spannungen zu beseitigen
matte Oberfläche: Erhöhter Glanz
PassivierungBildung von Chromatfilmen in Lösungen von Chromsäure und ihren Salzen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit

6.2 Verkupfern

BesonderheitenDas Potenzial von Kupfer ist positiver als das von Eisen, und die Verkupferung von Stahl ist eine kathodische Beschichtung, die nicht allein als Schutzverkleidung verwendet werden kann.

Hauptanwendung::

Grund- oder Zwischenschicht für Mehrschichtplattierung
Entkohlung von Stahlteilen
gedruckte Schaltplatte
Kunststoffbeschichtung
Galvanoplastikform

Prozess-Typ::

Typologie	Blickwinkel	Nachteile
Kupfersulfat-Beschichtung	Einfache Zusammensetzung, hohe Stromeffizienz, stabile Lösung, keine schädlichen Gase	Schlechte Homogenisierungsfähigkeit
Mit Zyanid überzogenes Kupfer	Gleichmäßigkeit und gutes Haftvermögen	akutes Gift
Pyrophosphat-Kupferbeschichtung	-	-
Vollglänzende saure Verkupferung	Glänzende Beschichtungen können erzielt werden	Aufheller hinzufügen müssen
Kupfer-Fluoroborat-Beschichtung	-	-

6.3 Verchromen

CharakterisierungChrom ist ein leicht bläuliches, silbrig-weißes Metall mit schönem Glanz, Korrosionsbeständigkeit, hoher Härte, niedrigem Reibungskoeffizienten, hohem Reflexionsvermögen und guter Hitzebeständigkeit.

Haupttyp::

Dekorativ-schützende VerchromungVerleiht ein ästhetisches Aussehen
Hartverchromt (verschleißfestes Chrom): Erhöhung der Oberflächenhärte
Milchiges ChromFür Automobil-, Flugzeug- und Schiffsteile
Verchromen von LanglöchernAnodische Rillenbehandlung nach der Beschichtung, um die Maschenrisse zu erweitern und Schmieröl für Kolbenringe von Verbrennungsmotoren und Kompressoren zu speichern

Prozessmerkmale::

Der Hauptbestandteil des Elektrolyten ist Chromsäureanhydrid (CrO₃), das sich in Wasser unter Bildung von Chromsäure und Dichromsäure auflöst.
Flusssäure hat eine aktivierende Wirkung auf die Verchromung und verbessert die Stromausbeute
Dreiwertige Verchromungslösung wird für einen besseren Umweltschutz entwickelt

6.4 Vernickeln

CharakterisierungNickel ist ein weißes Metall mit hoher Härte und magnetischen Eigenschaften, das sich leicht polieren lässt, um einen guten Glanz zu erzielen, an der Luft einen Passivierungsfilm bildet und eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist.

Gerät::

Oberflächenbeschichtung
Grund- oder Zwischenschicht für Mehrschichtplattierung

Haupttypen von Galvanikbädern::

"Plattierungsbäder vom Typ "Watt" (am häufigsten verwendet)
Sulfamidsäure-Beschichtungsbad
Fluoroborat-Plattierungsbad

GlanzvernickelungZusatz von Aufhellern, klassifiziert als primäre Aufheller, sekundäre Aufheller, usw.

6.5 Versilberung

CharakterisierungMinimaler Widerstand, leicht zu schweißen, weit verbreitet in der Elektronik-, Kommunikations-, Elektrogeräte- und Instrumentenindustrie, verringert den Kontaktwiderstand und verbessert die Schweißleistung.

caveat::

Silber neigt dazu, in Gegenwart von Sulfiden oder Halogeniden an Glanz zu verlieren und anzulaufen, was eine Nachbehandlung erfordert (chemische Passivierung, elektrochemische Passivierung, Beschichtung mit Edelmetallen, Imprägnierung mit organischen Filmen).
Wenn Kupfer und seine Legierungen versilbert werden, ist eine besondere Oberflächenvorbereitung erforderlich, da das Standardelektrodenpotential von Silber (+0,799 V) höher ist als das von Kupfer und eine Verdrängungsreaktion stattfindet:
- mit Silber imprägniertNiedrige Konzentration des Silbersalzes + hohe Konzentration des Komplexbildners
- Vorgesilbert: Hohe Konzentration des Komplexbildners + niedrige Konzentration des Silbersalzes
- Vorvernickelung

6.6 Vergoldung

CharakterisierungHohe chemische Stabilität, unlöslich in den üblichen Säuren (löslich in Königswasser), hohe Beständigkeit gegen Verfärbung, lang anhaltender Glanz.

Gerät::

Schmuck, Tafelgeschirr, Kunsthandwerk
Chips, elektronische Bauteile, Leiterplatten, integrierte Schaltungen

Art der BeschichtungslösungEs gibt zwei Hauptkategorien: cyanidhaltige und cyanidfreie Galvanisierungslösungen.

6.7 Kadmium-Beschichtung

Hauptsächlich für den Korrosionsschutz von Stahloberflächen verwendet.

6.8 Legierungsüberzüge

Zwei oder mehr Metalle werden gleichzeitig auf der Kathode abgeschieden, um eine Beschichtung mit der gewünschten Struktur und den gewünschten Eigenschaften zu bilden. Derzeit gibt es etwa zweihundert Arten von Legierungen, die beschichtet werden können.

Bedingungen für die Ko-Deposition::

Mindestens ein Metall kann getrennt von seiner Kochsalzlösung abgeschieden werden
Die Fällungspotentiale der beiden Metalle sollten sehr nahe beieinander liegen.

Maßnahmen zur Annäherung der Niederschlagspotenziale::

Änderung der Metallionenkonzentration (Erhöhung der Konzentration von Metallionen mit negativem Potenzial und Verringerung der Konzentration von Metallionen mit positivem Potenzial)
Verwendung von Komplexbildnern (um das Ausfällungspotenzial für positivere Metalle negativer zu machen)
Verwendung geeigneter Zusatzstoffe (Veränderung des Metallabscheidungspotenzials)

Gemeinsame Legierungsplattierung::

Zink-Nickel-LegierungDie Korrosionsbeständigkeit ist mehr als 3-mal höher als bei verzinktem Stahl, wenn der Nickelgehalt 10% oder mehr beträgt, und mehr als 5-mal höher, wenn er etwa 13% beträgt.
Zink-Eisen-Legierungnicht leicht zu passivieren, leicht zu phosphatieren, gute Haftung auf Anstrichen
Nickel-Eisen-LegierungGuter Einebnungseffekt, bessere Härte und Zähigkeit als Vernickelung, spart 15-50% Nickel.
Andere: Nickel-Phosphor, Nickel-Zink, Nickel-Zinn, Kupfer-Zinn, Kupfer-Zink (Messing), Zinn-Blei, Zinn-Zink, Zinn-Nickel, usw.

7. übliche Fehler in der Beschichtung und Methoden der Behandlung

7.1 Nadellöcher und Pockennarben

LochblendeEine winzige Pore, die sich von der Oberfläche einer plattierten Schicht bis zum darunter liegenden oder unedlen Metall erstreckt und durch eine Behinderung des Abscheidungsprozesses an bestimmten Stellen der Kathodenoberfläche verursacht wird.

PockennarbeEine kleine Vertiefung oder ein Loch in einer Metalloberfläche.

Verursacht::

Gas-Pockennarben::

Adsorption von kleinen Luftblasen auf der Oberfläche der Platte, die Lage der Luftblasen kann nicht plattiert werden.
Quelle der Blasen: übersättigtes Gas in der Lösung, Wasserstoffausfällung während des Beschichtungsprozesses
Wasserstoffblasen bleiben immer erhalten → Nadellöcher; intermittierende Erhaltung → Pockennarben

Nicht-Gas-Pockennarben::

Mängel des SubstratsFormgenauigkeit, Formgebungsverfahren, Verteilungsunregelmäßigkeiten
schlechte VorbehandlungRückstände von Öltropfen, Oxiden, Staub, Polierpaste
Probleme mit AufhängernGeringe Leitfähigkeit, was zu ablativen Ausfällen führt
Schlechte Leistung der BeschichtungslösungUngeeignete Konzentration des Wirtssalzes, zu hohe Chloridionen, Störung des Helligkeitsmittels, zu wenig Tensid
Verunreinigung der BeschichtungslösungVerunreinigungen wie Nickel, Phosphor, einwertiges Kupfer, Staub, organische Stoffe
die Wasserqualität ist nicht sauberSchwebstoffe, feine Flusen, Staub
Unsauberkeit der LuftzufuhrLuftmischung zum Einbringen von Verunreinigungen
Geringe FiltrationsleistungUnzureichende Durchflussmenge und Rückhaltekapazität der Kartusche
AnodenproblemeVerunreinigte Anoden, zerrissene Anodenbeutel
Unsachgemäße Platzierung der KühlrohreErzeugung von bipolaren Phänomenen

Heilung::

Fügen Sie eine angemessene Menge eines Netzmittels (z. B. Natriumdodecylsulfat) hinzu, um die Oberflächenspannung zu verringern.
Einsatz von Rührwerk (Kathodenbewegung, Luftumwälzung)
Verbesserte Vorbehandlungsreinigung
Regelmäßige Filtration der Beschichtungslösung
Anoden sauber und intakt halten

7.2 Rauhigkeit und Gratbildung

pockennarbigDie Plattierungsschicht weist viele dichte, feine, winzige punktförmige Erhebungen auf, die durch den Einschluss feiner Feststoffe in der Plattierungslösung verursacht werden.

rauereGrößere Ausbuchtungen, die mit bloßem Auge sichtbar sind, verursachen:

Bildung abnormaler grober Kristalle in der Beschichtungsschicht: Die Reduktionsrate der Metallionen im Hauptsalz ist zu schnell, und die Keimbildungsrate ist kleiner als die Wachstumsrate.
Mechanische Verunreinigungen sinken in das Werkstück und werden eingekapselt.

Ursachen von Graten::

Freies Natriumcyanid zu niedrigZu schnelle Kupferabscheidung, dunkle, rötliche Schicht, verminderte Fähigkeit zur Tiefenbeschichtung
Zu viel KupferVergröberung des kristallinen Gewebes
Freies Natriumhydroxid zu hoch oder zu niedrig::
- Zu hoch: Zinn lässt sich nur schwer abscheiden, dunkelrote Überzüge
- Zu niedrig: Durch die Hydrolyse von Zinnat kommt es zur Ausfällung von meta-Zinnsäure, was zu Rauheit in Aufwärtsrichtung führt.
Überhöhte StromdichteDendritische Beschichtung an der Kathodenspitze
Überschüssiges zweiwertiges ZinnRauhigkeit durch zu schnelle Ablagerung
Trübung der GalvanisierungslösungPartikeleinschlüsse

7.3 "Gebrannte" Beschichtungen

definieren.Eine dunkel gefärbte, raue, lose Ablagerung von schlechter Qualität, die sich bei zu hoher Stromdichte bildet und oft Oxide oder andere Verunreinigungen enthält.

Begründung::

Geringe Konzentration von Metallionen im Wirtssalz
Schwierige Ableitung von Metallionen aus dem Hauptsalz und leichte Ausscheidung von Wasserstoff aus H⁺-Entladungen
Hoher pH-Wert an der kathodischen Grenzfläche
Mehr Verbindungen werden in der Beschichtung eingeschlossen

8 Prüfverfahren für Beschichtung und Badleistung

8.1 Leistungsprüfung der Beschichtungslösung

Testaufgaben	definieren.	Gemeinsame Methoden
Dezentralisierte Kapazität	Fähigkeit des abgeschiedenen Metalls, sich gleichmäßig auf der Kathodenoberfläche zu verteilen	Fern- und Nahkathodenmethode (Harlem-Tank), gebogene Kathodenmethode, Hall-Tank-Methode
Deckungskapazität(Fähigkeit zur Tiefenplattierung)	Fähigkeit des abgeschiedenen Metalls, die gesamte Oberfläche der Kathode zu bedecken	Rechtwinklige Kathodenmethode, Bohrlochmethode
Derzeitige Effizienz	Anteil des für die Abscheidung von Metallen verbrauchten Stroms am Gesamtstromverbrauch in Prozent	Voltameter-Methode
Nivellierleistung	Fähigkeit der Beschichtungslösung, mikroskopische Unebenheiten auszugleichen	Mikrokonturierung
Stromdichtebereich	Stromdichtebereich zur Erzielung einer normalen Beschichtung	Hall-Rillen-Test

8.2 Leistungsprüfungen der Beschichtung

Testaufgaben	definieren.	Gemeinsame Methoden
bindende Kraft	Haftfestigkeit der Beschichtung auf dem Substrat	Schälzugversuch, Feiltest, Hitzetest (11 Methoden)
Dicken	Dicke der Beschichtung	Zerstörungsfrei: magnetisches Verfahren, Wirbelstromverfahren Zerstörend: metallographisch, anodisch auflösend (galvanisch/coulometrisch)
Porosität	Durchschnittliche Anzahl der Poren pro Flächeneinheit der Beschichtung	Filterpapiermethode, Pastenmethode, Perfusionsmethode
Korrosionsbeständigkeit	Beständigkeit der Beschichtung gegen Korrosion	Salzsprühnebeltest

9. galvanotechnische Ausrüstung

9.1 Aufhängungen und Befestigungen

Die Rolle der Aufhänger:

Feste Beschichtung
Sicherstellen, dass der Strom gleichmäßig durch jedes beschichtete Teil fließt

9.2 Lokalisierter Schutz

Zweck der Umhüllung oder Beschichtung mit nichtmetallischen Werkstoffen für Bereiche, die nicht beschichtet werden müssen:

Konzentriert den Strom auf das Teil, reduziert den Verbrauch und spart Kosten
Verbesserung der Produktivität und der Lebensdauer von Kleiderbügeln
Sicherstellen, dass die Teile den Zeichnungen entsprechen

Häufig verwendete Materialien: Polyvinylchloridband usw.

9.3 Hilfselektroden

Verbesserung der gleichmäßigen Beschichtungsfähigkeit und der Tiefenbeschichtung der beschichteten Schicht.

10. galvanische Abwasserbehandlung

Galvanische Abwässer enthalten Schwermetalle (Cr, Ni, Cu usw.) und toxische Stoffe, die behandelt werden müssen, um die Einleitungsstandards zu erfüllen.

Gemeinsame Behandlungen::

chemische Ausfällung
Ionenaustauschverfahren
Technologie der Membrantrennung
Verdampfung und Konzentration
biologische Behandlung

11 Methoden zum Entfernen verschiedener Arten von Beschichtungen

Beschichtung	Formulierung einer Stilllegungslösung	Aushilfe	Hinweis
Verkupfern	1000ml/L Salpetersäure + 45g/L Natriumchlorid	60-70°C	Kein Wasser auf der Oberfläche des Werkstücks erlaubt
Vernickelung	50% Salpetersäure	-	-
Chromschicht	100-150 ml/L Salzsäure	-	-
Verzinkung	650-680 ml/L Salzsäure oder 450-500 ml/L Salpetersäure oder Natriumhydroxid	-	-
Versilberung	50ml/L Salzsäure + 950ml/L Schwefelsäure	-	-
vergoldet	Natriumhydroxid 10-20g/L + Kaliumcyanid 50-100g/L	-	-

12. häufig gestellte Fragen (FAQ)

1) Was ist der Unterschied zwischen Galvanik und Galvanoplastik?

Beim Galvanisieren werden dünne Metallschichten (einige Mikrometer bis einige zehn Mikrometer) auf der Oberfläche eines Substrats abgeschieden, während beim Galvanoforming dicke Metallschichten (im Millimeterbereich) abgeschieden und vom Substrat abgelöst werden, um ein separates Werkstück zu bilden.

2) Löst sich die Beschichtung ab? Wie lässt sich das vermeiden?

Stripping wird in der Regel durch eine schlechte Vorbehandlung, eine ungeeignete Stromdichte und eine Verunreinigung der Beschichtungslösung verursacht. Sie können durch eine strenge Kontrolle der Reinigungs-, Aktivierungs- und Prozessparameter vermieden werden.

3. können die Farben der Beschichtung individuell angepasst werden?

Dose. Verchromungen sind zum Beispiel in Glanzchrom und Schwarzchrom erhältlich; Verzinkungen können farbig, blau-weiß und schwarz passiviert werden; und Legierungen können in verschiedenen Farben (z.B. Messingfarben) erhalten werden.

4. wie werden die Kosten für die Beschichtung berechnet?

Umfassendes Angebot auf der Grundlage von Werkstückfläche, Beschichtungsart, Dicke und Losgröße. Die Hauptkosten umfassen Chemikalien, Stromverbrauch, Arbeit und Abwasserbehandlung.

5. ist die Galvanisierung für den Menschen schädlich?

Galvanisierte Teile sind bei normalem Gebrauch unbedenklich. Der Produktionsprozess beinhaltet jedoch Chemikalien und erfordert strenge Schutzmaßnahmen, das Tragen von PSA und die Gewährleistung der Belüftung.

6. kann Edelstahl beschichtet werden?

Ja, aber es ist eine spezielle Aktivierung (z. B. Flash-Nickel-Plating) erforderlich, um die Oberflächenpassivierung zu entfernen.

7. welche Dicke hat die galvanische Schicht normalerweise?

Dekorative Beschichtungen 0,5-5μm, funktionelle Beschichtungen 5-50μm, Hartchrom bis zu 100μm oder mehr.

8. wie prüfe ich die Qualität der Beschichtung?

Häufig verwendete Dickenmessgeräte, Adhäsionskratztests, Salzsprühtests, Porositätstests.

9. was ist der Unterschied zwischen galvanischer und chemischer Beschichtung?

Die galvanische Beschichtung erfordert eine externe Stromversorgung, und die Beschichtungsschicht ist reiner; die chemische Beschichtung beruht auf der Autokatalyse des Reduktionsmittels, und die Beschichtungsschicht ist gleichmäßig (besonders geeignet für Sacklöcher und komplexe Formen).

10 Ist nach dem Galvanisieren eine weitere Behandlung erforderlich?

Je nach Anforderung: Passivierung zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, Versiegelung zur Erhöhung des Schutzes, Ölung zur vorübergehenden Rostverhinderung, Dehydrierung zur Beseitigung der Wasserstoffversprödung.

11 Was ist Wasserstoffversprödung? Wie kann sie verhindert werden?

Wasserstoffversprödung ist ein Phänomen, bei dem Wasserstoffatome in die Matrix eindringen und das Material spröde werden lassen. Sie kann durch Dehydrierung beseitigt werden (z. B. durch Erhitzen auf 200 °C für 2 Stunden nach dem Verzinken).

12. warum ist der pH-Wert des Elektrolyten wichtig?

Der pH-Wert beeinflusst das Wasserstoffentladungspotenzial, die Komplexstabilität, die Adsorption von Zusatzstoffen und die Beschichtungsqualität. Er muss im optimalen Bereich gesteuert werden.

13. was ist ein Anodenaktivator?

Stoffe, die die Anodenaktivierung fördern, die Stromdichte erhöhen, bei der die Anode zu passivieren beginnt, und dafür sorgen, dass sich die Anode richtig auflöst, z. B. Halogenidionen.

14 Warum entstehen Pinholes in der Beschichtung?

Dort kann sich kein Metall ablagern, vor allem wegen der Adsorption von Luftblasen oder Oberflächenverunreinigungen. Die Zugabe von Netzmitteln und Rühren kann dies verbessern.

15 Warum nach dem Verzinken passivieren?

Erzeugt einen Chromat-Umwandlungsfilm auf der Oberfläche der Zinkschicht, der die Korrosionsbeständigkeit verbessert und gleichzeitig verschiedene Farberscheinungen ermöglicht.

13. schlussfolgerung

Als wichtige Oberflächenbehandlungstechnologie nimmt die Galvanotechnik eine zentrale Stellung in der modernen Industrie ein. Vom einfachen Korrosionsschutz bis hin zu funktionellen Anwendungen entwickeln sich die Galvanisierungsverfahren ständig weiter und werden erneuert. Es ist von entscheidender Bedeutung, einen konformen und professionellen Galvaniklieferanten zu wählen, und es muss auf dessen Qualifikationszertifizierung, technische Ausrüstung und Umweltverträglichkeit geachtet werden.

Angesichts der immer strengeren Umweltvorschriften sind umweltfreundliche Beschichtungstechnologien (dreiwertiges Chrom, cyanidfreie Beschichtung, Wasseraufbereitung in einem geschlossenen Kreislauf) in den Vordergrund der Entwicklung gerückt. Durch ein umfassendes Verständnis der Beschichtungsprinzipien, der Prozesskontrolle und des Qualitätsmanagements können qualitativ hochwertige Beschichtungen erzielt werden, die den Anforderungen entsprechen.

übersetzen::Oberflächenbehandlung