Российское общество гальванотехников
и специалистов в области обработки поверхности
карта сайта
Гальванотехника и обработка поверхности №3 за 2021
Содержание
журналов:

Подписка >>
Выпуск № 3 за 2021 год
Экономичные реагенты для цинкования, никелирования, меднения, хромирования, кадмирования, фосфатирования. Красители для алюминия в широком ассортименте. Доставка по России. Гальванические линии: настройка, запуск процессов. Технологическое сопровождение. База химической продукции «Югреактив».
* * *Компания Evess® — Российский производитель современного гальванического и инженерно-экологического оборудования

перейти в каталог...
Каталог производителей и продукции для гальваники
Материалы и химикаты
для гальванопокрытий
» цинкование » хромирование » меднение » никелирование » оловянирование » кадмирование » драгметаллами » для электроники
Конверсионные пк
» оксидирование » фосфатирование » хроматирование » хромитирование Анодирование
Нанесение покрытий на:
» титан и его сплавы » алюминий и его сплавы » ЦАМ » магний и его сплавы » нержавейку Гальванопластика Нанесение покрытий на
изделия заказчика
Оборудование и приборы
» гальванические линии » ванны из пластика » вентиляция » фильтры, насосы, ТЭНы » выпрямители » измерительные приборы » ячейки Хулла Проектирование и реконструкция
гальванических производств
Решение экологических проблем Автоматизация процессов
Покрытия сплавами
» на основе меди » на основе никеля » на основе олова » на основе цинка
Хим. покрытия
» золотые » медные » никелевые Подготовка поверхности Аноды

Литература

Статьи

Малогабаритные гальванические установки для ювелирного производства
(Модельный и ценовой ряд, возможности и сравнительные характеристики)

М.А. Колесников, к.т.н., Фирма "Клио-Техника"

В настоящее время на рынке оборудования для ювелирного производства присутствует широкий ряд малогабаритных гальванических установок для катодного осаждения родия, золота, серебра, никеля и других металлов на ювелирные изделия и бижутерию для различных целей. Например, родирование применяется для повышения износостойкости, декоративной отделки, повышения отражательной способности (блеска) и др. целей. Так как эти установки предназначены для покрытия небольших партий изделий (до 24 шт. за один цикл), основные технические характеристики у них примерно одинаковы, объем резервуара колеблется от 0,4 до 3 л, мощность выпрямителя до 150 - 250 Вт. Основные различия заключаются в конструктивной реализации, технологичности (удобстве) применения и, следовательно, в стоимости установок. Однако, широкий спектр фирм производителей и значительный ценовой разброс установок существенно затрудняет потребителю проблему оптимального выбора. Попытаемся облегчить пользователю решение этой задачи с точки зрения требований точного соблюдения технологического процесса родирования (Таблица 1), (1), а следовательно, качества покрытия и минимизации потерь благородного металла. С этой целью сформулируем требования к установкам данного класса и сравним конструктивные, технологические возможности и стоимость наиболее популярных установок.

Таблица 1

Технологический процесс родирования
Характеристики процесса
1Максимальная толщина покрытия1 мкм
2Катодная плотность тока для родирования, I00,8-1,5 А/дм2
3Катодная плотность тока для электрохимического обезжиривания2-10 А/дм2
4Рабочая температура ванны40-50°С
5Скорость осаждения0,07-0,1 мкм/мин
6Материал анода - платинированный титан 
Подготовка к работе
1Рассчитать рабочее значение тока Iраб=I0*SS=0,03-0,05 дм2
2Удалить остатки полировальных паст в органических растворителях (трихлорэтилен, уайт-спирит) 
3Провести химическое обезжиривание в щелочном растворе в ванне с ультразвуковой установкой5 мин
Родирование
1Провести электрохимическое обезжиривание (ванна №1)5-10 мин
2Промыть изделия в дистиллированной воде (ванна №2) 
3Изделия из серебра декапировать в 10%-ной серной кислоте (ванна №3) 
4Довести температуру электролита до Т=40-50°С15 мин
5Установить напряжение 2-3 В, завесить катод в электролит, довести рабочий ток до расчетного значения (ванна №4) при активном перемешивании раствора.1-3 мин
6Промыть подвеску в дистиллированной воде (ванна улавливания драгметалла №5) 

 

Заметим, что требования к технологическому процессу родирования являются наиболее жесткими среди других процессов электрохимического, катодного осаждения и вполне могут служить основанием для формулирования общих требований для гальванических установок данного класса.

Итак, процесс должен быть непрерывным, один цикл родирования занимает примерно 30 мин. (от одного до 25 изделий). Необходимая плотность тока при электохимическом обезжиривании и непосредственно покрытии различается на порядок, что определяет невозможность параллельного проведения процессов. Эти два обстоятельства обуславливают тот факт, что установка должна обеспечивать контролируемую регулировку рабочего тока от 0,05 до 10 А, что само по себе является довольно сложной задачей. Остальные требования к конструкции гальванических установок логично вытекают из параметров рекомендуемого технологического процесса (Таблица 2).

Таблица 2

Требования к параметрам конструкции гальванических установок
ПараметрЗначение
1Количество ванн, не менее5
2Термостат с точностью поддержания температуры 50°С, не менее+/- 5°С
3Устройство перемешивания раствора 
4Регулятор силы постоянного тока, не менее15 А
5Индикатор силы тока с разрешением, не менее0,05 А
6Индикатор напряжения с пределом, не менее10 В
7Материал анода - платинированный титан 
8Система защиты от короткого замыкания анод-катод 
10Таймер контроля длительности процесса (активный, пассивный) 

 

От способа реализации (или не реализации) каждой фирмой-производителем, сформулированных требований и зависит конечная стоимость установки.

По конструкции резервуаров часть фирм-изготовителей отдает предпочтение стеклянным ваннам цилиндрической формы, другая часть ваннам из наиболее инертных пластиков (фторопласт, полипропилен), как правило, прямоугольной формы. Пластиковые ванны требуют более тщательной предварительной подготовки - перед первым применением емкости необходимо залить на 24 часа 5%-ным раствором серной кислоты. Стеклянные ванны достаточно промыть дистиллированной водой, однако, они более хрупкие.

По способу подогрева рабочих растворов установки можно разделить на два вида - непосредственного подогрева с помощью погружаемого кварцевого нагревателя и установки косвенного подогрева с помощью дисковых нагревателей, на которые устанавливаются ванны. Погружаемые нагреватели менее мощные (достаточно 150-200 Вт), для косвенного подогрева требуется большая мощность от 300 до 800 Вт в зависимости от объема. Кроме того, дисковые нагреватели менее безопасны т. к. подвергаются риску быть залитыми, например, при расколе стеклянной ванны.

По способу термостабилизации в более дорогих установках для повышения точности в цепи обратной связи используются погружаемые температурные датчики.

И наконец, для механического перемешивания раствора разные фирмы применяют разные способы. Наиболее популярным является метод качания катодных штанг в осевом направлении, которые одновременно являются держателем подвесной рамки с изделиями. Однако, фирмы применяющие такой способ перемешивания рекомендуют каждые 30 сек. встряхивать подвесную рамку для удаления пузырьков водорода, что ставит под сомнения эффективность данного способа. С нашей точки зрения, перемешивание раствора получается более эффективным при использовании для этой цели воздушной помпы.

Сравним наиболее типичные гальванические установки.

Установка PGG 10/3-B-1,5 (Германия) - один из самых дорогих, но надежных агрегатов. Построена по классической схеме моноблока с тремя прямоугольными ваннами по 1,5 л и погружаемым нагревателем в оболочке из кварцевого стекла. Система термостатирования содержит погружаемый датчик в цепи обратной связи. Индикаторы напряжения и тока - стрелочные. Таймер - пассивный (информирующий). Механизм перемешивания - качание катодных штанг. Выпрямитель - 10В/10А. Возможна комплектация поддоном с тремя дополнительными ваннами. Единственным заметным недостатком является малая цена деления амперметра - 0,2 А, что не позволяет надежно покрывать небольшое количество (менее 10) изделий. Также, отсутствует защита от короткого замыкания катода на анод, что несколько компенсируется жесткостью штанг, но все-таки требует повышенной внимательности.

Гальванический агрегат НКС-2 (Турция). Конструктивно полностью повторяет установку PGG 10/3-B-1,5 за исключением объема ванн и выходного напряжения выпрямителя. Объем ванн увеличен до 2 л, а напряжение до 15 В. При этом, эта модель существенно дешевле предыдущей, что по видимому определяется более низкой котировкой торговой марки турецкой фирмы.

Гальваническая установка КС-2/КС-3 (Турция), соответственно на два и три литра объема одной ванны. По конструкции радикально отличается от двух предыдущих. Установка выполнена в виде одного моноблока в корпус, которого почти полностью утоплены три стеклянные ванны по 3 л. Ванны устанавливаются на дисковые подогреватели температура, которых регулируется независимо друг от друга. Независимость регулирования температуры, в некоторых случаях, является полезной функцией, но необязательной. Однако, использование трех нагревателей по 800 Вт приводит к неоправданно высокой потребляемой мощности - 2,4 кВт. Стрелочные индикаторы заменены на цифровые дисплеи, что решает проблему точности при малых токах. Питание на катодные электроды подается через гибкие шланги с любой из трех запараллеленных клемм, что позволяет запитывать дополнительные устройства, например, карандаш для родирования. Основным недостатком данной установки является отсутствие механизма перемешивания электролита, что в некоторых случаях является решающим отрицательным фактором.

Серия установок ВМ 5/400 - ВМ 5/2000 (Испания).По отдельным элементам конструкции во многом повторяет установки КС-2/3, но имеет широкий ряд типоразмеров ванн от 0,4 л до 2 л.

Установка гальванического осаждения УГО-1/РМ-3 (Клио-Техника, Россия) является неким симбиозом из вышеперечисленных агрегатов в конструкции, которой была сделана попытка реализовать лучшие их стороны. Конструктивно установка состоит из двух блоков - блока регулятора мощности РМ-3 и блока термостата, в котором размещены 5 2-х литровых стакана из боросиликатного стекла. Такое построение конструкции позволяет по желанию заказчика гибко комплектовать установку выпрямителем различной мощности и набором функций, а следовательно и по разной цене. Нагреватель - погружного типа с температурным датчиком в цепи обратной связи. Индикаторы напряжения и тока - стрелочные, а проблема малых токов решена с помощью переключателя диапазона индикации. Таймер - активного типа, т. е. напряжение с электродов автоматически снимается по окончании заданного времени процесса, но может работать и в информирующем режиме. Перемешивание раствора осуществляется с помощью внешней, воздушной помпы по гибкому силиконовому шлангу с перфорацией на конце. Регулятор мощности снабжен защитой от короткого замыкания электродов.

Сравнительные характеристики установок представлены в таблице 3.

Таблица 3

Функции и
параметры

Модель

PGG 10/3-B-1,5
Германия
НКС-2
Турция
КС-2
Турция
ВМ 5/400
Испания
УГО-1/РМ-3
Россия
1 Объем 3 по 1,5 л 3 по 2 л 3 по 2 л 5 по 2 л 5 по 2 л
2 Выпрямитель 10В/10A 15B/10A 15B/10A 12B/10A 25B/15A
3 Перемешивание Качание Качание Нет Нет Возд. помпа
4 Нагреватель Погружной Погружной Диск Нет Погружной
5 Мощность наг. 180 Вт 180 Вт 3*800 Нет 150 Вт
6 Датчик Есть Есть Нет Нет Есть
7 Таймер Инфор. Инфор. Нет Нет Активный
8 Защита от КЗ Нет Нет Нет Нет Есть
9 Индикация Стрелочн. Дисплей Дисплей Стрелочн. Стрелочн.
10 Диапазон Ограничен Ограничен Весь Ограничен Весь
11 Цена, $ 2400 1820 710 600 880

 

Заключение

Описанные выше установки предназначены для мелко - серийного производства. Одного литра раствора электролита достаточно для покрытия 400-600 колец (2), что соответствует, примерно суточной производительности установки. Учитывая, что стоимость концентрата на литр электролита составляет, примерно, 300$ себестоимость покрытия родием одного кольца составит 0,5-0,6$.

Разработчики установки PGG 10/3-B-1,5 пошли по пути максимального использования в конструкции законченных узлов, в большинстве случаев, имеющих избыточные возможности и точность, что позволило получить высокую надежность, но при самой высокой цене. В установках КС2/КС-3, с нашей точки зрения, реализована избыточная мощность нагревательных элементов, а необходимого инструмента перемешивания электролита нет.

Линейной зависимости объем рабочих ванн - стоимость не существует. В большей степени на ценообразование влияет репутация фирмы-производителя, а следовательно и надежность конечного продукта. Оптимального значения бинома "цена-качество" удается получить только при комплексном учете, иногда, противоречивых требований технологического процесса, элементной базы, и собственно пользователя.

Литература:

  1. К. Смирнов, В. Харламов, Гальванические родиевые покрытия. Ювелирное обозрение, №9, 2002 г.
  2. Эрхард Бреполь. Теория и практика ювелирного дела. Санкт-Петербург, изд. "Соло", 2000 г.
Курсы повышения квалификации
в 2021 году
«Вопросы – ответы»
Нанесение покрытия олово-свинец в колокольчиках
О причинах мутности никелевого покрытия
Никелирование коррозионностойкой стали
Цвет покрытия Хим.Н. после термообработки
ГОСТ на никельфосфорное покрытие
Средство для удаления порошковых покрытий
Рекомендуемые книги по гальванике и гальванотехнике
Оксидирование алюминия и его сплавов. Скопинцев В.Д. (2015)
Никелирование. Мамаев В.И., Кудрявцев В.Н. (2014)
Сборник практических материалов для работников гальванических цехов (2012)
Цинкование. Техника и технология. Окулов В.В. (2008)
Фосфатирование. Григорян Н.С., Акимова Е.Ф., Ваграмян Т.А. (2008)
Электролитическое хромирование. Солодкова Л.Н., Кудрявцев В.Н. (2007)
Промывные операции в гальваническом производстве. Виноградов С.С. (2007)
Организация гальванического производства. Оборудование, расчёт производства, нормирование. Виноградов С.С. Изд. 2-е, под редакцией проф. В.Н. Кудрявцева (2005)
Экологически безопасное гальваническое производство. Виноградов С.С. Изд. 2-е, под ред. проф. В.Н. Кудрявцева (2002)
Тезисы докладов конференции «Покрытия и обработка поверхности» – 2015, 2014, 2013
Книги по гальванике (скачать)
ООО «Навиком» представляет выпрямители «Пульсар СМАРТ»

Rambler's Top100

 

© Российское общество гальванотехников – www.galvanicrus.ru, 2007—2021. Контакты.