Гальваническое покрытие vs Анодирование: ключевые различия для обработки поверхностей металлов

Обычно для обработки поверхностей металлических сплавов выбирают гальванику или анодирование. В чем разница?

Конструкторам изделий нужно понимать ограничения процессов, поэтому ключевые моменты:

• Поверхность алюминиевых сплавов — обычно анодирование, гальваника не подходит.
• Цинковые сплавы (давление) — обычно гальваника, анодирование не подходит.
• Алюминиевые литые детали не подходят для анодирования, при высоких требованиях к внешнему виду использовать с осторожностью.

  

Различия в методах обработки

Гальваника: обрабатываемый материал — катод, анод — тот же металл, что и покрытие (или нерастворимый анод), электролит — раствор ионов покрытия. Подают ток между анодом и катодом. Материал покрытия и основание — разные материалы, напр. бериллиевая медь (основа) + никель (покрытие).

Анодирование: химическое или электрохимическое образование на поверхности металла пленки, содержащей компоненты этого металла. Материал выступает анодом, на его поверхности при прохождении тока в специальном электролите образуется пленка. Пример: анодирование алюминиевого сплава. На поверхности образуется пленка Al₂O₃. Оксид алюминия химически стабилен, не окисляется повторно, устойчив к кислотам, может окрашиваться в разные цвета.

Различия в объектах обработки

Гальваника: объекты — преимущественно металлы, также неметаллы. Наиболее частые покрытия: никель, хром, олово, медь, серебро, золото. Т.е. никелирование, хромирование, позолота и т.д.

Анодирование: метод обработки поверхности металлов. Большинство металлов (нержавейка, цинковые сплавы, алюминиевые, магниевые, медные, титановые) можно анодировать в подходящем электролите.

Различия в принципах процесса

Гальваника: материал покрытия — катод, анодирование: обрабатываемый материал — анод.

Гальваника: зарядовым эффектом ионы металла анода движутся к катоду, получают электроны и осаждаются на детали. Одновременно растворение металла анода восполняет ионы в электролите.

Гальванический раствор имеет шесть компонентов: главная соль, дополнительная соль, комплексообразователь, буфер, активатор анода, добавки.

Принцип гальваники включает четыре аспекта: раствор, реакция, электроды и принцип реакции, процесс металлического осаждения.

Анодирование: электрохимическим методом контролируют образование оксидного слоя для предотвращения дальнейшего окисления алюминия и повышения механических свойств поверхности.

Обычно для анодирования алюминий/сплав — анод, свинцовая пластина — катод. Помещают в водный раствор (серная, щавелевая, хромовая кислоты и др.) для электролиза, образуя оксидную пленку на алюминии и свинце. Наиболее распространено — анодирование в серной кислоте.

Технология анодирования алюминиевых сплавов — самая широко применяемая и успешная. Значительно повышает поверхностную твердость, износостойкость и др. показатели.

В тонком оксидном слое множество микропор, впитывающих смазочные материалы — подходит для цилиндров двигателей и износостойких деталей. Пленка сильно адсорбирует красители — окраска в красивые цвета. Неметаллы и их сплавы (Al, Mg и их сплавы) могут быть анодированы. Широко в машиностроении, авиа/авто, приборах, радиоэлектронике, бытовой технике, архитектуре.

Почему алюминиевые сплавы не подходят для гальваники?

Химические свойства алюминия активны. При гальванике в кислотном электролите ионы Al на катоде при восстановлении образуют соль алюминия и водород. В щелочном — гидроксид алюминия и водород. Поэтому алюминий нельзя осадить гальванически. Та же причина, почему электролиз соленой воды дает NaOH, а не металлический натрий.