亜鉛めっきとその応用

亜鉛メッキ — 金属および非金属製品の表面に金属を析出させる方法。 電解… このような堆積の後、製品の表面は 優れた耐食性、より美しい外観（装飾コーティング）、場合によってはより優れた硬度、耐摩耗性。

この場合、製品が非常に薄い（5 ～ 30 μm）金属層で覆われており、まれに（表面硬化）10 分の 1 ミリメートルに達する場合、このタイプのプロセスはガルバニック コーティングと呼ばれます。

現在、電気めっき（銅めっき、ニッケルめっき、クロムめっき、銀めっき、金めっき、カドミウムめっき、亜鉛めっき、錫めっき、鉛めっき）が広く使用されています。

金メッキ、銀メッキ、ニッケルメッキ、クロムメッキは主に装飾目的で使用され、同時に耐食性も高めます。

銅は主にニッケルまたはクロム鋼製品の中間層として使用されます。製品の材質に対する保護金属の密着性が良好であることは、コーティングの耐久性にとって非常に重要です。ニッケルとクロムは鋼にしっかりと密着するため、最初に後者を軟化させてから、ニッケルまたはクロムの層を塗布します。銅に。

場合によってはクロム層だけでは腐食を防ぐことができないため、3層コーティング（銅-ニッケル-クロム）も使用されます。製品をニッケルまたはクロムの層で覆うと、480 ～ 500 °C に加熱されたときに表面が酸化するのを防ぎます。亜鉛コーティングは腐食防止に広く使用されています。場合によってはカドミウムメッキを施すこともあります。

クロムおよびニッケルメッキは、印刷業界のステレオタイプなど、表面の耐摩耗性を向上させるためにも使用されます。ステレオタイプをニッケル、クロム、または鉄の層で覆うと、耐用年数を 10 倍以上延ばすことができます。このような場合、塗布するフィルムの厚さを厚くする必要があります（30〜50ミクロン以上）。

母材金属への塗布層の密着強度にとってかけがえのない条件は、母材表面の清浄度です。したがって、電気分解の前に、製品から最小限の汚れ、酸化物、脂肪が注意深く除去されます。これを行うには、通常、塩基の熱溶液または有機溶媒 (灯​​油、ガソリン) で脱脂します。

酸化物や不純物を除去するために、製品は硫酸または塩酸でエッチングされ、研削と研磨によって滑らかな表面が得られます。バスルーム製品は通常マットであるため、装飾的な理由で光沢のある表面を得る必要がある場合は、塗布後に最後の操作が繰り返されます。

電解質の主要部分は、適用された金属の塩です。さらに、電解質の導電率を向上させるために、電解質に酸または塩基が導入されることが多く、電解質が酸性またはアルカリ性になります。金めっきや銀めっき、場合によっては銅めっきの際、シアン化物化合物が電解液に導入され、ベース金属であるミョウバンへのコーティングの密着性が向上します。

一般に、電気めっきプロセスでは、陰極に適用される金属のストリップまたはロッドの形で可溶性陽極が使用されます。この場合、金属は陽極から陰極に移動します。ただし、クロムめっきの場合、鉛や鉛とアンチモンの合金など、特定の電解液に溶けない金属や合金で作られた陽極も使用されており、この場合、金属が製品上で剥離します。電解質および適用される金属の塩は、体系的に電解質に添加する必要があります。

亜鉛めっきは、使用する電解液に対して耐薬品性のある材料で作られた浴中で行われます。大きな浴槽は鋼鉄製で溶接されており、酸性溶液の場合は内側からゴム、エボナイト、ビニールプラスチックで断熱されるか、耐酸性および耐熱性のワニスで覆われます。

処理対象のワークは通常、バス内のハンガーに取り付けられます。低電流密度 (0.01 ～ 0.1 A / cm2) で行われるプロセスでは、固定陰極を備えた固定槽が使用されます。

高電流密度（クロムめっきなど）では連続浴が使用され、コーティングプロセス中に製品が浴の一方の端からもう一方の端に移動します。このような槽には通常、電解液と圧縮空気を混合し、濾過するための装置が装備されています。

多数の槽を備えた自動機械を高能力で使用し、製品自体のコーティングだけでなく、製品の表面処理（脱脂、エッチング、リンス）も実行します。このような機械では、製品は水平および垂直のステップ上を移動し、すべての槽を順番に通過します。

すべての電解プロセスと同様、電気メッキでは直流、通常は低電圧 (6 ～ 24 V) が使用されます。プロセスは電流密度を変えることで制御され、電流密度の値はプロセスに応じて、金めっきや銀の100分の1、10分の1A/dm2からクロムめっきの10分の1A/cm2まで変化します。

電流密度が高くなると単位時間当たりの金属の析出量は増加しますが、ある値（工程ごとに異なります）を超えるとめっきの品質が急激に劣化します。亜鉛メッキ浴槽は、DC 発電機または半導体コンバーターによって電力を供給されます。

ほとんどの電気めっきプロセスでは、電流効率は比較的高く (100 ～ 90%)、金めっきや一部の種類の銅めっきなどの多くのプロセスでは、電流効率が 70 ～ 60% に低下します。クロムめっきの場合のみ、このプロセスでは消費電力のほとんどが副反応に費やされるため、この値は非常に低くなります (12%)。

近年、ガルバニックプロセスにおける交流の使用に関する実験が行われています。通常、AC 成分は DC 電流に重畳され、AC 成分の振幅は DC 値の約 2 倍になります。ニッケル、銅、亜鉛のコーティングの製造に交流を使用すると、コーティングの品質が向上し、特に塗布層の不純物による汚染が軽減されます。

場合によっては、浴に 50 Hz の電流を供給すると、銅コーティングが可能になります。これは、電気化学セルによる交流の部分整流によって説明され、これによりバス電流に一定の成分が現れます。