Титан в гальванотехнике

Актуальность

Гальванический способ покрытия металлов получил самое широкое распространение. Чтобы повысить интенсивность и эффективность производства и технологических процессов гальванических покрытий, применяют новые электролиты, повышение температуры и увеличение плотности тока. Для этого требуются конструкционные материалы и оборудование, соответствующие повышенным требованиям коррозионной стойкости. Помимо усовершенствования технических показателей, крайне важным представляется максимальное продление эксплуатационного срока оборудования, которое зависит от качества футеровочных и конструкционных материалов. Несмотря на то, что подходящих материалов существует довольно много, все еще не удалось разрешить проблем, связанных с длительностью срока их эксплуатации и прочностью. Свинец в хромовых и прочих кислотных электролитах хоть и обладает химической стойкостью, но легко подвержен механическому разрушению. Если свинцовая футеровка получает повреждения, корпус ванны подвергается интенсивной коррозии.

Альтернативные материалы

Ванны из стали, футерованные винипластом, стойким в кислотных электролитах, применяются в процессах никелирования, омеднения, оцинкования и т. д. Но если температура чересчур высока, винипластовые листы могут от температурного расширения растрескаться. Это объясняется тем, что коэффициент теплового расширения у винипласта в шесть раз больше, чем у стали. Это приводит к нарушению целостности футеровки, особенно в районе сварочных швов, а позднее — к растворению материала, из которого изготовлена ванна, под воздействием коррозии и загрязнению состава электролита. Даже попадание минимального количества коррозийных составляющих (примесей тяжелых металлов) в электролит может вызвать резкое падение качества покрытия. Чтобы противостоять этому, для футеровки используется резина. Однако она также показывает малую эффективность в связи с быстрым устареванием и растрескиванием своего покрытия. Кроме того, процесс футеровки и гумирования требует больших затрат из-за низкой адгезии к определенным металлам. Все существующие на сегодня изоляционные и защитные технологии для подвесок с использованием стойкой к химическим воздействиям резины, перхлорвинилового лака или ленты дают возможность пользоваться подвесками на протяжении двух-трех месяцев. Часто менять или ремонтировать подвески — крайне трудоемкое и экономически невыгодное мероприятие.

Коррозионная стойкость

Титан известен своей стойкостью к коррозийному воздействию практически во всех электролитах щелочного, слабокислого и кислого характера. Он устойчив в травильных растворах, содержащих 10% H₂ SO₄ при температуре 75 °C, но при повышении концентрации до 18−20% начинает быстро корродировать. Если же добавить в электролит азотную кислоту или ее соли в качестве ингибирующих добавок, можно предупредить процесс коррозийного разрушения титана. В этом случае происходит образование окисной пленки на поверхности металла, которая препятствует его растворению. Титан начинает быстро корродировать также в электролитах, содержащих фтористо-водородную или же борфтористо-водородную кислоту. Во всех остальных случаях использование титана в качестве защитного покрытия в гальванотехнике оказывается исключительно перспективно.

Оборудование для гальванопластики

Чтобы осуществить предварительную обработку и нанесение гальванического покрытия, применяются ванны, анодные корзины, катодные барабаны, нагревательные змеевики, подвески, теплообменники, трубопроводы, фильтры, насосы и пр.

Титановые ванны

Использование титана в ваннах для хромирования увеличивает срок их эксплуатации в пять-семь раз. Когда на Мелитопольском моторостроительном заводе вместо традиционных ванн из стали и свинца были установлены три ванны из сплава ВТ1−0, то в связи с увеличением продолжительности срока их использования и уменьшения амортизационных отчислений, затрат на электролит и уменьшения трудовой напряженности и энергоемкости, удалось в значительной степени повысить показатель годового дохода.

Электролиты

В электролитах, которые используются в процессах омеднения, никелирования, кадмирования, латунирования, оцинкования и серебрения, титан практически не испытывает коррозийного разрушения, помимо растворов фтористо-водородной и борфтористо-водородной кислоты. Кроме того, нежелательно использовать титан в сочетании со средами, в которых находятся ионы фтора из-за разницы в скорости коррозии при использовании анодной схемы и отключении тока.

Замена ванн

Замена ванн, изготовленных из углеродистой стали, футерованной винипластом или свинцом, на титановые ванны является целесообразной с целью стабилизации производственного процесса: снижения частоты текущих ремонтных работ, поддержания чистоты электролита, увеличения качества покрытия, а главное — возможности регулировать температурный или кислотный баланс электролита. Устойчивость сплавов титана коррозийному воздействию в указанных выше электролитах дает возможность более чем в два раза уменьшить толщину стенок. Это делает титановые ванны и ванны из стали, футерованных винипластом, практически идентичными по стоимости.

Анодные корзины

В ваннах, предназначенных для никелирования, оцинкования и омеднения используется три типа анодов: электролитические, литые и вальцованные. Последние получили наибольшее распространение, так как они растворяются наиболее равномерно, тогда как электролитическим анодам свойственно более интенсивное растворение и образование шлама.

Шлам

Чтобы свести к минимуму вредное воздействие шлама, аноды помещаются в специальные мешки из «бельтинга» или «хлорида», которые предварительно были подвергнуты обработке соляной кислотой. В данном случае отходы достигают лишь двадцати-тридцати процентов общего веса анодов. Использование анодных корзин, изготовленных из титана, крайне перспективно. Еще в 1959 г. фирмой «Форд» были разработаны и введены в эксплуатацию первые анодные контейнеры из титана. Благодаря этому в значительной степени снизились расходы на уход за оборудованием, а продолжительность ежедневной работы увеличилось на четыре часа.

Производительность

Анодные корзины призваны увеличить общую производительность рабочей установки. Кроме того, чтоб добавить анодный материал в контейнер, не требуется выпускать оставшийся раствор из ванны. Расходуется анодный материал практически в полном объеме, сохраняя постоянство плотности и обеспечивая максимальную эффективность своего действия. С 1959 г. они используются с целью цианистого и кислотного омеднения, цианистого белого латунирования, блестящего никелирования. Введение в отечественный производственный процесс корзин из титана позволило создать полностью растворяющийся анод.

ВТ1−0

Применение анодных корзин из сплава титана ВТ1−0 на Мелитопольском моторном заводе позволило в значительной мере поднять годовой экономический показатель при производстве никелированных деталей, используемых в силовых агрегатах. Главным показателем экономичности данного нововведения является стопроцентное использование никелевых анодов, тогда как до момента внедрения этой технологии использовалось лишь 70% от всех анодов. Помимо этого, пропала необходимость в использовании медных крюков, которые ранее применялись при установке новых анодов, сократился показатель трудовых затрат при замене анодов.

Сокращение расходов

Титановые корзины из сплава ВТ1−0 сделали возможным значительное сокращение расхода анодов из никеля и упрощение обслуживания ванн при корректировке уровня электролита. Анодные корзины с специальными крючками для подвешивания создаются из листов титана толщиной 0,8−1 миллиметр. Расчет поперечного сечения крючков происходит из расчета низких показателей тепловодности и плотности тока, которая составляет менее 1 А/дм.

Лужение

Во время высокоскоростного лужения используются корзины из титана, которые предварительно наполняются гранулированным оловом, выступающим в роли анода. Такой анодный материал позволяет значительно повысить производительность электролитического лужения благодаря увеличению активной плотности тока, который распределяется по всей площади анода, находящегося в корзине.

Экономический эффект

Описанные корзины из титана, сконструированные по разным схемам, получили широкую популярность в процессах никелирования, лужения, омеднения и оцинкования, так как они позволяют до конца использовать анодный материал, а значит, сэкономить дорогостоящие исходные материалы: никель, олово, медь, и другие. Кроме того, возможным становится использование чушек, гранул, слитков первичного материала, которые стоят намного меньше, нежели их прокатные анодные эквиваленты.

Рентабельность

Даже имея в два раза меньшую теплопроводность, нежели свинец или сталь, титан дает возможность создания труб нагревателей с гораздо более тонкими стенками, так как он отличается высокой коррозийной и механической прочностью. Из этого вытекает равенство цены змеевиков из освинцованной углеродистой, а также нержавеющей стали и оборудования из марок титана ВТ1−00 и ВТ1−0. Кроме того использование титановых сплавов позволяет значительно сократить расходы на эксплуатацию оборудования, увеличив время эксплуатации в четыре-шесть раз.

Змеевики

Даже в обычных ваннах для хромирования, змеевики из титана будут служить долгие годы. Завод «Коммунар» в Запорожье использует в целях нагрева электролита при хромировании подогреватели из титана длиной 3 метра и Ø 2,5 миллиметра, которые пришли на смену устаревшим свинцовым змеевикам длиной 7 метров и Ø 6 миллиметров. На протяжении четырех лет эксплуатации такой тип оборудования дал неоценимые экономические преимущества. Титановые подогреватели также используются на десятках автоматических линий Тамбовского механического завода.

Подвески и приспособления

Титан также получил широкое употребление в создании подвесок для анодирования деталей, изготовленных из алюминия и его сплавов. Так, простые алюминиевые рамы крайне быстро поддаются окислению и начинают разрушаться. Чтобы продлить среднее время их эксплуатации более четырёх-шести недель, рамы необходимо обязательно подвергнуть воздействию щелочной среды. При этом титановая рама в аналогичных эксплуатационных условиях не показывает признаков начинающегося разрушения даже спустя годы. Подвески из титана также показали свои лучшие качества в процессах лужения и оцинкования. Они не подвержены коррозии, что позволяет избежать потерь их ценного материала, продлить время службы детали и сократить затраты на ремонтные работы.

Инструменты

Одна из британских компаний, специализирующаяся на производстве стиральных машин, использует в своем техническом арсенале более шестидесяти инструментов, изготовленных из титана, для анодирования алюминиевых деталей, а также свыше четырехсот алюминиевых приспособлений с наконечниками из титана. Ремонтировать гальванические подвески довольно дорого, долго и трудоемко. Использование титановых элементов производства позволяет свести к минимуму число подобных операций по ремонту. Кроме того, титан на протяжении продолжительного срока поддерживает электропроводимость на довольно высоком уровне.

Проблемы очистки

Когда увеличивается производственная мощность цехов, специализирующихся на металлопокрытиях, нужно в большей степени заботиться о процессе очистки выбрасываемых сточных вод, содержащих огромное количество токсичных компонентов (кислот и их солей), которые образуются в процессе травления металлов и их гидроокисей от анодной очистки. В ваннах оцинкования, омеднения, кадмирования находится большое количество металлических алкалоидов и токсичные цианиды, концентрация которых должна быть менее 0,1 мг/л, а содержание хрома в хромовокислых и хромовых ваннах не должно превышать 0,5 мг/л.

Выводы

Многочисленный опыт применения титана в гальванических конструкциях доказывает целесообразность использования титановых элементов. Это касается надежности, качества, продолжительности службы и экономической выгодности использования данного материала. Использование на производстве оборудования из титана является показателем прогрессивности компании, отслеживания ею современных тенденций и заботы о показателях производительности, уменьшения трудоемкости, сокращению тяжелых обслуживающих работ, увеличению качества покрытия, экономии электролита, воды, электроэнергии, пара, уменьшению времени цикла производства, повышению долговечности оборудования, совершенствованию условий труда и росту культуры производства.

Поставщик

Вас интересует титан в гальванотехнике? Титан в гальванотехнике от поставщик «Ауремо» соответствие ГОСТ и международным стандартам качества, цена — оптимальная от поставщика. Предлагаем купить продукцию со специализированных складов с доставкой в любой город. Купить сегодня. Оптовым заказчикам цена — льготная.

Купить, выгодная цена

Титан в гальванотехнике от поставщик «Ауремо» предлагается сегодня по оптимальной цене. На складе представлен самый широкий выбор продукции. Всегда в наличии титан, цена — обусловлена технологическими особенностями производства без включения дополнительных затрат. Оптимальная цена от поставщика. Купить сегодня. Ждем ваших заказов. У нас наилучшее соотношение цена-качество на весь ряд продукции. На связи опытные менеджеры — оперативно помогут купить титан оптом или в рассрочку. Постоянные покупатели могут купить титановый прокат с дисконтной скидкой.