Особенности техпроцессов гальванопластики и гальваноформирования

Главная » Литература » Статьи » Особенности техпроцессов гальванопластики и гальваноформирования

Гальванопластика – электрохимический способ изготовления разнообразных изделий, в процессе которого выделяющийся при электролизе металл достигает значительных толщин и пластически воспроизводит форму поверхности, на которой осаждается.

Гальванопластическим способом выполняют множество работ, например, превращают обычные кружева в металлические и ими украшают рамы для картин или шкатулки, изготавливают филигранные ажурные изделия - броши, серьги, браслеты. Кроме этого, гальванопластикой получают в металле различные рельефы, снимают копии с памятных медалей и, наконец, создают круглую (объемную) скульптуру.

Гальванопластика в принципе не отличается от гальваностегии, области гальванотехники, занимающейся получением тонких, прочно сцепленных с основой металлических слоев для декоративных и защитных целей. Однако технология гальваностегических и гальванопластических процессов отличается многими особенностями, прежде всего методами подготовки поверхности перед осаждением на нее металла.

В гальваностегии поверхность подготовляется так, чтобы покрытие прочно держалось на ней. В гальванопластике, наоборот, нарощенное покрытие должно легко отделяться. Поэтому в последнем случае уделяется большое внимание технологии нанесения токопроводящих слоев (в случае покрытия непроводников) и нанесению разделительных слоев (если копия получается с металла). Гальванопластические отложения отличаются от гальваностегических значительно большей толщиной, составы электролитов и режимы, применяемые в гальванопластике, также несколько отличаются от принятых в гальваностегии.

Наращивание металла при гальванопластике производится обычно не на металл, а на тонкий токопроводящий слой, нанесенный на поверхность непроводника, или на разделительный плохо проводящий слой, нанесенный на металл, поэтому в технологический процесс вводят дополнительную, по сравнению с гальваностегией, операцию “ затяжки” металлом - первичное наращивание металла на токопроводящий слой до полного закрытия его. Составы электролитов для ванн затяжки и режим работы несколько отличаются от обычных. В зависимости от вида покрытия, материала основы, назначения детали меняются способы подготовки поверхности и технология наращивания.

Технологический процесс гальванопластического изготовления изделий состоит из следующих основных этапов:

  • изготовление модели изделия – подготовка литьевой формы, металлическое литье;
  • подготовка поверхности модели (очистка, обезжиривание, полировка);
  • нанесение на поверхность модели проводящего слоя;
  • нанесение разделительного слоя;
  • наращивание металла;
  • удаление модели;
  • отделка изделия;

Оборудование гальванопластических участков ничем не отличается от оборудования, применяемого для гальваностегии. Специфической для гальванопластики является оснастка для изготовления моделей и нанесения разделительного слоя, что составляет наибольщую сложность для производителей. Производство изделий при помощи гальванопластики все время увеличивается. Особенно большим преимуществом гальванопластика стала играть в ювелирной промышленности т.к. появилась возможность репродукции мельчайших деталей рисунка драгоценного изделия имеющего сложные формы и отсутствие веса. Чем наиболее известна гальванопластика в ювелирном деле? Речь идет об использовании электролитического метода для нанесения драгоценного сплава с определенной пробой на модель изготовленную из проводящего материала или непроводящего, получившего определенные свойства при помощи соответствующего лака. В конце процесса модель или подложка удаляются при помощи плавления если речь идет о воске, или растворения в химических реактивах в случае, например, меди. В результате остается “скорлупа” составляющая изделие из драгоценного сплава.

Технология гальванопластики позволяет по-другому рассматривать ювелирное изделие – не существует больше ни ограничений рельефа штамповки, ни проблем вызванных весом в точном литье. Серьги, в частности, является частью такого метода изготовления, так как являются изделием, которое не должно быть слишком тяжелым, значительного объема и низкого веса, Типичная толщина изделия изготовленного методом гальванопластики – 0,10–0,15 мм. В 60-е годы в США на основе метода гальванопластики был разработан новый метод текстурирования (тиснения) металла “Electroforming” /Гальваноформирование/. Этот способ стали широко применять и в Европе при изготовлении ювелирных изделий и художественной обработке металла. Постепенно гальваническое формование, являясь новым методом декоративной отделки изделий, стало постоянно применяться в ювелирной практике.

Для гальваноформования характерно то, что целенаправленно производится нанесение грубозернистого полосчатого пористого осадка, что и позволяет в итоге получить интересную фактуру поверхности. При очень высокой плотности тока в единицу времени на поверхность изделия гальваническим осаждением наносят как можно больше количество металла, чтобы поверхность приобрела крупнозернистую структуру, напоминающую плотно нанесенную зернь. В основе своей гальваноформование – это сначала гальванопластика с дальнейшим затем изменением условий осаждения металла и получением в результате этого характерной текстурированной поверхности.

При методе гальваноформования, основу формуют сначала из металлической фольги или проволоки, а далее наносят гальваническое покрытие до такой толщины, пока не будет получено определенное очертание изделия и оно не станет достаточно прочным. Ввиду повышенной плотности тока на поверхности образуется груботекстурированный рисунок. Таким способом при меньших затратах можно изготавливать изделие, которое обычно изготавливают трудоемкими - выколоткой и гибкой.

Современный отечественный рынок предлагает специализированные установки для гальванопластики зарубежного производителя. Оборудование это стоит недешево, т.к. производителями оборудования являются немцы и швейцарцы. Среди тех, кто предлагает оборудование для гальванопластики в первую очередь необходимо отметить немецкую фирму Дегусса (“Degussa”) и швейцарскую “OMI”, и “LABORATOIRE PINO ALIPRANDINI” . Эти фирмы предлагают совершенные полностью автоматизированные установки гальваноформирования с нанесением золотого покрытия пробы 9Kt, 14Kt, 18Kt, 22Kt, 24 Kt, с нанесением соответствующих гальванических покрытий:

  • 9 Kt - золото-медь - золото-серебро – золото-медь-кадмий
  • 14 Kt - золото-медь - золото-серебро – золото-медь-кадмий
  • 18 Kt - золото-медь – кадмий - золото-серебро
  • 22 Kt - золото-медь-сульфит (без цианидов)
  • 24 Kt – золото 99,99 кислотное (без цианидов) - твердость 65-90кг/мм2
  • 24 Kt – золото – сульфитное (без цианидов) твердость 140-160 кг/мм2

Характеристика установки фирмы “LABORATOIRE PINO ALIPRANDINI:

  • Надежность
  • Непрерывность процесса
  • Экономичность проведения процесса во времени
  • Нет необходимости знать точную поверхность изделия: только ориентировочную
  • 100 кг сплава 18Kt осаждается гарантировано (на меняя емкости)
  • Точность осажденного сплава: 18Kt c минимальным отклонением
  • Высокая производительность: 2 кг каждые 24 часа
  • Возможность осаждения 14,18,20 Кt в одной и той емкости
  • Сила тока – 50А
  • Осаждение “пробы” - от 9-20 Кt
  • Объем емкости – 240 л
  • Точность осаждения – 15 кг с отклонением до 1 г
  • Скорость осаждения – 1 микрон / 2,5 мин
  • Производительность - 1,3 кг сплава 18 Кt на каждое изделие
  • Химический контроль – 1 анализ каждые 10 кг осажденного сплава
  • Многообразие нанесения покрытий - все процессы золочения, серебрения, родирования, нанесение рутения, платинирования, палладирования, имитация (бронзы) – медь никель хром, пассивация серебра, нанесение сплава медь-серебро-никекль.

Технологический процесс гальваноформирования состоит из следующих циклов:

  • Цикл литья и обработки сплавов
  • Цикл химической подготовки и обработки
  • Цикл гальванопластики:
  • Расчет площади поверхности (ориентировочной) исходных изделий
  • Электролитическое формирование на установке PINO ALIPRANDINI с учетом свежего пополнения раствора золота, обеспечения дистиллированной водой и системой воздушной фильтрации
  • Регенерация и съем драгметалла
  • Выгрузка в центробежной машине
  • Термообработка в печи при 5000C
  • Полирование золота
  • Сварка отверстий для выплавки легкоплавкого металла
  • Гальваническое цветное золочение

Цикл гальванопластики управляется компьютером и выполняется в полностью автоматическом режиме, делая излишним любое ручное вмешательство. Но нельзя думать, что даже самая передовая технология, управляемая компьютером дает возможность ювелиру создавать изделия путем простого нажатия кнопки – для получения наилучшего качества необходимо грамотно овладеть технологией.