Durante finitura metallica galvanica, Sia la galvanostegia che l'anodizzazione trattano le superfici metalliche per migliorarne le prestazioni e l'aspetto. Entrambi i processi aumentano la resistenza alla corrosione, all'usura e la qualità superficiale, ma agiscono in modi diversi. Comprendere le differenze tra galvanostegia e anodizzazione aiuta a scegliere il metodo di finitura più adatto alla propria applicazione.
In questo articolo parliamo della differenza tra “Galvanotecnica vs. Anodizzazione”Spiega le numerose tipologie che rientrano in questi due metodi, nonché i loro vantaggi e svantaggi.
Quali sono le differenze tra galvanica e anodizzazione?
La differenza più importante tra questi due metodi è la loro diversa procedura. Sebbene il processo di elettrodeposizione implichi la copertura di una superficie metallica con un altro complesso metallico, d'altro canto l'anodizzazione comporta l'ispessimento dell'ossido naturale su una superficie metallica.
Metodi di elaborazione
Prendiamo i metodi di lavorazione di elettrodeposizione e anodizzazione. Nell'elettrodeposizione il metallo è noto come substrato ed è collegato al catodo. La soluzione dell'elettrodeposizione è l'elettrolita che ha ioni metallici su di esso. La corrente continua scorre attraverso la soluzione e fa sì che gli ioni metallici si dissolvano dall'anodo e si impiantano sul substrato. Ci sono due materiali unici che devono essere coinvolti: la sostanza che deve essere placcata e il materiale di rivestimento. Proprio come nella tecnica di placcatura che coinvolge il rame berillio e il nichel, lo strato di placcatura è noto come nichel e il substrato è semplicemente chiamato rame berillio.
Mentre l'anodizzazione applica lo strato elettrochimico alla superficie metallica per creare un sottile rivestimento di pellicola. Quando l'elettricità viene applicata all'elettrolita, si forma un sottile rivestimento sulla superficie del materiale trattato che funge da anodo. Quando l'alluminio viene ossidato, si formerà un rivestimento di ossido di alluminio sulla superficie del pezzo in lavorazione.
L'allumina è nota per la sua resistenza chimica, la protezione dall'ossidazione e dalla ruggine acida e la sua capacità di tingere i colori.
Rivestimento di oggetti
Un gran numero di metalli sono articoli placcati. I metalli di placcatura più frequentemente utilizzati sono nichel, cromo, stagno, rame, argento e oro. Fondamentalmente, questo metodo è spesso utilizzato per placcature come oro, cromo, nichel, ecc. Il processo di anodizzazione è un processo di superficie metallica che viene utilizzato per addensare il rivestimento di ossido naturale del metallo. I metalli comunemente utilizzati come titanio e alluminio vengono anodizzati utilizzando un elettrolita adatto.
Principi di lavoro
La sostanza che viene lavorata nell'anodizzazione è chiamata anodo. Sebbene il catodo della sostanza sia utilizzato per il rivestimento nell'elettrodeposizione, l'effetto di carica del processo di elettrodeposizione consente agli ioni dell'anodo metallico di depositare i loro elettroni sul catodo. Gli ioni vengono ripristinati immediatamente dopo che il metallo dell'anodo si dissolve. Il processo di anodizzazione è comunemente utilizzato per le superfici di alluminio a causa della loro elevata reattività. Ciò crea rapidamente uno strato di ossido resistente.
Risultato del peso
Il processo di anodizzazione aggiunge uno strato sottile di circa 0.0001-0.001 pollici alla superficie di alluminio che aumenterà il peso di un trascurabile 1% o meno. Sebbene la galvanica renda il prodotto più pesante depositando circa 0.005 pollici di spessore, il che aiuta a far sì che sul metallo venga aggiunto un ulteriore 10% di peso.
Forza
La galvanica aiuta ad aumentare la capacità di trazione di una sostanza metallica rivestendo continuamente altri metalli sulla sua superficie. In base alla sostanza rivestita e allo spessore, la galvanica può aumentare la resistenza alla trazione di un metallo fino al 20%. Il processo di anodizzazione sull'altro lato può anche aumentare le caratteristiche della superficie, proprio come la durezza e la resistenza alla ruggine. Tuttavia, non migliora significativamente la resistenza di un metallo.
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Che cos'è l'anodizzazione?
L'anodizzazione è il processo di elettrochimica che fornisce una finitura di ossido anodico alle superfici metalliche. L'alluminio è il metallo migliore per l'anodizzazione, ma anche i metalli non metallici come anodizzazione del titanio e il magnesio può anche essere trattato in modo simile. Il processo del substrato di alluminio offre l'intero ossido di alluminio che crea la struttura dell'ossido anodico. Invece di essere posizionato localmente come la vernice o la placcatura, questa anodizzazione dell'alluminio è completamente fusa con il substrato metallico sottostante, rendendolo resistente a scheggiature e spellature. La sua struttura di permeabilità ben strutturata facilita anche le procedure di verniciatura e sigillatura necessarie. Spero che questo concetto ti aiuti a imparare cos'è l'anodizzazione.
Meccanismo di anodizzazione
Scopo dell'anodizzazione
Il processo di servizi di anodizzazione migliora la durata, la capacità e la struttura delle superfici dei materiali metallici. Il metodo ispessisce lo strato di ossido naturale, prevenendo l'usura e la corrosione del metallo. Inoltre, aiuta ad aumentare l'aderenza della vernice e dell'adesivo, entrambi fondamentali per la finitura del metallo.
L'anodizzazione dei metalli produce colorazione e altri effetti estetici, come la riduzione del grippaggio nelle sezioni filettate. Serve a proteggere le superfici metalliche dalla corrosione aumentandone la durezza e lo spessore. L'anodizzazione è utilizzata in settori quali edilizia, aerospaziale e automobilistico per migliorare l'efficienza, l'estetica e la durata dei componenti metallici.
Come funziona l'anodizzazione?
Le leghe di alluminio sono comunemente utilizzate nell'anodizzazione perché si ossidano facilmente, consentendo un migliore controllo sulla crescita degli strati di ossido.
Il processo di anodizzazione
Per prima cosa, il metallo viene pulito e inciso per rimuovere le imperfezioni. Se necessario, il metallo viene colorato elettrochimicamente per depositare ioni colorati nei suoi pori, che è un passaggio secondario del processo. Il componente metallico (anodo) viene successivamente esposto a una corrente elettrica, che ne ossida la superficie. Ogni volta che la carica elettrica passa, la superficie metallica interagisce con gli ioni di ossigeno nella soluzione, formando uno strato di ossido sul metallo (Al2O3 o TiO2). Gli strati continuano a formarsi man mano che vengono depositati più ioni, aumentando di spessore. In seguito, la porosità aumenta, consentendo il deposito di coloranti e altre sostanze chimiche.
L'ultimo passaggio dell'anodizzazione è chiudere gli spazi con acqua calda per ottenere una superficie duratura e non porosa. Ciò si traduce in un articolo anodizzato non conduttivo che resiste all'usura e alla corrosione.
Tipi di processo di anodizzazione
Questa è una panoramica delle numerose forme di processo di anodizzazione:
Acido cromico
L'anodizzazione con acido cromico (tipo I) ha la superficie più chiara dei tre principali processi di anodizzazione, con uno strato di densità di ossido che va da 0.00002 a 0.0001 pollici. L'alluminio può sopravvivere alla ruggine quasi allo stesso modo se sigillato correttamente, grazie allo strato di ossido formato durante l'anodizzazione con acido cromico.
Il primo tipo di rivestimento di ossido ha una tinta grigiastra e acquisisce meno colore quando tinto a causa della densità più sottile dello strato di rivestimento. La sfumatura grigiastra limita l'applicazione dell'anodizzazione con acido cromico come finitura decorativa.
Alcuni dei principali vantaggi dell'anodizzazione con acido cromico sono le sue proprietà non conduttive elettroniche e la potente adesione ad altre cose. L'anodizzazione con acido cromico è spesso utilizzata per preparare elementi saldati e materiali aeronautici per la successiva verniciatura.
Anodizzazione con acido solforico
Il processo di anodizzazione più comune è il Tipo II, spesso noto come acido solforico. La tecnica di anodizzazione con acido solforico produce strati di circa 0.0002 e 0.001 pollici di spessore. Il deposito di ossido altera la superficie della parte, rendendola adatta per applicazioni che richiedono resistenza all'abrasione e durevolezza.
Utilizzando la natura porosa dell'acido solforico, i rivestimenti prima della chiusura danno come risultato una superficie colorata su alluminio e metalli simili. L'ossido di alluminio è poroso e assorbe rapidamente i coloranti. Dopo che la sostanza colorata è stata applicata, sigillare il rivestimento di ossido anodizzato aiuta a prevenire lo sbiadimento del colore mentre il componente è in uso. Questa procedura di anodizzazione consente di scegliere tra diversi colori, tra cui rosso, nero, grigio e marrone; questi sono spesso considerati anodizzare i colori.
L'anodizzazione con acido solforico è meno costosa e richiede un periodo di tempo più breve per raggiungere lo spessore desiderato rispetto ad altri metodi di anodizzazione. L'anodizzazione di tipo II è comunemente applicata a parti ottiche ed elettroniche, valvole idrauliche, parti della carrozzeria e contenitori per computer ed elettronica.
Anodizzazione dura o anodizzazione dura
Anodizzazione a rivestimento duro viene spesso applicato utilizzando un elettrolita a base di acido solforico. Rispetto all'anodizzazione con acido solforico, produce uno strato di ossido sostanzialmente più spesso e denso.
L'anodizzazione dura normalmente produce un rivestimento che varia da 0.0005 a 0.002 pollici. Il metodo di anodizzazione severa è consigliato per situazioni che richiedono un'eccellente resistenza all'abrasione in ambienti corrosivi. Può anche essere utile in circostanze che richiedono un migliore isolamento elettrico. Poiché possono ispessirsi con numerosi strati di testimonianza di ossido, i rivestimenti anodizzati di tipo III aiutano nella rigenerazione di apparecchiature fuori specifica e nella ristrutturazione di vecchi rivestimenti.
Tipi di metalli adatti all'anodizzazione
L'alluminio e le leghe di alluminio sono tra i materiali anodizzati più comuni, ma anche titanio, manganese, magnesio, zinco e acciaio inossidabile sono materiali che possono essere anodizzati. La superficie dell'alluminio anodizzato è tre volte più robusta di quella dell'alluminio normale e rimane indistruttibile anche dopo la colorazione.
Vantaggi dell'anodizzazione
- Protegge il prodotto dalla corrosione: Il rivestimento aggiuntivo del materiale generato dall'anodizzazione aiuta a prevenire la ruggine e la corrosione sui metalli, prolungandone la durata.
- Migliora la durata: L'anodizzazione aumenta la resistenza all'usura della superficie del metallo, migliorando la longevità dell'oggetto.
- Migliora l'aspetto: L'anodizzazione modifica la composizione chimica del metallo, rendendo la sua superficie più adatta alla verniciatura e alla tintura.
Limitazioni dell'anodizzazione
- Ritocco visibile: I rivestimenti colorati anodizzati non sono resistenti ai graffi. Questi graffi sono evidenti al tatto.
- Selezione di colori limitata: Lo spettro cromatico di un metallo anodizzato è fortemente limitato dalle sostanze chimiche impiegate nel processo di anodizzazione. Di conseguenza, ci sono sempre meno possibilità di colore disponibili, il che offre al metallo poche alternative per la verniciatura o la tintura.
Applicazioni comuni di anodizzazione
L'anodizzazione migliora l'aspetto dell'oggetto e questo vantaggio, unito alla sua resistenza, rende la tecnica applicabile a un'ampia gamma di attività.
Industria di costruzioni
Prodotti anodizzati come sistemi di ringhiere in alluminio, pensiline per grigliate e tralicci sono impiegati nell'area edilizia. Poiché l'alluminio rivestito arrugginisce, il trattamento anodizzato prolunga la durata della costruzione. Inoltre, gli articoli anodizzati non si deteriorano se esposti all'acqua di mare o ai raggi UV.
Industria aerospaziale
Le finiture in alluminio vengono applicate su estrusioni in alluminio, come le capriate, nell'industria aerospaziale per prevenire la ruggine e il degrado del materiale. Le capriate con finitura anodizzata offrono una gestione refrattiva e termica decisamente migliore.
Settore medico
L'anodizzazione aiuta nella produzione di apparecchiature mediche che svolgono una varietà di funzioni nel settore medico. Ad esempio, la maggior parte degli articoli anodizzati viene utilizzata nei dispositivi medici come sostituti di giunti e strumenti chirurgici.
Industria automobilistica
L'anodizzazione è utilizzata nell'industria automobilistica per migliorare i blocchi motore e la resistenza alla corrosione delle ruote. Conferisce inoltre alle griglie esterne, alle maniglie e alle guarnizioni una finitura più accattivante, che ne migliora l'aspetto.
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Cos'è la galvanizzazione?
Stai cercando di capire cos'è la galvanica? Prendiamo il concetto di hard coat. Uno strato di placcatura di un metallo viene posizionato sopra un altro metallo, noto come substrato, nel processo di galvanica. La conduttività, l'aspetto, la resistenza alla corrosione e l'aspetto estetico del substrato possono essere tutti migliorati da questa tecnica.
Processo di galvanizzazione
I seguenti metalli possono essere galvanizzati: nichel, oro, argento, rame, cromo e zinco. Inoltre, i metalli sono spesso elettroplaccati e utilizzati nei settori della gioielleria, dell'automobile e dell'aerospaziale per migliorare il funzionamento del substrato. Può essere applicato a un metallo per aumentarne il tasso di accettazione per ulteriori rivestimenti protettivi per fermare l'usura e la corrosione.
Scopo della galvanica
Un sottile strato di metallo può essere applicato tramite elettrodeposizione su una superficie conduttiva per migliorarne la conduttività, la resistenza alla corrosione, la durata o l'aspetto. Ciò può essere necessario per soddisfare requisiti funzionali o estetici specifici in settori quali i settori della gioielleria, dell'elettronica e della produzione automobilistica.
Le caratteristiche fisiche di un metallo possono anche essere migliorate tramite il processo di elettrodeposizione. Fornisce resistenza alla corrosione, prolungando la durata di vita dei componenti metallici utilizzati in diversi settori. Poiché l'elettrodeposizione migliora la conduttività, è perfetta per scopi elettrici ed elettronici. Inoltre, ha una finitura meravigliosa che migliora l'aspetto visivo di oggetti come gioielli e finiture per automobili.
Come funziona la galvanica?
Una cella elettrolitica applica un rivestimento metallico ionico a una superficie conduttrice tramite il processo elettrochimico di elettrodeposizione. Prima di essere immerso in una soluzione elettrolitica, il substrato, un oggetto metallico, viene pulito in preparazione per il processo di deposizione.
Successivamente, la soluzione viene miscelata con corrente continua, con il materiale di placcatura collegato all'anodo e il substrato attaccato al catodo. Mentre scorre la corrente, gli ioni metallici si dissolvono dall'anodo nella soluzione di acqua e si depositano sul metallo attaccato al catodo.
Di conseguenza, la sostanza di placcatura è uniformemente ma sottilmente rivestita sul metallo. È possibile controllare la composizione dell'elettrolita, la densità e il tempo di placcatura per influenzare lo spessore dello strato.
Tipi di tecniche di galvanica
Esistono diverse forme di galvanizzazione, e ciascuna è adattata a un materiale e a un uso specifici. I tipi di galvanizzazione sono i seguenti:
Nichelatura
Dato che forma regolarmente connessioni con rame e alluminio, questo tipo di placcatura può fungere da sottoplaccatura per il cromo. L'utilizzo di una lega di nichel e fosforo durante il processo di nichelatura chimica aumenta facilmente la durezza e la resistenza alla corrosione. Sia funzionalmente che esteticamente, è utilizzato in una varietà di settori, tra cui elettronica, automotive e aerospaziale.
Cromatura
Questo tipo di placcatura comporta l'applicazione di cromo sulla superficie di un altro componente metallico per migliorarne l'aspetto. La maggior parte dei componenti automobilistici più accattivanti nel settore automobilistico impiegano la cromatura per la sua capacità di offrire una finitura brillante e ripristinare le tolleranze sulle parti danneggiate.
Placcatura in rame
Ciò comporta la galvanizzazione di oggetti metallici con un rivestimento in rame. È comunemente utilizzato sui metalli per parti elettroniche ed è il rivestimento preparatorio ideale per altri tipi di placcatura metallica. Circuiti stampati, industrie elettriche e componenti elettronici sono buoni candidati per la placcatura in rame.
Placato in oro
Una piccola quantità di oro viene depositata sulla superficie di un altro componente metallico durante il processo di placcatura in oro. Viene utilizzato nei settori dell'elettronica, della gioielleria e delle arti decorative.
Diversi metalli adatti alla galvanica
Lo scopo e la finitura del materiale necessaria determinano quali metalli vengono utilizzati nelle tecniche di elettrodeposizione. Zinco, oro, rame, nichel, cromo, cadmio, argento, zinco e ottone sono alcuni dei più comuni. Ogni metallo ha qualità e attributi distinti che contribuiscono al prodotto finale.
Lo zinco, ad esempio, è un sostituto meno costoso che aiuta a fermare la corrosione nei componenti in acciaio e ferro. L'uso del cromo nella placcatura conferisce un aspetto lucido al substrato, preservandone al contempo le proprietà anticorrosive.
Vantaggi della galvanica
- Applicando un substrato a un aspetto metallico, la galvanica crea un rivestimento che protegge dal deterioramento o dalla corrosione;
- Prolunga la vita di un metallo o di un materiale e ne aumenta l'utilità;
- La capacità di un materiale metallico di condurre l'elettricità può essere migliorata rivestendolo;
- Quando i componenti metallici vengono combinati durante il processo di galvanica, le finiture ornamentali degli oggetti in metallo risultano migliorate, conferendo loro un aspetto più gradevole.
Limitazioni della galvanica
- La galvanica è una procedura costosa poiché richiede diversi elementi metallici, sostanze chimiche e altri componenti costosi;
- Il processo diventa lento e lungo man mano che vengono applicati ulteriori strati e componenti metallici alle superfici metalliche;
- L'inquinamento è causato dal processo, che rilascia nell'ambiente elementi pericolosi.
Similitudini tra galvanica e anodizzazione
Abbiamo letto delle differenze tra elettrodeposizione e anodizzazione. Forse ci sono diversi parallelismi tra i due metodi di rivestimento dei metalli, anche se ci sono anche molte varianti. Il fatto che siano entrambi processi elettrochimici che utilizzano substrati chimici è una delle loro apparenti somiglianze. Inoltre, sia l'anodizzazione che l'elettrodeposizione comportano la deposizione di un materiale sulla superficie di un metallo perché sono processi di rivestimento.
In entrambe le procedure sono presenti un anodo e un catodo in una soluzione elettrolitica. Queste procedure vengono utilizzate anche per migliorare il funzionamento e l'aspetto dei prodotti metallici. I processi di anodizzazione e galvanica migliorano la resistenza all'usura, alla corrosione e ai danni durante il deposito di metalli e strati ossidativi.
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Conclusione
La scelta tra elettrodeposizione e anodizzazione sarà sempre basata sulla funzione del prodotto finale e sul materiale in questione. Dipende tutto dalle tue esigenze e dai tuoi gusti; entrambi i metodi di rivestimento dei metalli hanno vantaggi e svantaggi. Inoltre, quando si confrontano le due procedure, è importante dare priorità alla natura del metallo.
DOMANDE FREQUENTI
Le superfici galvanizzate o anodizzate sono più durevoli?
Poiché le superfici anodizzate hanno un rivestimento protettivo di ossido, sono naturalmente più resistenti alla corrosione. Le superfici che sono state elettroplaccate resistono meglio all'usura.
Come si devono mantenere le superfici galvanizzate e anodizzate?
Il modo più semplice per prendersi cura delle superfici anodizzate o galvanizzate è lavarle con acqua e sapone per eliminare eventuali detriti e poi pulirle con un panno delicato in microfibra.