Титан у гальванотехніці

Актуальність

Гальванічний спосіб покриття металів набув найширшого поширення. Щоб підвищити інтенсивність та ефективність виробництва та технологічних процесів гальванічних покриттів, застосовують нові електроліти, підвищення температури та збільшення щільності струму. Для цього потрібні конструкційні матеріали та обладнання, що відповідають підвищеним вимогам корозійної стійкості. Крім удосконалення технічних показників, вкрай важливим є максимальне продовження експлуатаційного терміну обладнання, яке залежить від якості футерувальних та конструкційних матеріалів. Незважаючи на те, що потрібних матеріалів існує досить багато, все ще не вдалося вирішити проблем, пов'язаних з тривалістю терміну їх експлуатації та міцністю. Свинець у хромових та інших кислотних електролітах хоч і має хімічну стійкість, але легко схильний до механічного руйнування. Якщо свинцеве футерування отримує пошкодження, корпус ванни піддається інтенсивній корозії.

Альтернативні матеріали

Ванни зі сталі, футеровані вініпластом, стійким у кислотних електролітах, застосовуються в процесах нікелювання, обіднення, оцинкування і т. д. Але якщо температура надто висока, вініпластові листи можуть від температурного розширення розтріскатися. Це пояснюється тим, що коефіцієнт теплового розширення у вініпласту у шість разів більший, ніж у сталі. Це призводить до порушення цілісності футерування, особливо в районі зварювальних швів, а пізніше - до розчинення матеріалу, з якого виготовлена ванна, під впливом корозії та забруднення складу електроліту. Навіть потрапляння мінімальної кількості корозійних складових (домішок важких металів) до електроліту може викликати різке падіння якості покриття. Щоб протистояти цьому, для футерування використовується гума. Однак вона також показує малу ефективність у зв'язку зі швидким старінням та розтріскуванням свого покриття. Крім того, процес футерування та гумування вимагає великих витрат через низьку адгезію до певних металів. Всі існуючі на сьогодні ізоляційні та захисні технології для підвісок із використанням стійкої до хімічних впливів гуми, перхлорвінілового лаку або стрічки дають можливість користуватися підвісками протягом двох-трьох місяців. Часто міняти чи ремонтувати підвіски — вкрай трудомісткий та економічно невигідний захід.

Корозійна стійкість

Титан відомий своєю стійкістю до корозійної дії практично у всіх електролітах лужного, слабокислого та кислого характеру. Він стійкий до травильних розчинів, що містять 10% H ₂ SO ₄ при температурі 75 °C, але при підвищенні концентрації до 18-20% починає швидко кородувати. Якщо ж додати в електроліт азотну кислоту або її солі як інгібуючі добавки, можна попередити процес корозійного руйнування титану. У цьому випадку відбувається утворення окисної плівки на поверхні металу, яка перешкоджає його розчиненню. Титан починає швидко корродувати також в електролітах, що містять фтористо-водневу або борфтористо-водневу кислоту. В інших випадках використання титану як захисного покриття в гальванотехніці виявляється виключно перспективно.

Устаткування для гальванопластики

Щоб здійснити попередню обробку та нанесення гальванічного покриття, застосовуються ванни, анодні кошики, катодні барабани, нагрівальні змійовики, підвіски, теплообмінники, трубопроводи, фільтри, насоси та ін.

Титанові ванни

Використання титану у ваннах для хромування збільшує термін їх експлуатації у п'ять-сім разів. Коли на Мелітопольському моторобудівному заводі замість традиційних ванн зі сталі та свинцю були встановлені три ванни зі сплаву ВТ1-0, то у зв'язку зі збільшенням тривалості терміну їх використання та зменшення амортизаційних відрахувань, витрат на електроліт та зменшення трудової напруженості та енергоємності вдалося значною мірою підвищити показник річного прибутку.

Електроліти

В електролітах, які використовуються в процесах омеднення, нікелювання, кадмування, латунування, оцинкування та сріблення, титан практично не зазнає корозійного руйнування, крім розчинів фтористо-водневої та борфтористо-водневої кислоти. Крім того, небажано використовувати титан у поєднанні із середовищами, в яких знаходяться іони фтору через різницю у швидкості корозії при використанні анодної схеми та відключення струму.

Заміна ванн

Заміна ванн, виготовлених з вуглецевої сталі, футерованої вініпластом або свинцем, на титанові ванни є доцільною з метою стабілізації виробничого процесу: зниження частоти поточних ремонтних робіт, підтримання чистоти електроліту, збільшення якості покриття, а головне можливості регулювати температурний або кислотний баланс електроліту. Стійкість сплавів титану корозійному впливу в зазначених вище електролітах дає можливість більш ніж удвічі зменшити товщину стінок. Це робить титанові ванни та ванни зі сталі, футерованих вініпластом, практично ідентичними за вартістю.

Анодні кошики

У ваннах, призначених для нікелювання, оцинкування та обіднення використовується три типи анодів: електролітичні, литі та вальцьовані. Останні набули найбільшого поширення, оскільки вони розчиняються найбільш рівномірно, тоді як електролітичним анодам властиво більш інтенсивне розчинення та утворення шламу.

Шлам

Щоб звести до мінімуму шкідливий вплив шламу, аноди поміщаються в спеціальні мішки з «бельтингу» або «хлориду», які були попередньо оброблені соляною кислотою. У разі відходи досягають лише двадцяти-тридцяти відсотків загальної ваги анодів. Використання анодних кошиків, виготовлених з титану, є вкрай перспективним. Ще в 1959 р. фірмою «Форд» було розроблено та введено в експлуатацію перші анодні контейнери з титану. Завдяки цьому значно знизилися витрати на догляд за обладнанням, а тривалість щоденної роботи збільшилася на чотири години.

Продуктивність

Анодні кошики покликані збільшити загальну продуктивність робочої установки. Крім того, щоб додати анодний матеріал у контейнер, не потрібно випускати розчин, що залишився з ванни. Витрачається анодний матеріал практично у повному обсязі, зберігаючи сталість щільності та забезпечуючи максимальну ефективність своєї дії. З 1959 р. вони використовуються з метою ціаністого та кислотного зменшення, ціаністого білого латунування, блискучого нікелювання. Введення у вітчизняний виробничий процес кошиків з титану дозволило створити анод, що повністю розчиняється.

ВТ1-0

Застосування анодних кошиків зі сплаву титану ВТ1-0 на Мелітопольському моторному заводі дозволило значно підняти річний економічний показник при виробництві нікельованих деталей, що використовуються в силових агрегатах. Головним показником економічності цього нововведення є стовідсоткове використання нікелевих анодів, тоді як до моменту впровадження цієї технології використовувалося лише 70% від усіх анодів. Крім цього, зникла необхідність використання мідних гаків, які раніше застосовувалися при встановленні нових анодів, скоротився показник трудових витрат при заміні анодів.

Скорочення витрат

Титанові кошики зі сплаву ВТ1-0 уможливили значне скорочення витрати анодів з нікелю та спрощення обслуговування ванн при коригуванні рівня електроліту. Анодні кошики зі спеціальними гачками для підвішування створюються з листів титану завтовшки 0,8-1 міліметр. Розрахунок поперечного перерізу гачків відбувається з розрахунку низьких показників тепловодності та щільності струму, що становить менше 1 А/дм.

Лудіння

Під час високошвидкісного лудіння використовуються кошики з титану, які наповнюються попередньо гранульованим оловом, що виступає в ролі анода. Такий анодний матеріал дозволяє значно підвищити продуктивність електролітичного лудіння завдяки збільшенню активної щільності струму, що розподіляється по всій площі анода, що знаходиться в кошику.

Економічний ефект

Описані кошики з титану, сконструйовані за різними схемами, здобули широку популярність у процесах нікелювання, лудіння, обмеження та оцинкування, тому що вони дозволяють до кінця використовувати анодний матеріал, а значить, заощадити дорогі вихідні матеріали: нікель, олово, мідь та інші. Крім того, можливим стає використання чушок, гранул, злитків первинного матеріалу, які коштують набагато менше, ніж їх прокатні анодні еквіваленти.

Рентабельність

Навіть маючи вдвічі меншу теплопровідність, ніж свинець або сталь, титан дає можливість створення труб нагрівачів з набагато тоншими стінками, оскільки він відрізняється високою корозійною та механічною міцністю. З цього випливає рівність ціни змійовиків з вуглецевої освинцованої, а також нержавіючої сталі та обладнання з марок титану ВТ1-00 і ВТ1-0. Крім того, використання титанових сплавів дозволяє значно скоротити витрати на експлуатацію обладнання, збільшивши час експлуатації в чотири-шість разів.

Змійовики

Навіть у звичайних ваннах для хромування, змійовики з титану будуть служити довгі роки. Завод «Комунар» у Запоріжжі використовує з метою нагрівання електроліту при хромуванні підігрівачі з титану завдовжки 3 метри та Ø 2,5 міліметра, які прийшли на зміну застарілим свинцевим змійовикам завдовжки 7 метрів та Ø 6 міліметрів. Упродовж чотирьох років експлуатації такий тип обладнання дав неоціненні економічні переваги. Титанові підігрівачі також використовують на десятках автоматичних ліній Тамбовського механічного заводу.

Підвіски та пристрої

Титан також отримав широке вживання у створенні підвісок для анодування деталей, виготовлених із алюмінію та його сплавів. Так, прості алюмінієві рами дуже швидко піддаються окисленню і починають руйнуватися. Щоб продовжити середній час їх експлуатації понад чотири-шість тижнів, рами необхідно обов'язково піддати впливу лужного середовища. При цьому титанова рама в аналогічних експлуатаційних умовах не показує ознак руйнування, що починається, навіть через роки. Підвіски з титану також показали свої найкращі якості у процесах лудіння та оцинкування. Вони не схильні до корозії, що дозволяє уникнути втрат їх цінного матеріалу, продовжити час служби деталі та скоротити витрати на ремонтні роботи.

Інструменти

Одна з британських компаній, що спеціалізується на виробництві пральних машин, використовує у своєму технічному арсеналі понад шістдесят інструментів, виготовлених з титану, для анодування алюмінієвих деталей, а також понад чотириста алюмінієвих пристроїв із наконечниками з титану. Ремонтувати гальванічні підвіски досить дорого, довго та трудомістко. Використання титанових елементів виробництва дозволяє мінімізувати кількість подібних операцій з ремонту. Крім того, титан протягом тривалого терміну підтримує електропровідність на досить високому рівні.

Проблеми очищення

Коли збільшується виробнича потужність цехів, що спеціалізуються на металопокриттях, потрібно більшою мірою піклуватися про процес очищення стічних вод, що викидаються, що містять величезну кількість токсичних компонентів (кислот та їх солей), які утворюються в процесі травлення металів та їх гідроокисів від анодного очищення. У ваннах оцинкування, сповільнення, кадмування знаходиться велика кількість металевих алкалоїдів та токсичні ціаніди, концентрація яких повинна бути менше 0,1 мг/л, а вміст хрому в хромовокислих та хромових ваннах не повинен перевищувати 0,5 мг/л.

Висновки

Численні досвіди застосування титану в гальванічних конструкціях доводять доцільність використання титанових елементів. Це стосується надійності, якості, тривалості служби та економічної вигідності використання цього матеріалу. Використання на виробництві обладнання з титану є показником прогресивності компанії, відстеження нею сучасних тенденцій та піклування про показники продуктивності, зменшення трудомісткості, скорочення важких обслуговуючих робіт, збільшення якості покриття, економії електроліту, води, електроенергії, пари, зменшення часу циклу виробництва, підвищення довговічності обладнання , вдосконалення умов праці та зростання культури виробництва

Постачальник

Вас цікавить титан у гальванотехніці? Титан у гальванотехніці від постачальника «Ауремо» відповідність ГОСТ та міжнародним стандартам якості, ціна — оптимальна від постачальника. Пропонуємо купити продукцію зі спеціалізованих складів з доставкою до будь-якого міста. Придбати сьогодні. Оптовим замовникам ціна – пільгова.

Купити, вигідна ціна

Титан в гальванотехніці від постачальника «Ауремо» пропонується сьогодні за оптимальною ціною. На складі представлений найширший вибір продукції. Завжди є титан, ціна — обумовлена технологічними особливостями виробництва без включення додаткових витрат. Оптимальна ціна постачальника. Придбати сьогодні. Чекаємо на ваші замовлення. У нас найкраще співвідношення ціна-якість на цілу низку продукції. На зв'язку досвідчені менеджери — оперативно допоможуть купити титан оптом чи на виплат. Постійні покупці можуть купити титановий прокат з дисконтною знижкою.