Гальваника в производстве автомобилей

АВТОМОБИЛЬНОЕ ПОКРЫТИЕ

Производители автомобильной промышленности всегда ищут способы защитить свою продукцию от безжалостных сил коррозии. Большинство из нас, владеющих автомобилем в течение нескольких лет, вероятно, в какой-то момент сталкивались с появлением ржавчины. Ржавчина может быстро распространяться, и вытекающий из этого ущерб может в мгновение ока испортить покраску.

Появлению ржавчины на транспортном средстве способствует множество факторов. Птичий помет, кислотные дожди, грязь, древесный сок и даже мертвые насекомые могут разрушить отделку автомобиля. Поскольку эти загрязнения со временем “разъедают” краску, металлические детали кузова, находящиеся под ними, становятся более восприимчивыми к коррозии. Воздействие дорожной или морской соли значительно ускоряет процесс коррозии. Даже небольшая царапина - это открытое приглашение к появлению ржавчины. Мытье автомобиля раз в неделю может иметь большое значение для сохранения отделки автомобиля, поскольку оно удалит большую часть этих загрязнений до того, как они успеют нанести свой ущерб.

Коррозия может привести к гораздо большему, чем просто к преждевременному разрушению отделки автомобиля. Она также может проникнуть в жизненно важные системы автомобиля, такие как топливная, тормозная, электрическая и электронная системы. В отличие от хорошо заметной внешней ржавчины кузова, коррозия этих внутренних систем часто незаметна до тех пор, пока не произойдет значительного повреждения.

До 1950-х годов автомобильная коррозия была в значительной степени ограничена прибрежными районами, где она в основном вызывалась морской солью в воздухе. Однако к 1970-м годам широкое использование противообледенительных материалов на дорогах привело к серьезной проблеме коррозии автомобилей, автомобильные производители с тех пор начали внедрять различные антикоррозийные методы в свои производственные процессы.

МЕТОДЫ ПОКРЫТИЯ АВТОМОБИЛЕЙ ДЛЯ БОРЬБЫ С КОРРОЗИЕЙ

Как уже упоминалось, производители автомобилей начали уделять больше внимания защите от коррозии в 1970-х годах. Это привело к более широкому использованию технологии обработки автомобильного металла, называемой гальванопокрытием. Проще говоря, металлическое покрытие подразумевает нанесение ионов металла на поверхность металлической детали. Эти ионы металлов являются одним из компонентов, используемых для получения раствора электролита, обычно называемого гальванической ванноЙ для нанесения покрытий. Постоянный электрический ток используется для инициирования реакции, которая вызывает осаждение ионов металлов, содержащихся в ванне для нанесения покрытий, на поверхность основы, образуя тонкое защитное металлическое покрытие.

ПОКРЫТИЕ ЦИНК-НИКЕЛЬ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ

Легирование - это процесс объединения двух или более металлов для получения нового материала. Обычно это делается для максимального улучшения свойств и характеристик каждого металла. Покрытие цинк-никелевым сплавом может остановить коррозию на всех этапах. По сути, цинк-никель служит защитным покрытием, предотвращающим попадание ржавчины на поверхность металлической детали. Типичное соотношение цинка и никеля составляет приблизительно 80-94% цинка к 6-20% никеля.

Надежным способом определения уровня коррозионной стойкости материала является проведение испытаний солевым напылением. Этот метод включает помещение материала в закрытый шкаф, где с помощью распылительной насадки наносится раствор морской воды под высоким давлением. Во время испытаний солевым напылением было показано, что процесс гальванопокрытия автомобильного металла с использованием цинк-никелевого сплава предотвращает образование белой ржавчины на срок до 500 часов и красной ржавчины на срок до 1000 часов.

За нанесением цинково-никелевого покрытия часто следует пассивирующий слой, который может быть прозрачным или черным. Пассивирование - это метод, который включает нанесение тонкого покрытия и обычно используется для повышения коррозионной стойкости готового изделия. Затем для завершения процесса наносится антикоррозионный герметик.

Цинковое и цинково-никелевое покрытие также может улучшить внешний вид автомобильной детали. Цинковый компонент придает блеск, который может сделать отделку детали ярче, очень напоминая блестящую хромированную отделку.

ПОКРЫТИЕ ПАЛЛАДИЕМ

Палладий - это блестящий серебристо-белый металл, который играет ключевую роль в современном процессе производства автомобилей. Палладий, входящий в платиновую группу металлов, в которую также входят платина, осмий, иридий, родий и рутений, имеет наименьшую плотность и самую низкую температуру плавления из всех платиновых металлов. Ключевой характеристикой палладия является то, что он не вступает в реакцию с кислородом при нормальных температурах, поэтому не тускнеет под воздействием воздуха. Палладий также тверже золота и обладает превосходной стойкостью к коррозии и износу.

Палладиевое покрытие используется в производстве каталитических нейтрализаторов, которые преобразуют токсичные выхлопные газы в менее вредные вещества. В частности, палладий обладает замечательной способностью поглощать избыток водорода, что может привести к образованию едкого сероводорода. Более половины используемого в производстве палладия идет на производство каталитических нейтрализаторов.

ПОКРЫТИЕ ЗОЛОТОМ

В некоторых случаях на автомобильные детали может быть нанесено золото. Золочение выполняют в первую очередь с точки зрения его эстетической привлекательности. Гальваническое золочение улучшает внешний вид деталей интерьера и экстерьера автомобиля, таких как эмблемы, украшения на капоте, дверные ручки и колесные диски, и предлагается некоторыми автодилерами в качестве послепродажного обслуживания для владельцев автомобилей, которые хотят улучшить стиль своих автомобилей.Золочение также сделает эти внешние детали намного более устойчивыми к коррозии и износу.

Золочение также используется для улучшения электропроводности электронных деталей и агрегатов. Современный автомобиль управляется различными электронными системами. Использование автомобильного золочения позволит этим системам работать более эффективно и даже увеличить срок их службы. Например, нанесение золотого покрытия на электрические разъемы позволит снизить контактное сопротивление. Это повысит долговременную надежность и стабильность разъема. Это также защитит контактный интерфейс от атмосферных воздействий.

Возможно, самым большим недостатком золотого покрытия является относительно высокая стоимость. Золото классифицируется как драгоценный металл, что означает, что оно относительно редкое и более дорогое, чем другие виды металлов. Однако, благодаря своим многочисленным долговременным защитным свойствам, золото обеспечивает наилучшее соотношение цена-качество в долгосрочной перспективе. Большинство специалиствов по гальваническому покрытию металла порекомендуют использовать процессы автомобильного золочения везде, где это уместно, при условии, что это соответствует бюджету.

НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЙ НА ПЛАСТИКОВЫЕ ДЕТАЛИ АВТОМОБИЛЕЙ

В современной промышленности многие автозапчасти, такие как решетки радиатора, бамперы и различные накладки на кузов, изготавливаются из того или иного типа пластика. Это способ сделать автомобили легче и экономичнее с точки зрения расхода топлива. Однако такое широкое использование пластмасс создает определенные проблемы. Например, детали, изготовленные из пластика, часто не так долговечны, как их металлические аналоги. Более того, пластик не является электропроводящим материалом, что делает его непрактичным при производстве некоторых электронных автомобильных компонентов. Существует также проблема эстетики. Пластик просто не может воспроизвести блеск металла на автомобильной отделке и внешних деталях.

Несмотря на сложность качественного выполнения, нанесение гальванического металлического покрытия на эти неметаллические детали возможно и может значительно улучшить их внешний вид и повысить привлекательность и качество. Металлизация пластиковых деталей обычно включает в себя травление пластиковой основы в растворе на основе хромовой кислоты для повышения адгезивности. За этим следует погружение в раствор для нанесения покрытий на основе никеля или меди - процесс, известный как химическая металлизация пластика, т.е. покрытие без электричества. Заключительным этапом является электроосаждение финишного покрытия, которым может быть золото, никель, медь или серебро, в зависимости от желаемого результата.

ХИМИЧЕСКОЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ В АВТОМОБИЛЯХ

Нанесение покрытий и отделка металла на автомобили и мотоциклы не ограничиваются гальваническим покрытием. Процесс, известный как безэлектродное покрытие, который включает в себя нанесение металла на подложку без подачи электрического тока, широко используется во многих областях автомобилестроения. Подходящей заменой хромированию может служить ванна для нанесения покрытий без электролиза, состоящая из никеля и 3-5% бора. Как упоминалось, химическое никелирование также может быть реализовано в качестве этапа процедуры нанесения гальванических покрытий.

В целом, химическое никелирование дает определенные преимущества по сравнению с традиционными процессами нанесения гальванических покрытий. Поскольку оно не требует использования электроэнергии, безэлектродное никелирование может быть более экономичным решением для гальванического покрытия металлических деталей автомобиля. Это процесс обеспечивает более равномерное покрытие деталей и позволяет с большей эффективностью достигать углубленных зон и глухих отверстий. Нанесение покрытий без электролиза обеспечивает более равномерное покрытие подложки и облегчает достижение желаемой толщины покрытия. Наконец, химическое никелирование считается более простым процессом, поскольку для него требуется меньше сложного оборудования.

Самым большим недостатком химического никелирования без использования бора является то, что оно обеспечивает ограниченную защиту от коррозии. Срок службы химических веществ, используемых для создания раствора для нанесения покрытия, также ограничен. Отсутствие электричества требует более частого обслуживания ванны, чтобы избежать быстрого истощения химических веществ, используемых для получения желаемой химической реакции.

ОБЗОР ПРЕИМУЩЕСТВ АВТОМОБИЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ

Подводя итог, можно сказать, что гальваническое металлическое покрытие обеспечивает ряд важных преимуществ для автомобильной промышленности:

• Устойчивость к коррозии: Возможно, самым большим преимуществом гальванопокрытия в автомобилях является повышенная защита от коррозии. Это позволяет потребителям дольше эксплуатировать свои автомобили и снижает связанные с коррозией расходы на техническое обслуживание и ремонт.
• Износостойкость: покрытие некоторых автомобильных деталей уменьшает износ, что приводит к увеличению срока службы деталей.
• Предотвращение потускнения: Некоторые металлические детали автомобиля имеют тенденцию со временем тускнеть. Покрытие может предотвратить это потускнение, помогая продлить привлекательный внешний вид автомобиля.
• Металлизация пластиковых деталей: Нанесение покрытия может сделать пластиковые детали электропроводящими, а также улучшить их внешний вид, придав им металлический блеск. Это также повысит твердость и долговечность пластиковой детали.