Umicore Electroplating yn Dútslân brûkt hege temperatuer elektrolytyske anodes.Yn dit proses wurdt platina ôfset op basismaterialen lykas titanium, niobium, tantaal, molybdenum, wolfraam, roestfrij stiel en nikkellegeringen yn in smolten sâltbad by 550 °C ûnder argon.
figuer 2: In hege temperatuer electroplated platina / titanium anode behâldt syn foarm oer in lange perioade fan tiid.
figuer 3: útwreide mesh Pt / Ti anode.Útwreide metalen gaas soarget foar optimaal elektrolytferfier.De ôfstân tusken de anode en kathode komponinten kin wurde fermindere en de hjoeddeiske tichtheid ferhege.It resultaat: bettere kwaliteit yn minder tiid.
figuer 4: De breedte fan it gaas op de útwreide metalen gaas anode kin oanpast wurde.It gaas soarget foar ferhege elektrolytsirkulaasje en bettere gasferwidering.
Lead wurdt oer de hiele wrâld nau besjoen.Yn 'e FS hâlde sûnensautoriteiten en wurkplakken har oan har warskôgingen.Nettsjinsteande de jierrenlange ûnderfining fan elektroplatearjende bedriuwen yn it omgean mei gefaarlike materialen, wurdt metaal hieltyd kritysk besjoen.
Bygelyks, elkenien dy't leadanodes yn 'e Feriene Steaten brûkt, moat registrearje by it federale register fan toxyske gemyske frijlitting fan' e EPA.As in elektroplatearjend bedriuw mar sa'n 29 kg lead yn 't jier ferwurket, is registraasje noch altyd ferplicht.
Dêrom is it nedich om te sykjen nei in alternatyf yn 'e FS.Net allinnich liket de lead anode hurde chromium plating plant goedkeap op it earste each, der binne ek in protte neidielen:
Dimensionally stabile anodes binne in nijsgjirrich alternatyf foar hurde chromium plating (sjoch figuer 2) mei in platina oerflak op titanium of niobium as substraat.
Platina coated anodes biede in protte foardielen boppe hurde chromium plating.Dizze omfetsje de folgjende foardielen:
Foar ideale resultaten, oanpasse de anode oan it ûntwerp fan it diel dat moat wurde coated.Dit makket it mooglik om te krijen anodes mei stabile ôfmjittings (platen, silinders, T-foarmige en U-foarmige), wylst lead anodes binne benammen standert blêden of roeden.
Pt / Ti- en Pt / Nb-anodes hawwe gjin sletten oerflakken, mar earder útwreide metalen platen mei fariabele maasgrutte.Dit liedt ta in goede ferdieling fan enerzjy, elektryske fjilden kinne wurkje yn en om it netwurk (sjoch Fig. 3).
Dêrom, hoe lytser de ôfstân tusken deanodeen de kathode, hoe heger de flux tichtens fan de coating.Lagen kinne flugger tapast wurde: opbringst wurdt ferhege.It brûken fan rasters mei in grut effektyf oerflak kin signifikant ferbetterje skiedingsbetingsten.
Dimensionale stabiliteit kin berikt wurde troch it kombinearjen fan platina en titanium.Beide metalen jouwe optimale parameters foar hurde chrome plating.De resistivity fan platina is tige leech, mar 0,107 Ohm × mm2 / m.De wearde fan lead is hast twa kear dy fan lead (0,208 ohm×mm2/m).Titanium hat poerbêste korrosjebestriding, mar dit fermogen wurdt fermindere yn 'e oanwêzigens fan halogeniden.Bygelyks, de ôfbraakspanning fan titanium yn chloride-befette elektrolyten farieart fan 10 oant 15 V, ôfhinklik fan pH.Dit is signifikant heger as dy fan niobium (35 oant 50 V) en tantaal (70 oant 100 V).
Titanium hat neidielen yn termen fan corrosie ferset yn sterke soeren lykas sulfuric, nitric, hydrofluoric, oxalic en metaansulfonic soeren.Lykwols,titaniumis noch altyd in goede kar fanwege syn machinability en priis.
De delsetting fan in laach platina op in titanium substraat wurdt it bêste útfierd elektrochemysk troch hege temperatuer electrolysis (HTE) yn smelte sâlten.It ferfine HTE-proses soarget foar krekte coating: yn in 550 ° C smolten bad makke fan in mingsel fan kalium en natriumcyaniden dy't sawat 1% oant 3% platina befetsje, wurdt it edelmetaal elektrogemysk ôfset op titanium.It substraat is sletten yn in sletten systeem mei argon, en it sâltbad is yn in dûbele kroes.Stromen fan 1 oant 5 A/dm2 jouwe in isolaasjesnelheid fan 10 oant 50 mikron per oere mei in coatingspanning fan 0,5 oant 2 V.
Platinisearre anodes dy't it HTE-proses brûke, hawwe anoden beklaaid mei wetterige elektrolyt sterk better presteare.De suverens fan platina coating út smelte sâlt is op syn minst 99,9%, dat is signifikant heger as dy fan platina lagen ôfset út wetterige oplossingen.Signifikant ferbettere ductility, adhesion en corrosie ferset mei minimale ynterne spanning.
By it beskôgjen fan it optimalisearjen fan it anode-ûntwerp, is it wichtichste de optimalisaasje fan 'e stipestruktuer en de anode-voedingsfoarsjenning.De bêste oplossing is om de titaniumblêdcoating op 'e koperen kearn te ferwaarmjen en te winden.Koper is in ideale dirigint mei in resistiviteit fan mar sa'n 9% fan dy fan Pb/Sn-legeringen.De CuTi Netzteil soarget foar minimale macht ferlies allinnich lâns de anode, sadat de laach dikte ferdieling op de kathode gearkomste is itselde.
In oar posityf effekt is dat der minder waarmte ûntstiet.Cooling easken wurde fermindere en platina wear op 'e anode wurdt fermindere.Anti-corrosie titanium coating beskermet de koperen kearn.Wannear't recoating útwreide metaal, skjin en tariede allinnich it frame en / of macht oanbod.Se kinne in protte kearen opnij brûkt wurde.
Troch dizze ûntwerprjochtlinen te folgjen, kinne jo de Pt / Ti- of Pt / Nb-modellen brûke om "ideale anodes" te meitsjen foar hurde chromiumplating.Diminsjoneel stabile modellen kostje mear yn 'e ynvestearringstadium dan leadanodes.As jo ​​​​lykwols de kosten yn mear detail beskôgje, kin in platina-plated titaniummodel in nijsgjirrich alternatyf wêze foar hurde chrome plating.
Dit is te tankjen oan in wiidweidige en yngeande analyze fan 'e totale kosten fan konvinsjonele lead- en platinaanodes.
Acht lead alloy anodes (1700 mm lang en 40 mm yn diameter) makke fan PbSn7 waarden fergelike mei passend grutte Pt / Ti anodes foar chromium plating fan silindryske dielen.De produksje fan acht lead-anodes kostet sa'n 1.400 euro (1.471 Amerikaanske dollars), wat op it earste each goedkeap liket.De ynvestearring dy't nedich is om de fereaske Pt / Ti-anodes te ûntwikkeljen is folle heger.De earste keappriis leit op sa'n 7.000 euro.Platina finishen binne benammen djoer.Allinich suvere edele metalen meitsje 45% fan dit bedrach út.In 2,5 µm dikke platinacoating fereasket 11,3 g edelmetaal foar elk fan 'e acht anodes.By in priis fan 35 euro de gram komt dat oerien mei 3160 euro.
Wylst lead anodes miskien lykje as de bêste kar, dit kin fluch feroarje by tichterby ynspeksje.Nei mar trije jier binne de totale kosten fan in leadanode signifikant heger as it Pt / Ti-model.Yn in konservative berekkening foarbyld, oannimme in typyske applikaasje flux tichtens fan 40 A / dm2.As gefolch, de macht stream op in opjûne anode oerflak fan 168 dm2 wie 6720 ampère by 6700 oeren fan operaasje foar trije jier.Dat komt oerien mei likernôch 220 wurkdagen fan de 10 wurkoeren yn it jier.As it platina oksidearret yn oplossing, nimt de dikte fan 'e platinalaach stadichoan ôf.Yn it foarbyld wurdt dit beskôge as 2 gram per miljoen amp-oeren.
D'r binne in protte redenen foar it kostenvoordeel fan Pt / Ti oer leadanodes.Dêrnjonken kostet redusearre elektrisiteitsferbrûk (priis 0,14 EUR/kWh min 14.800 kWh/jier) sa'n 2.000 EUR yn it jier.Dêrnjonken is der net mear ferlet fan in jierlikse kosten fan sa'n 500 euro foar de ôffier fan leadchromaatslib, en ek 1000 euro foar ûnderhâld en produksjestop - tige foarsichtige berekkeningen.
De totale kosten fan leadanodes oer trije jier wiene € 14.400 ($ 15.130).De kosten fan Pt/Ti-anodes binne 12.020 euro, ynklusyf hercoating.Sels sûnder rekken hâldend mei ûnderhâldskosten en produksjestop (1000 euro deis yn it jier), wurdt it break-even punt nei trije jier berikt.Fan dit punt ôf nimt it gat tusken har noch mear ta yn it foardiel fan 'e Pt / Ti-anode.
In protte yndustry profitearje fan de ferskate foardielen fan hege temperatuer platina coated elektrolytyske anodes.Ferljochting, semiconductor en circuit board fabrikanten, automotive, hydraulyk, mynbou, wetterwurken en swimbaden fertrouwe op dizze coating technologyen.Mear tapassingen sille grif yn 'e takomst ûntwikkele wurde, om't duorsume kosten en miljeu-oerwagings op lange termyn soargen binne.As gefolch kin lead ferhege kontrôle krije.
It orizjinele artikel waard publisearre yn it Dútsk yn Annual Surface Technology (Vol. 71, 2015) bewurke troch Prof.. Timo Sörgel fan Aalen University of Applied Sciences, Dútslân.Mei tank oan Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau/Dútslân.
Yn de measte metalen finishing operaasjes wurdt maskering brûkt, wêrby't allinich bepaalde gebieten fan it oerflak fan it diel moatte wurde ferwurke.Ynstee kin maskering brûkt wurde op oerflakken wêr't behanneling net fereaske is of moat wurde foarkommen.Dit artikel beslacht in protte aspekten fan maskering fan metalen finish, ynklusyf tapassingen, techniken en de ferskate brûkte soarten maskers.