Умицоре Елецтроплатинг у Немачкој користи високотемпературне електролитичке аноде.У овом процесу, платина се наноси на основне материјале као што су титан, ниобијум, тантал, молибден, волфрам, нерђајући челик и легуре никла у купатилу са растопљеном соли на 550°Ц под аргоном.
Слика 2: Високотемпературна галванизована анода од платине/титанијума задржава свој облик током дужег временског периода.
Слика 3: Пт/Ти анода проширене мреже.Проширена метална мрежа обезбеђује оптималан транспорт електролита.Растојање између компоненти аноде и катоде може се смањити, а густина струје повећати.Резултат: бољи квалитет за мање времена.
Слика 4: Ширина мреже на аноди проширене металне мреже може се подесити.Мрежица обезбеђује повећану циркулацију електролита и боље уклањање гасова.
Олово се помно прати широм света.У САД, здравствене власти и радна места држе се својих упозорења.Упркос дугогодишњем искуству компанија које се баве галванизацијом у раду са опасним материјалима, метал се и даље посматра све критичније.
На пример, свако ко користи оловне аноде у Сједињеним Државама мора да се региструје у федералном регистру за ослобађање токсичних хемикалија ЕПА.Ако предузеће за галванизацију преради само око 29 кг олова годишње, регистрација је и даље потребна.
Стога је неопходно тражити алтернативу у САД.Не само да оловна анодна фабрика за тврдо хромирање на први поглед изгледа јефтина, има и много недостатака:
Димензионално стабилне аноде су интересантна алтернатива тврдом хромирању (видети слику 2) са површином од платине на титанијуму или ниобијуму као супстрату.
Аноде обложене платином нуде многе предности у односу на тврди хром.То укључује следеће предности:
За идеалне резултате прилагодите аноду дизајну дела који се облаже.Ово омогућава добијање анода стабилних димензија (плоче, цилиндри, Т и У-облика), док су оловне аноде углавном стандардне плоче или шипке.
Пт/Ти и Пт/Нб аноде немају затворене површине, већ проширене металне лимове са променљивом величином мреже.Ово доводи до добре дистрибуције енергије, електрична поља могу да раде у мрежи и око ње (види слику 3).
Дакле, што је мање растојање измеђуанодаа катода, већа је густина флукса превлаке.Слојеви се могу наносити брже: повећава се принос.Употреба решетки са великом ефективном површином може значајно побољшати услове раздвајања.
Стабилност димензија може се постићи комбиновањем платине и титанијума.Оба метала обезбеђују оптималне параметре за тврдо хромирање.Отпор платине је веома низак, само 0,107 Охм×мм2/м.Вредност олова је скоро двоструко већа од олова (0,208 охм×мм2/м).Титанијум има одличну отпорност на корозију, међутим ова способност је смањена у присуству халогенида.На пример, пробојни напон титанијума у ​​електролитима који садрже хлорид се креће од 10 до 15 В, у зависности од пХ вредности.Ово је знатно више од ниобијума (35 до 50 В) и тантала (70 до 100 В).
Титанијум има недостатке у погледу отпорности на корозију у јаким киселинама као што су сумпорна, азотна, флуороводонична, оксална и метансулфонска киселина.Међутим,титанијумје и даље добар избор због своје обрадивости и цене.
Таложење слоја платине на титанијумску подлогу најбоље се изводи електрохемијски високотемпературном електролизом (ХТЕ) у растопљеним солима.Софистицирани ХТЕ процес обезбеђује прецизно премазивање: у растопљеном купатилу на 550°Ц направљеном од мешавине калијум и натријум цијанида која садржи приближно 1% до 3% платине, племенити метал се електрохемијски наноси на титанијум.Подлога је закључана у затворени систем са аргоном, а слано купатило је у двоструком лончићу.Струје од 1 до 5 А/дм2 обезбеђују брзину изолације од 10 до 50 микрона на сат са напоном превлаке од 0,5 до 2 В.
Платинизоване аноде које користе ХТЕ процес имају знатно бољи учинак од анода обложених воденим електролитом.Чистоћа платинастих премаза из растопљене соли је најмање 99,9%, што је знатно више од слојева платине депонованих из водених раствора.Значајно побољшана дуктилност, адхезија и отпорност на корозију уз минималну унутрашњу напетост.
Када се разматра оптимизација дизајна аноде, најважнија је оптимизација потпорне структуре и напајања аноде.Најбоље решење је загревање и намотавање облоге од титанијумског лима на бакарно језгро.Бакар је идеалан проводник са отпорношћу од само око 9% отпорности легура Пб/Сн.ЦуТи напајање обезбеђује минималне губитке снаге само дуж аноде, тако да је расподела дебљине слоја на катодном склопу иста.
Још један позитиван ефекат је да се ствара мање топлоте.Захтеви за хлађење су смањени и хабање платине на аноди је смањено.Антикорозивни титанијумски премаз штити језгро од бакра.Приликом поновног премазања експандираног метала, очистите и припремите само оквир и/или напајање.Могу се поново користити много пута.
Пратећи ове смернице за дизајн, можете користити моделе Пт/Ти или Пт/Нб за креирање „идеалних анода“ за тврдо хромирање.Димензионално стабилни модели коштају више у фази улагања него оловне аноде.Међутим, када се детаљније разматрају трошкови, платинасти титанијумски модел може бити занимљива алтернатива тврдом хромирању.
Ово је због свеобухватне и темељне анализе укупне цене конвенционалних оловних и платинастих анода.
Упоређено је осам анода од легуре олова (дужине 1700 мм и пречника 40 мм) од ПбСн7 са Пт/Ти анодама одговарајуће величине за хромирање цилиндричних делова.Производња осам оловних анода кошта око 1.400 евра (1.471 амерички долар), што на први поглед делује јефтино.Инвестиције потребне за развој потребних Пт/Ти анода су много веће.Почетна набавна цена је око 7.000 евра.Платинасте завршне обраде су посебно скупе.Само чисти племенити метали чине 45% ове количине.Платинум дебљине 2,5 µм захтева 11,3 г племенитог метала за сваку од осам анода.По цени од 35 евра по граму, ово одговара 3160 евра.
Иако оловне аноде могу изгледати као најбољи избор, ово се може брзо променити након детаљнијег прегледа.После само три године, укупна цена оловне аноде је знатно већа од Пт/Ти модела.У конзервативном примеру прорачуна, претпоставите типичну густину флукса апликације од 40 А/дм2.Као резултат тога, проток снаге на датој површини аноде од 168 дм2 био је 6720 ампера при 6700 сати рада током три године.Ово одговара приближно 220 радних дана од 10 радних сати годишње.Како платина оксидира у раствор, дебљина слоја платине се полако смањује.У примеру, ово се сматра 2 грама на милион ампер-сати.
Постоји много разлога за предност у цени Пт/Ти у односу на оловне аноде.Поред тога, смањена потрошња електричне енергије (цена 0,14 ЕУР/кВх минус 14.800 кВх/год) кошта око 2.000 ЕУР годишње.Осим тога, више нема потребе за годишњим трошковима од око 500 евра за одлагање муља оловног хромата, као ни за 1000 евра за одржавање и застоје у производњи – веома конзервативни прорачуни.
Укупна цена оловних анода током три године била је 14.400 евра (15.130 долара).Цена Пт/Ти анода је 12.020 евра, укључујући наношење премаза.Чак и без узимања у обзир трошкова одржавања и застоја производње (1000 евра дневно годишње), тачка рентабилности се постиже након три године.Од овог тренутка, јаз између њих се још више повећава у корист Пт/Ти аноде.
Многе индустрије користе различите предности електролитских анода обложених платином високе температуре.Произвођачи расвете, полупроводника и штампаних плоча, аутомобилске индустрије, хидраулике, рударства, водовода и базена ослањају се на ове технологије премаза.У будућности ће сигурно бити развијено више апликација, пошто су одрживи трошкови и еколошка питања дугорочна брига.Као резултат тога, олово се може суочити са повећаном контролом.
Оригинални чланак је објављен на немачком у Годишњој технологији површина (Вол. 71, 2015) коју је уређивао проф. Тимо Соргел са Универзитета примењених наука у Ален, Немачка.Љубазношћу Еуген Г. Леузе Верлаг, Бад Саулгау/Немачка.
У већини операција завршне обраде метала користи се маскирање, где треба обрадити само одређена подручја површине дела.Уместо тога, маскирање се може користити на површинама где третман није потребан или га треба избегавати.Овај чланак покрива многе аспекте маскирања металне завршне обраде, укључујући апликације, технике и различите врсте маскирања које се користе.