1. einleitung

Die Galvanotechnik ist eine altehrwürdige Technologie der Oberfl?chenbehandlung, bei der durch elektrochemische Prinzipien eine Metallschicht auf der Oberfl?che eines Tr?germaterials abgeschieden wird, um Korrosionsschutz-, Dekorations- oder Funktionsanforderungen zu erfüllen. Seit ihren Anf?ngen im 19. Jahrhundert hat sich die Galvanotechnik von einem reinen Schutz- und Dekorationsverfahren zu einem Pr?zisionsverfahren entwickelt, das spezifische Funktionen wie elektrische, magnetische, optische und thermische Funktionen erfüllen kann.

Je nach Funktion der Beschichtung kann die Beschichtung in drei Hauptkategorien unterteilt werden:

• SchutzschichtVerhinderung der Korrosion des Untergrunds (z. B. Verzinkung)
• Dekorative Beschichtung?sthetisches Aussehen (z. B. Verchromen, Vergolden)
• Funktionelle BeschichtungBesondere physikalisch-chemische Eigenschaften (z. B. Versilberung für verbesserte elektrische Leitf?higkeit, Hartverchromung für erh?hte Verschlei?festigkeit).

Das zu beschichtende Material kann metallisch oder nicht-metallisch sein (z. B. Kunststoffbeschichtung). Der Zweck dieses Artikels ist es, einen ma?geblichen und umfassenden Leitfaden für das Wissen über Beschichtungen bereitzustellen, um den Lesern zu helfen, ein tiefes Verst?ndnis für den Beschichtungsprozess zu erlangen, die richtige L?sung auszuw?hlen und h?ufig gestellte Fragen zu beantworten.

2. grundlegende Prinzipien der Galvanik

2.1 Grundlagen der Elektrochemie

Die Galvanotechnik ist ein Verfahren zur Herstellung einer galvanischen Schicht auf der Oberfl?che eines Substrats durch Elektrolyse in einer L?sung, die die zu galvanisierenden Metallionen enth?lt, wobei das galvanisierte Material oder Produkt die Kathode darstellt. Die Anwendung der Galvanotechnik hat eine lange Geschichte und wurde ursprünglich entwickelt, um die Bedürfnisse der Menschen nach Korrosionsschutz und Dekoration zu befriedigen. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technik kann die Galvanotechnik auch verwendet werden, um eine spezifische Zusammensetzung und Funktion der Metalldeckschicht zu erzeugen, die elektrische, magnetische, optische, thermische und andere Eigenschaften aufweist. Je nach Funktion der Beschichtung kann man sie in Schutzbeschichtung, dekorative Beschichtung und funktionelle Beschichtung unterteilen. Das zu beschichtende Material kann entweder metallisch oder nichtmetallisch sein, und die Beschichtung wird auf der Oberfl?che des Substrats durch Elektrolyse unter Verwendung des beschichteten Materials oder Produkts als Kathode erzeugt. Der Galvanisierungsprozess erfordert drei notwendige Bedingungen:Stromversorgung, Galvanisierbad (Bad), Elektrode.

In einem geschlossenen Kreislauf pumpt eine Gleichstromversorgung kontinuierlich Elektronen von der Anode zur Kathode:

• anodischEine Oxidationsreaktion findet statt, bei der das Metall Elektronen verliert und sich als Ionen in der L?sung aufl?st (M → M?? + ne-).
• negative Elektrode (d. h. Elektronen abgebend)Reduktionsreaktion: Die Metallionen gewinnen Elektronen und lagern sich als Metallschicht ab (M?? + ne- → M)

2.2 Analytische Potentiale und Elektrodenreaktionen

Die Grundvoraussetzung für die Reduktion von Metallionen an der Elektrode, um eine galvanische Abscheidung zu erreichen, ist ein ausreichend negatives Elektrodenpotential.AusscheidungspotenzialBezieht sich auf das Potenzial, das angelegt werden muss, wenn eine Substanz beginnt, sich an einer Elektrode zu entladen und aus der L?sung auszufallen, und das niedriger sein muss als das Gleichgewichtspotenzial des zu reduzierenden Metalls.

Nach der Nernst-Gleichung wird das Elektrodenpotential durch folgende Faktoren beeinflusst:$$E=E^0+\frac{RT}{nF}\ln ?\frac{[\text{oxidativ}]}{[\text{reduktionistisch}]}$$E=E0+nFRTln [reduziert] [oxidiert]

Darunter:

• E?: Standard-Elektrodenpotential (gemessen bei 25°C, Ionenkonzentration 1 mol/L)
• R: Gaskonstante
• T: Temperatur
• n: Elektronenübertragungszahl
• F: Faraday-Konstante

Standard-ElektrodenpotentialSpiegelt die Redox-Kapazit?t von Metallen wider: Metalle mit gro?em negativem Potenzial neigen dazu, Elektronen bei der Oxidation zu verlieren (z. B. Zink), und Metalle mit gro?em positivem Potenzial neigen dazu, Elektronen bei der Reduktion zu gewinnen (z. B. Gold, Silber).

2.3 Elektrodenpolarisation

Das Ph?nomen, bei dem das Elektrodenpotential vom Gleichgewichtspotential abweicht, wenn ein Strom durch die Elektrode flie?t, wird als Polarisation bezeichnet und in zwei Hauptkategorien unterteilt:

1. elektrochemische Polarisierung
Verursacht dadurch, dass die Geschwindigkeit der elektrochemischen Reaktion an der Elektrode geringer ist als die Geschwindigkeit der Elektronenbewegung.

• kathodische PolarisationDie Geschwindigkeit der kathodischen Reduktionsreaktion ist geringer als die Geschwindigkeit der Zufuhr von Elektronen aus der externen Stromquelle, und das Elektrodenpotenzial bewegt sich in eine negative Richtung.
• anodische PolarisationDie Eintrittsrate der Metallionen in die L?sung ist geringer als die Eintrittsrate der Elektronen von der Anode in den Au?enleiter, und das Elektrodenpotential bewegt sich in die positive Richtung

2. differentielle Polarisation
Verursacht durch die Diffusion von Ionen in der L?sung mit einer Geschwindigkeit, die geringer ist als die Geschwindigkeit der Elektronenbewegung. Die Konzentration der Metallionen in der N?he der Elektrode ist niedriger als die Konzentration der ursprünglichen L?sung, wodurch ein Konzentrationsgef?lle entsteht, das zu einer Potenzialverschiebung führt.

2.4 Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Metallen

Der Beschichtungsprozess ist ein dreistufiger Prozess, derM?hdrescherDie Geschwindigkeit ist jedoch unterschiedlich, wobei die langsamste Stufe das Kontrollglied ist:

1. Flüssigphasen-StoffaustauschHydratisierte Metallionen oder Komplexionen wandern aus dem Inneren der L?sung in Richtung der Kathodengrenzfl?che auf die kathodische Doppelschichtseite der L?sung. Zu den Arten des Stofftransfers geh?ren Elektromigration, Konvektion und Diffusion, diewuchernist der wichtigste Kontrollschritt.
2. elektrochemische ReaktionDie Metallionen durchdringen die elektrische Doppelschicht, wobei die hydratisierte Molekular- oder Ligandenschicht entfernt wird, und nehmen Elektronen von der Kathode auf, um zu Metallatomen zu werden. Zum Beispiel bei der alkalischen Cyanidgalvanisierung:
   • Zn(OH)?2- → Zn(OH)? + 2OH- (Abnahme der Koordinationszahl)
   • Zn(OH)? + 2e → Zn + 2OH- (Entfernung des Liganden)
3. ElektrokristallisationDie Metallatome diffundieren entlang der Metalloberfl?che, um den kristallinen Wachstumspunkt zu erreichen, und treten in einer bestimmten regelm??igen Anordnung in das Kristallgitter ein, um die Beschichtung zu bilden.

2.5 Faradaysches Gesetz und Stromwirkungsgrad

Das erste Faradaysche GesetzElektrolyse: Bei der Elektrolyse ist die Menge der an der Elektrode abgeschiedenen oder gel?sten Substanz proportional zur Menge des durch die Elektrode flie?enden Stroms.$$M=KIt$$M=KIt

wobei K das elektrochemische ?quivalent ist (die Masse des Stoffes, der beim Durchgang durch eine 1C-Ladung ausgeschieden wird).

Das zweite Faradaysche GesetzDie Menge der an der Elektrode ausgef?llten oder gel?sten Substanz ist gleich, wenn die gleiche Menge an Elektrizit?t durch die Elektrode geleitet wird, und die Menge an Elektrizit?t, die erforderlich ist, um 1 Mol einer beliebigen Substanz auszuf?llen, betr?gt 9,65 × 10?C (Faradaysche Konstante F).

Derzeitige EffizienzDie tats?chlich ausgef?llte Masse ist aufgrund von Nebenreaktionen (z. B. Wasserstoffausf?llung) niedriger als der theoretische Wert.$$\eta =\frac{\text{Tats?chliche Niederschlagsmenge}}{\text{Theoretische Qualit?t des Niederschlags}}\times 100\mathrm{\%}=\frac{M^{\mathrm{\prime }}}{KIt}\times 100\mathrm{\%}$$η= Theoretische Niederschlagsmenge Tats?chliche Niederschlagsmenge × 100%=KItM′×100%

Der Wirkungsgrad des Kathodenstroms liegt in der Regel unter 100%.

2.6 Berechnung der Schichtdicke

Formel zur Berechnung der Schichtdicke:$$\delta =\frac{K{D}_{K}t{\eta }_K\times 100}{60\gamma }$$δ=60γKDK?tηK×100

Darunter:

• δ: Dicke der Beschichtung (μm)
• K: Elektrochemisches ?quivalent (g/A-h)
• D_K: Stromdichte der Kathode (A/dm2)
• t: Zeit (min)
• η_K: Wirkungsgrad des Kathodenstroms (%)
• γ: Dichte des Metalls (g/cm3)

Abscheiderate (μm/h):$$U=\frac{K{D}_K{\eta }_K\times 100}{\gamma }$$U=γKDK?ηK×100

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3. die Zusammensetzung des Elektrolyten und die Rolle der einzelnen Bestandteile

3.1 Prim?rsalz

Das Hauptsalz ist das Salz in der Beschichtungsl?sung, das die zu beschichtenden Metallionen liefert und die Art des zu beschichtenden Metalls bestimmt. Die Konzentration des Hauptsalzes sollte in einem geeigneten Bereich gehalten werden:

• Erh?hte KonzentrationBeschleunigte Abscheidungsrate, aber die kathodische Polarisation nimmt ab und die Schichtkristalle werden gr?ber
• Angemessene KonzentrationFeine, dichte Beschichtungen werden erzielt

3.2 Mischungsbestandteile

Der Komplexbildner kann die Metallionen im Hauptsalz zu komplexen Ionen verbinden. Einfache Ionenplattierungsl?sungen neigen dazu, grobe K?rner zu erhalten, w?hrend komplexe Ionenplattierungsl?sungen die folgenden Vorteile haben:

• Komplexe Ionen sind nur teilweise l?slich und stabiler als einfache Salz-Ionen
• Erzeugt gro?e kathodische Polarisation für detaillierte Beschichtungen
• H?ufig verwendete Komplexbildner: Cyanid, Pyrophosphat, Aminotriessigs?ure usw.

3.3 Zus?tzliche Salze (Leitsalze)

Alkali- oder Erdalkalimetallsalze, die die elektrische Leitf?higkeit einer L?sung erh?hen und das Hauptmetallion des Salzes nicht komplexieren:

• H?ufig verwendete Leitsalze: Natriumsulfat (Na?SO?), Magnesiumsulfat (MgSO?), Ammoniumsalze
• Funktion: Verbesserung der Tiefplattierungsf?higkeit, Dispergierf?higkeit und Erzielung einer feinen Plattierungsschicht.
• Hinweis: Ein zu hoher Gehalt kann die L?slichkeit anderer Salze verringern.

3.4 Anodenaktivator

Stoffe, die die Anodenaktivierung f?rdern, die Stromdichte erh?hen, bei der die Anode zu passivieren beginnt, und eine normale Aufl?sung der Anode gew?hrleisten:

• Wirkung: Negatives anodisches Potenzial (anodische Depolarisation)
• H?ufige Stoffe: Halogenidionen, Ammoniumsalze, Tartrate, Thiocyanate, Citrate

3.5 Zusatzstoffe

Stoffe, die die elektrischen Eigenschaften nicht wesentlich ver?ndern, aber die Beschichtungseigenschaften erheblich ver?ndern k?nnen, z. B:

• Anti-Pinhole-Mittel: z.B. Netzmittel zur Verringerung der Oberfl?chenspannung
• Brüdenl?scherReduzierung des Entweichens von Schadgasen
• Klarspüler: Gl?nzende Beschichtung erhalten
• Ausgleichsmittel: Füllen von mikroskopisch kleinen Unebenheiten

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4. die wichtigsten Faktoren, die die Qualit?t der Beschichtung beeinflussen

4.1 Einfluss des pH-Wertes

pH-Effekte:

• Wasserstoffentladungspotenzial
• Ausf?llung von alkalischen Einschlüssen
• Zusammensetzung der Komplexe oder Hydride
• Grad der Adsorption von Zusatzstoffen

Steigt der pH-Wert w?hrend der Beschichtung, ist die Kathode effizienter als die Anode; sinkt der pH-Wert, ist das Gegenteil der Fall. Der pH-Wert kann durch Zugabe eines Puffers in einem bestimmten Bereich stabilisiert werden.

4.2 Auswirkungen von Zusatzstoffen

Anorganische ZusatzstoffeBildung von hochdispersen Hydroxid- oder Sulfidkolloiden im Elektrolyten, die an der Kathodenoberfl?che adsorbiert werden, um die Ausscheidung von Metallen zu verhindern und die kathodische Polarisation zu erh?hen.

Organische Zusatzstoffe::

• Meist oberfl?chenaktive Stoffe, die durch Adsorption einen Adsorptionsfilm bilden, der die Ausf?llung von Metallen verhindert.
• Einige bilden Kolloide im Elektrolyten und bilden mit Metallionen Komplexe, die kolloidale Metall-Ionenkomplexe bilden

4.3 Einfluss der Stromdichte

Jede Beschichtungsl?sung hat eine Reihe von Stromdichten für normale Beschichtungen:

• zu niedrig: Verminderte kathodische Polarisation, grobe Beschichtungskristalle oder gar keine Beschichtung
• EignungErh?hte kathodische Polarisation, feinere Beschichtungsk?rner
• ExorbitantDie überschreitung der Grenzstromdichte führt zu einer Verschlechterung der Beschichtung mit schwammigen, dendritischen, "verbrannten" und geschw?rzten Schichten.

H?here Stromdichten sind unter den Bedingungen einer erh?hten Konzentration des Hauptsalzes, einer erh?hten Temperatur der Galvanisierungsl?sung und des Rührens zul?ssig.

4.4 Auswirkungen der Stromwellenform

Der Abscheidungsprozess wird durch ?nderungen des kathodischen Potenzials und der Stromdichte beeinflusst:

• Dreiphasig vollweggleichgerichteter und geregelter Gleichstrom: Fast keine Auswirkung auf die Beschichtungsorganisation
• einphasige Halbwelle (Physik): erzeugt eine glanzlose dunkelgraue Farbe der Chromschicht
• einphasige Vollwelle (Physik)Glanzgebung von überzügen aus Pyrophosphatkupfer und Kupfer-Zinn-Legierungen

4.5 Einfluss der Temperatur

• Vorteile der Erw?rmungBeschleunigt die Diffusion und verringert die Konzentrationspolarisation; erh?ht die Salzl?slichkeit und verbessert die Leitf?higkeit und Dispersion; erh?ht die Obergrenze der Stromdichte und steigert die Produktivit?t
• Der Nachteil der Erw?rmungVerringert die elektrochemische Polarisierung und vergr?bert die Kristalle; beschleunigt die Dehydrierung der Partikel und erh?ht die Aktivit?t der Ionen und der Kathodenoberfl?che

4.6 Auswirkungen der Vermischung

• Reduzierte kathodische Polarisation: Vergr?berung der K?rner
• Anhebung der Obergrenze der StromdichteErh?hte Produktivit?t
• Verbesserte Wirkung des Nivellierungsmittels

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5. die Vorbeschichtung

Die Vorbehandlung wirkt sich direkt auf die Haftfestigkeit und die Qualit?t der überzogenen Schicht aus, so dass die Oberfl?che der überzogenen Teile ein gutes Finish aufweist und Rauheit, Unebenheiten, Korrosionsprodukte und Schmutz entfernt werden.

5.1 Mechanische Handhabung

poliertMit den scharfen Ecken der Schleifpartikel werden Kratzer, Drehriefen, Schleifl?cher, Grate und Korrosionsprodukte auf einer Schleifmaschine von der Oberfl?che des Werkstücks abgetragen.

polierenBeseitigung von Schleifspuren, so dass die Oberfl?che des Werkstücks einen spiegelnden Glanz erh?lt, einschlie?lich chemisches Polieren, elektrochemisches Polieren und mechanisches Polieren.

sandgestrahltDer trockene Quarzsand, Stahlsand oder Flusssand wird mit Hilfe von Druckluft zu einem Sandstrahl verarbeitet, der auf die Oberfl?che des Werkstücks gesprüht wird, um Grate, oxidierte Haut und Schwei?klumpen zu entfernen.

5.2 Entfettung

?lverunreinigungen auf der Oberfl?che des Werkstücks k?nnen zu einer Isolierung der Beschichtungsl?sung vom Substrat führen und die Abscheidung der Beschichtungsschicht beeintr?chtigen:

• l?semittelhaltige EntfettungL?sen von Fetten mit organischen L?sungsmitteln
• chemische EntfettungVerseifung und Emulgierung mit Lauge
• Elektrochemische Entfettung: Werkstück als Elektrode, die Blasen erzeugt, um die Entfettung zu unterstützen

5.3 ?tzen

Behandlung von Werkstücken in sauren, salzsauren oder alkalischen L?sungen zur Entfernung von Oxiden von Metalloberfl?chen.

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6. übliche Beschichtungsarten und Anwendungen

6.1 Verzinkung

ZielDas Standardelektrodenpotenzial von Zink (-0,76 V) ist negativer als das von Eisen, und es ist eine anodische Beschichtung für Eisen, die die Korrosion von Eisen und Stahl durch anodischen Opferschutz verhindert.

Prozess-Typ::

• Saure Galvanisierungsl?sung(auf Zinksulfatbasis): niedrige Kosten, hohe Stromausbeute, stabile L?sung, geringe Toxizit?t, aber schlechte Dispergierf?higkeit, grobe Kristallisation, geeignet für einfach geformte Werkstücke (Stahldr?hte, Stahlplatten)
• Alkalische Beschichtungsl?sungGute gleichm??ige Beschichtung, durch Zugabe von Thioharnstoff kann eine gl?nzende Beschichtung erzielt werden, aber Cyanid ist sehr giftig
• Zyanid-MethodeGleichm??ige, gut haftende Beschichtungen k?nnen erzielt werden.

Wiederaufbereitung::

• DehydrierungErhitzen bei 200°C für 2 Stunden, um Wasserstoffverspr?dung und innere Spannungen zu beseitigen
• matte Oberfl?che: Erh?hter Glanz
• PassivierungBildung von Chromatfilmen in L?sungen von Chroms?ure und ihren Salzen zur Verbesserung der Korrosionsbest?ndigkeit

6.2 Verkupfern

BesonderheitenDas Potenzial von Kupfer ist positiver als das von Eisen, und die Verkupferung von Stahl ist eine kathodische Beschichtung, die nicht allein als Schutzverkleidung verwendet werden kann.

Hauptanwendung::

• Grund- oder Zwischenschicht für Mehrschichtplattierung
• Entkohlung von Stahlteilen
• gedruckte Schaltplatte
• Kunststoffbeschichtung
• Galvanoplastikform

Prozess-Typ::

Typologie	Blickwinkel	Nachteile
Kupfersulfat-Beschichtung	Einfache Zusammensetzung, hohe Stromeffizienz, stabile L?sung, keine sch?dlichen Gase	Schlechte Homogenisierungsf?higkeit
Mit Zyanid überzogenes Kupfer	Gleichm??igkeit und gutes Haftverm?gen	akutes Gift
Pyrophosphat-Kupferbeschichtung	-	-
Vollgl?nzende saure Verkupferung	Gl?nzende Beschichtungen k?nnen erzielt werden	Aufheller hinzufügen müssen
Kupfer-Fluoroborat-Beschichtung	-	-

6.3 Verchromen

CharakterisierungChrom ist ein leicht bl?uliches, silbrig-wei?es Metall mit sch?nem Glanz, Korrosionsbest?ndigkeit, hoher H?rte, niedrigem Reibungskoeffizienten, hohem Reflexionsverm?gen und guter Hitzebest?ndigkeit.

Haupttyp::

1. Dekorativ-schützende VerchromungVerleiht ein ?sthetisches Aussehen
2. Hartverchromt (verschlei?festes Chrom): Erh?hung der Oberfl?chenh?rte
3. Milchiges ChromFür Automobil-, Flugzeug- und Schiffsteile
4. Verchromen von Langl?chernAnodische Rillenbehandlung nach der Beschichtung, um die Maschenrisse zu erweitern und Schmier?l für Kolbenringe von Verbrennungsmotoren und Kompressoren zu speichern

Prozessmerkmale::

• Der Hauptbestandteil des Elektrolyten ist Chroms?ureanhydrid (CrO?), das sich in Wasser unter Bildung von Chroms?ure und Dichroms?ure aufl?st.
• Flusss?ure hat eine aktivierende Wirkung auf die Verchromung und verbessert die Stromausbeute
• Dreiwertige Verchromungsl?sung wird für einen besseren Umweltschutz entwickelt

6.4 Vernickeln

CharakterisierungNickel ist ein wei?es Metall mit hoher H?rte und magnetischen Eigenschaften, das sich leicht polieren l?sst, um einen guten Glanz zu erzielen, an der Luft einen Passivierungsfilm bildet und eine gute Korrosionsbest?ndigkeit aufweist.

Ger?t::

• Oberfl?chenbeschichtung
• Grund- oder Zwischenschicht für Mehrschichtplattierung

Haupttypen von Galvanikb?dern::

• "Plattierungsb?der vom Typ "Watt" (am h?ufigsten verwendet)
• Sulfamids?ure-Beschichtungsbad
• Fluoroborat-Plattierungsbad

GlanzvernickelungZusatz von Aufhellern, klassifiziert als prim?re Aufheller, sekund?re Aufheller, usw.

6.5 Versilberung

CharakterisierungMinimaler Widerstand, leicht zu schwei?en, weit verbreitet in der Elektronik-, Kommunikations-, Elektroger?te- und Instrumentenindustrie, verringert den Kontaktwiderstand und verbessert die Schwei?leistung.

caveat::

• Silber neigt dazu, in Gegenwart von Sulfiden oder Halogeniden an Glanz zu verlieren und anzulaufen, was eine Nachbehandlung erfordert (chemische Passivierung, elektrochemische Passivierung, Beschichtung mit Edelmetallen, Impr?gnierung mit organischen Filmen).
• Wenn Kupfer und seine Legierungen versilbert werden, ist eine besondere Oberfl?chenvorbereitung erforderlich, da das Standardelektrodenpotential von Silber (+0,799 V) h?her ist als das von Kupfer und eine Verdr?ngungsreaktion stattfindet:
  • mit Silber impr?gniertNiedrige Konzentration des Silbersalzes + hohe Konzentration des Komplexbildners
  • Vorgesilbert: Hohe Konzentration des Komplexbildners + niedrige Konzentration des Silbersalzes
  • Vorvernickelung

6.6 Vergoldung

CharakterisierungHohe chemische Stabilit?t, unl?slich in den üblichen S?uren (l?slich in K?nigswasser), hohe Best?ndigkeit gegen Verf?rbung, lang anhaltender Glanz.

Ger?t::

• Schmuck, Tafelgeschirr, Kunsthandwerk
• Chips, elektronische Bauteile, Leiterplatten, integrierte Schaltungen

Art der Beschichtungsl?sungEs gibt zwei Hauptkategorien: cyanidhaltige und cyanidfreie Galvanisierungsl?sungen.

6.7 Kadmium-Beschichtung

Haupts?chlich für den Korrosionsschutz von Stahloberfl?chen verwendet.

6.8 Legierungsüberzüge

Zwei oder mehr Metalle werden gleichzeitig auf der Kathode abgeschieden, um eine Beschichtung mit der gewünschten Struktur und den gewünschten Eigenschaften zu bilden. Derzeit gibt es etwa zweihundert Arten von Legierungen, die beschichtet werden k?nnen.

Bedingungen für die Ko-Deposition::

1. Mindestens ein Metall kann getrennt von seiner Kochsalzl?sung abgeschieden werden
2. Die F?llungspotentiale der beiden Metalle sollten sehr nahe beieinander liegen.

Ma?nahmen zur Ann?herung der Niederschlagspotenziale::

• ?nderung der Metallionenkonzentration (Erh?hung der Konzentration von Metallionen mit negativem Potenzial und Verringerung der Konzentration von Metallionen mit positivem Potenzial)
• Verwendung von Komplexbildnern (um das Ausf?llungspotenzial für positivere Metalle negativer zu machen)
• Verwendung geeigneter Zusatzstoffe (Ver?nderung des Metallabscheidungspotenzials)

Gemeinsame Legierungsplattierung::

• Zink-Nickel-LegierungDie Korrosionsbest?ndigkeit ist mehr als 3-mal h?her als bei verzinktem Stahl, wenn der Nickelgehalt 10% oder mehr betr?gt, und mehr als 5-mal h?her, wenn er etwa 13% betr?gt.
• Zink-Eisen-Legierungnicht leicht zu passivieren, leicht zu phosphatieren, gute Haftung auf Anstrichen
• Nickel-Eisen-LegierungGuter Einebnungseffekt, bessere H?rte und Z?higkeit als Vernickelung, spart 15-50% Nickel.
• Andere: Nickel-Phosphor, Nickel-Zink, Nickel-Zinn, Kupfer-Zinn, Kupfer-Zink (Messing), Zinn-Blei, Zinn-Zink, Zinn-Nickel, usw.

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7. übliche Fehler in der Beschichtung und Methoden der Behandlung

7.1 Nadell?cher und Pockennarben

LochblendeEine winzige Pore, die sich von der Oberfl?che einer plattierten Schicht bis zum darunter liegenden oder unedlen Metall erstreckt und durch eine Behinderung des Abscheidungsprozesses an bestimmten Stellen der Kathodenoberfl?che verursacht wird.

PockennarbeEine kleine Vertiefung oder ein Loch in einer Metalloberfl?che.

Verursacht::

Gas-Pockennarben::

• Adsorption von kleinen Luftblasen auf der Oberfl?che der Platte, die Lage der Luftblasen kann nicht plattiert werden.
• Quelle der Blasen: übers?ttigtes Gas in der L?sung, Wasserstoffausf?llung w?hrend des Beschichtungsprozesses
• Wasserstoffblasen bleiben immer erhalten → Nadell?cher; intermittierende Erhaltung → Pockennarben

Nicht-Gas-Pockennarben::

1. M?ngel des SubstratsFormgenauigkeit, Formgebungsverfahren, Verteilungsunregelm??igkeiten
2. schlechte VorbehandlungRückst?nde von ?ltropfen, Oxiden, Staub, Polierpaste
3. Probleme mit Aufh?ngernGeringe Leitf?higkeit, was zu ablativen Ausf?llen führt
4. Schlechte Leistung der Beschichtungsl?sungUngeeignete Konzentration des Wirtssalzes, zu hohe Chloridionen, St?rung des Helligkeitsmittels, zu wenig Tensid
5. Verunreinigung der Beschichtungsl?sungVerunreinigungen wie Nickel, Phosphor, einwertiges Kupfer, Staub, organische Stoffe
6. die Wasserqualit?t ist nicht sauberSchwebstoffe, feine Flusen, Staub
7. Unsauberkeit der LuftzufuhrLuftmischung zum Einbringen von Verunreinigungen
8. Geringe FiltrationsleistungUnzureichende Durchflussmenge und Rückhaltekapazit?t der Kartusche
9. AnodenproblemeVerunreinigte Anoden, zerrissene Anodenbeutel
10. Unsachgem??e Platzierung der KühlrohreErzeugung von bipolaren Ph?nomenen

Heilung::

• Fügen Sie eine angemessene Menge eines Netzmittels (z. B. Natriumdodecylsulfat) hinzu, um die Oberfl?chenspannung zu verringern.
• Einsatz von Rührwerk (Kathodenbewegung, Luftumw?lzung)
• Verbesserte Vorbehandlungsreinigung
• Regelm??ige Filtration der Beschichtungsl?sung
• Anoden sauber und intakt halten

7.2 Rauhigkeit und Gratbildung

pockennarbigDie Plattierungsschicht weist viele dichte, feine, winzige punktf?rmige Erhebungen auf, die durch den Einschluss feiner Feststoffe in der Plattierungsl?sung verursacht werden.

rauereGr??ere Ausbuchtungen, die mit blo?em Auge sichtbar sind, verursachen:

1. Bildung abnormaler grober Kristalle in der Beschichtungsschicht: Die Reduktionsrate der Metallionen im Hauptsalz ist zu schnell, und die Keimbildungsrate ist kleiner als die Wachstumsrate.
2. Mechanische Verunreinigungen sinken in das Werkstück und werden eingekapselt.

Ursachen von Graten::

1. Freies Natriumcyanid zu niedrigZu schnelle Kupferabscheidung, dunkle, r?tliche Schicht, verminderte F?higkeit zur Tiefenbeschichtung
2. Zu viel KupferVergr?berung des kristallinen Gewebes
3. Freies Natriumhydroxid zu hoch oder zu niedrig::
   • Zu hoch: Zinn l?sst sich nur schwer abscheiden, dunkelrote überzüge
   • Zu niedrig: Durch die Hydrolyse von Zinnat kommt es zur Ausf?llung von meta-Zinns?ure, was zu Rauheit in Aufw?rtsrichtung führt.
4. überh?hte StromdichteDendritische Beschichtung an der Kathodenspitze
5. überschüssiges zweiwertiges ZinnRauhigkeit durch zu schnelle Ablagerung
6. Trübung der Galvanisierungsl?sungPartikeleinschlüsse

7.3 "Gebrannte" Beschichtungen

definieren.Eine dunkel gef?rbte, raue, lose Ablagerung von schlechter Qualit?t, die sich bei zu hoher Stromdichte bildet und oft Oxide oder andere Verunreinigungen enth?lt.

Begründung::

• Geringe Konzentration von Metallionen im Wirtssalz
• Schwierige Ableitung von Metallionen aus dem Hauptsalz und leichte Ausscheidung von Wasserstoff aus H?-Entladungen
• Hoher pH-Wert an der kathodischen Grenzfl?che
• Mehr Verbindungen werden in der Beschichtung eingeschlossen

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8 Prüfverfahren für Beschichtung und Badleistung

8.1 Leistungsprüfung der Beschichtungsl?sung

Testaufgaben	definieren.	Gemeinsame Methoden
Dezentralisierte Kapazit?t	F?higkeit des abgeschiedenen Metalls, sich gleichm??ig auf der Kathodenoberfl?che zu verteilen	Fern- und Nahkathodenmethode (Harlem-Tank), gebogene Kathodenmethode, Hall-Tank-Methode
Deckungskapazit?t(F?higkeit zur Tiefenplattierung)	F?higkeit des abgeschiedenen Metalls, die gesamte Oberfl?che der Kathode zu bedecken	Rechtwinklige Kathodenmethode, Bohrlochmethode
Derzeitige Effizienz	Anteil des für die Abscheidung von Metallen verbrauchten Stroms am Gesamtstromverbrauch in Prozent	Voltameter-Methode
Nivellierleistung	F?higkeit der Beschichtungsl?sung, mikroskopische Unebenheiten auszugleichen	Mikrokonturierung
Stromdichtebereich	Stromdichtebereich zur Erzielung einer normalen Beschichtung	Hall-Rillen-Test

8.2 Leistungsprüfungen der Beschichtung

Testaufgaben	definieren.	Gemeinsame Methoden
bindende Kraft	Haftfestigkeit der Beschichtung auf dem Substrat	Sch?lzugversuch, Feiltest, Hitzetest (11 Methoden)
Dicken	Dicke der Beschichtung	Zerst?rungsfrei: magnetisches Verfahren, Wirbelstromverfahren Zerst?rend: metallographisch, anodisch aufl?send (galvanisch/coulometrisch)
Porosit?t	Durchschnittliche Anzahl der Poren pro Fl?cheneinheit der Beschichtung	Filterpapiermethode, Pastenmethode, Perfusionsmethode
Korrosionsbest?ndigkeit	Best?ndigkeit der Beschichtung gegen Korrosion	Salzsprühnebeltest

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9. galvanotechnische Ausrüstung

9.1 Aufh?ngungen und Befestigungen

Die Rolle der Aufh?nger:

• Feste Beschichtung
• Sicherstellen, dass der Strom gleichm??ig durch jedes beschichtete Teil flie?t

9.2 Lokalisierter Schutz

Zweck der Umhüllung oder Beschichtung mit nichtmetallischen Werkstoffen für Bereiche, die nicht beschichtet werden müssen:

• Konzentriert den Strom auf das Teil, reduziert den Verbrauch und spart Kosten
• Verbesserung der Produktivit?t und der Lebensdauer von Kleiderbügeln
• Sicherstellen, dass die Teile den Zeichnungen entsprechen

H?ufig verwendete Materialien: Polyvinylchloridband usw.

9.3 Hilfselektroden

Verbesserung der gleichm??igen Beschichtungsf?higkeit und der Tiefenbeschichtung der beschichteten Schicht.

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10. galvanische Abwasserbehandlung

Galvanische Abw?sser enthalten Schwermetalle (Cr, Ni, Cu usw.) und toxische Stoffe, die behandelt werden müssen, um die Einleitungsstandards zu erfüllen.

Gemeinsame Behandlungen::

• chemische Ausf?llung
• Ionenaustauschverfahren
• Technologie der Membrantrennung
• Verdampfung und Konzentration
• biologische Behandlung

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11 Methoden zum Entfernen verschiedener Arten von Beschichtungen

Beschichtung	Formulierung einer Stilllegungsl?sung	Aushilfe	Hinweis
Verkupfern	1000ml/L Salpeters?ure + 45g/L Natriumchlorid	60-70°C	Kein Wasser auf der Oberfl?che des Werkstücks erlaubt
Vernickelung	50% Salpeters?ure	-	-
Chromschicht	100-150 ml/L Salzs?ure	-	-
Verzinkung	650-680 ml/L Salzs?ure oder 450-500 ml/L Salpeters?ure oder Natriumhydroxid	-	-
Versilberung	50ml/L Salzs?ure + 950ml/L Schwefels?ure	-	-
vergoldet	Natriumhydroxid 10-20g/L + Kaliumcyanid 50-100g/L	-	-

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12. h?ufig gestellte Fragen (FAQ)

1) Was ist der Unterschied zwischen Galvanik und Galvanoplastik?

Beim Galvanisieren werden dünne Metallschichten (einige Mikrometer bis einige zehn Mikrometer) auf der Oberfl?che eines Substrats abgeschieden, w?hrend beim Galvanoforming dicke Metallschichten (im Millimeterbereich) abgeschieden und vom Substrat abgel?st werden, um ein separates Werkstück zu bilden.

2) L?st sich die Beschichtung ab? Wie l?sst sich das vermeiden?

Stripping wird in der Regel durch eine schlechte Vorbehandlung, eine ungeeignete Stromdichte und eine Verunreinigung der Beschichtungsl?sung verursacht. Sie k?nnen durch eine strenge Kontrolle der Reinigungs-, Aktivierungs- und Prozessparameter vermieden werden.

3. k?nnen die Farben der Beschichtung individuell angepasst werden?

Dose. Verchromungen sind zum Beispiel in Glanzchrom und Schwarzchrom erh?ltlich; Verzinkungen k?nnen farbig, blau-wei? und schwarz passiviert werden; und Legierungen k?nnen in verschiedenen Farben (z.B. Messingfarben) erhalten werden.

4. wie werden die Kosten für die Beschichtung berechnet?

Umfassendes Angebot auf der Grundlage von Werkstückfl?che, Beschichtungsart, Dicke und Losgr??e. Die Hauptkosten umfassen Chemikalien, Stromverbrauch, Arbeit und Abwasserbehandlung.

5. ist die Galvanisierung für den Menschen sch?dlich?

Galvanisierte Teile sind bei normalem Gebrauch unbedenklich. Der Produktionsprozess beinhaltet jedoch Chemikalien und erfordert strenge Schutzma?nahmen, das Tragen von PSA und die Gew?hrleistung der Belüftung.

6. kann Edelstahl beschichtet werden?

Ja, aber es ist eine spezielle Aktivierung (z. B. Flash-Nickel-Plating) erforderlich, um die Oberfl?chenpassivierung zu entfernen.

7. welche Dicke hat die galvanische Schicht normalerweise?

Dekorative Beschichtungen 0,5-5μm, funktionelle Beschichtungen 5-50μm, Hartchrom bis zu 100μm oder mehr.

8. wie prüfe ich die Qualit?t der Beschichtung?

H?ufig verwendete Dickenmessger?te, Adh?sionskratztests, Salzsprühtests, Porosit?tstests.

9. was ist der Unterschied zwischen galvanischer und chemischer Beschichtung?

Die galvanische Beschichtung erfordert eine externe Stromversorgung, und die Beschichtungsschicht ist reiner; die chemische Beschichtung beruht auf der Autokatalyse des Reduktionsmittels, und die Beschichtungsschicht ist gleichm??ig (besonders geeignet für Sackl?cher und komplexe Formen).

10 Ist nach dem Galvanisieren eine weitere Behandlung erforderlich?

Je nach Anforderung: Passivierung zur Verbesserung der Korrosionsbest?ndigkeit, Versiegelung zur Erh?hung des Schutzes, ?lung zur vorübergehenden Rostverhinderung, Dehydrierung zur Beseitigung der Wasserstoffverspr?dung.

11 Was ist Wasserstoffverspr?dung? Wie kann sie verhindert werden?

Wasserstoffverspr?dung ist ein Ph?nomen, bei dem Wasserstoffatome in die Matrix eindringen und das Material spr?de werden lassen. Sie kann durch Dehydrierung beseitigt werden (z. B. durch Erhitzen auf 200 °C für 2 Stunden nach dem Verzinken).

12. warum ist der pH-Wert des Elektrolyten wichtig?

Der pH-Wert beeinflusst das Wasserstoffentladungspotenzial, die Komplexstabilit?t, die Adsorption von Zusatzstoffen und die Beschichtungsqualit?t. Er muss im optimalen Bereich gesteuert werden.

13. was ist ein Anodenaktivator?

Stoffe, die die Anodenaktivierung f?rdern, die Stromdichte erh?hen, bei der die Anode zu passivieren beginnt, und dafür sorgen, dass sich die Anode richtig aufl?st, z. B. Halogenidionen.

14 Warum entstehen Pinholes in der Beschichtung?

Dort kann sich kein Metall ablagern, vor allem wegen der Adsorption von Luftblasen oder Oberfl?chenverunreinigungen. Die Zugabe von Netzmitteln und Rühren kann dies verbessern.

15 Warum nach dem Verzinken passivieren?

Erzeugt einen Chromat-Umwandlungsfilm auf der Oberfl?che der Zinkschicht, der die Korrosionsbest?ndigkeit verbessert und gleichzeitig verschiedene Farberscheinungen erm?glicht.

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13. schlussfolgerung

Als wichtige Oberfl?chenbehandlungstechnologie nimmt die Galvanotechnik eine zentrale Stellung in der modernen Industrie ein. Vom einfachen Korrosionsschutz bis hin zu funktionellen Anwendungen entwickeln sich die Galvanisierungsverfahren st?ndig weiter und werden erneuert. Es ist von entscheidender Bedeutung, einen konformen und professionellen Galvaniklieferanten zu w?hlen, und es muss auf dessen Qualifikationszertifizierung, technische Ausrüstung und Umweltvertr?glichkeit geachtet werden.

Angesichts der immer strengeren Umweltvorschriften sind umweltfreundliche Beschichtungstechnologien (dreiwertiges Chrom, cyanidfreie Beschichtung, Wasseraufbereitung in einem geschlossenen Kreislauf) in den Vordergrund der Entwicklung gerückt. Durch ein umfassendes Verst?ndnis der Beschichtungsprinzipien, der Prozesskontrolle und des Qualit?tsmanagements k?nnen qualitativ hochwertige Beschichtungen erzielt werden, die den Anforderungen entsprechen.