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Processo galvanico: definizione, come funziona e applicazioni

Scopri il processo di galvanica, i suoi principi, vantaggi, svantaggi e applicazioni per migliorare la durata e l'estetica.
HITOP / Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/it/processo-di-galvanica/" title="Processo galvanico: definizione, come funziona e applicazioni">Processo galvanico: definizione, come funziona e applicazioni

Cosa pensi che renda i gioielli più belli? Chi è responsabile della corretta rifinitura l'attrezzatura chirurgica? Quale processo migliora la durata di vita di un aereo? Sebbene queste tre domande provengano da categorie diverse, la risposta è una. Sì, il processo di galvanica svolge questo lavoro perfetto.

Sarebbe meglio se tu avessi molte più domande sull'intero processo, ed è per questo che abbiamo questo articolo. Qui ti parleremo del processo di galvanica. Come funziona? Il principio alla base e le sue applicazioni. Siete pronti?

Cos'è la galvanica?

Fondamentalmente, galvanica è un processo per dare un nuovo aspetto alle cose con l'aiuto di uno strato di metallo. In parole semplici è come dare un tocco finale all'oggetto con l'aiuto del metallo. Tuttavia, inizialmente, l'operazione veniva eseguita manualmente; il processo si è ora evoluto in una versione più avanzata. 

Per il processo, la corrente elettrica viene utilizzata per rivestire un oggetto con diversi strati di metallo. Puoi anche chiamare questo processo elettrodeposizione. Il nome deriva dal modo in cui uno strato di metallo viene depositato su un oggetto. 

L'esempio migliore per te è cercare dei gioielli d'oro economici e dall'aspetto raffinato. Ora ti starai chiedendo perché è così economico. 

Il motivo è la differenza tra il metallo base e lo strato superiore del metallo. Dopo un'indagine, potresti scoprire che il metallo di base è rame o qualche metallo economico, ed è semplicemente placcato con uno strato di metallo dorato, rendendolo così brillante.

Come funziona la galvanica?

Come funziona la galvanica

Ora che sai cosa significa galvanica, è tempo di capire il processo di lavorazione. Suddividiamo il tutto in alcuni passaggi più semplici: 

Preparazione del supporto

Per prima cosa devi pulire l'oggetto che intendi galvanizzare. Inizia rimuovendo eventuali impurità, ossidi o contaminanti. L'importanza di questo passaggio è assicurarsi che l'oggetto sia sufficientemente pulito da consentire al metallo di attaccarsi ad esso. In questo modo potrai ottenere una finitura di maggiore qualità.

Soluzione elettrolitica

Una volta che l'oggetto è pronto, inizia a preparare una soluzione elettrolitica. Questa soluzione è una miscela di ioni del metallo che stai per placcare. In questa soluzione sono presenti anche il catodo e l'anodo. Alcuni degli esempi comuni di elettroliti sono i sali metallici, come rame e solfato, per la galvanica del rame.

Allo stesso modo, puoi avere nichel e solfato per la galvanica del nichel. Ciò significa che la scelta dell'elettrolita dipende dal tipo di metallo che si intende rivestire.  

Preparare la cella elettrolitica.

Se hai la soluzione elettrolitica pronta con te, è il momento di allestire la cella elettrolitica. In questa cella, il substrato è collegato al catodo. Oltre a ciò, alla soluzione viene aggiunto un anodo metallico. Successivamente, ad entrambe le aste viene collegata un'alimentazione a corrente continua. 

Questa fornitura di corrente inizierà un flusso di elettroni dall'anodo al catodo. Pertanto, al catodo si verifica una risposta di riduzione. Alla fine, avviene la deposizione di ioni metallici sull'oggetto. 

Deposizione di metalli

Sapete che il processo di deposizione del metallo avviene solo quando i cationi metallici nell'elettrolita vengono ridotti al catodo. Per questo, devi assicurarti che ci sia una fornitura adeguata di corrente elettrica che passa attraverso il sistema che hai impostato sopra. 

Quando avrà successo, vedrai uno strato di metallo solido sull'oggetto che stai placcando. Per un tasso di deposizione migliore e costante, l'anodo continua a reintegrare gli ioni metallici nell'elettrolita. 

Processo post-trattamento

Una volta ottenuto lo spessore desiderato del rivestimento metallico, è possibile rimuovere l'oggetto elettrolitico. Successivamente risciacquatelo e lucidatelo per abbellirlo ancora di più.

Il principio di funzionamento alla base!

Il principio di funzionamento alla base della galvanica

La galvanica funziona secondo i principi dell'elettrochimica e un trasferimento molto accurato degli ioni metallici dall'anodo al catodo in una cella elettrolitica. I componenti della cella elettrolitica sono:

  • Anodo
  • Catodo (substrato guidato)
  • Soluzione elettrolitica
  • Alimentazione esterna 

Ricorda solo che prima che inizi la galvanica, devi pulire il catodo. Quando il processo inizia e l'alimentazione è accesa, gli elettroni iniziano a fluire dall'anodo al catodo. All'anodo, i metalli perdono elettroni e si trasformano in cationi con carica +5.

Ad esempio, nella galvanica del rame, gli atomi di rame diventano ioni di rame (Cu²⁺). Questi cationi metallici nuotano quindi attraverso la soluzione elettrolitica verso il catodo. Al catodo, i cationi metallici acquistano elettroni attraverso una reazione di riduzione. In questo modo si ottiene una solida deposizione di metallo sul substrato. Quindi, ora Cu²⁺ diventa Cu (rame solido).

Il processo è continuo finché è presente un'alimentazione elettrica e la velocità di deposizione è controllata dalla densità di corrente, dalla temperatura e dall'impegno degli ioni metallici nell'elettrolita. 

Precauzioni per il processo di galvanica

Sai che devi avere a che fare con sostanze chimiche e alimentazione durante il processo, quindi devi stare molto attento. Prendi queste precauzioni:

Kit DPI

Dovresti sempre avere il tuo kit DPI pronto con te in ogni momento. I kit includono indumenti protettivi, dispositivi di protezione per gli occhi, guanti, ecc. Assicurati di indossare indumenti adeguati che coprano la pelle e riducano al minimo il contatto con sostanze chimiche dure.

Prova a indossare una maglietta a maniche lunghe, pantaloni e scarpe chiuse. Assicurati di avere occhiali adeguati per gli occhi e guanti resistenti agli agenti chimici per la protezione delle mani.

Ventilazione

È importante disporre di una soluzione di ventilazione adeguata in fabbrica per controllare i gas generati durante il processo. Ciò può prevenire l'inalazione di vapori nocivi e qualsiasi effetto collaterale a lungo termine derivante da questa esposizione.

Manipolazione chimica

Le sostanze chimiche utilizzate durante il processo possono sicuramente danneggiare la salute ed è per questo che è importante maneggiarle con attenzione. Ogni volta che devi mescolare sostanze chimiche, assicurati di farlo in un'area ventilata. 

Sui contenitori dei prodotti chimici devono essere applicate etichette chiare con informazioni esatte sul contenuto. In questo modo puoi tenere d'occhio tutto quello che succede e l'area di stoccaggio dei prodotti chimici rimane meglio organizzata. 

Sicurezza elettrica

Dato che disporre di un'alimentazione elettrica per questo processo è la cosa più importante, ne consegue anche la responsabilità di mantenere la sicurezza. È necessario conservare l'apparecchiatura elettrica nel posto corretto per evitare scosse o incidenti. 

Inoltre, ogni dispositivo che intendi utilizzare deve essere conforme agli standard di sicurezza. Metti gli isolamenti su tutte le apparecchiature e continua a controllare eventuali guasti in futuro. 

Unità di emergenza

Esiste la possibilità che si verifichi una fuoriuscita di sostanze chimiche o un'interruzione di corrente durante il processo e ciò può essere fatale. Quindi, per prevenire qualsiasi incidente, minore o maggiore, sii pronto per le emergenze. Formare i dipendenti per le evacuazioni di emergenza. Tieni i kit di pronto soccorso pronti all'uso e devi rifornire immediatamente le scorte di emergenza in fabbrica.

Gestione dei rifiuti

Un altro accorgimento importante è prendersi cura degli scarti prodotti durante il processo. Puoi facilmente prenderti cura dei prodotti chimici usati e di altri materiali di scarto; buttarli via così può danneggiare l'ambiente. 

Controllo della temperatura

Niente è più importante che sapere quale tipo di temperatura dell'acqua è adatta per quale processo di galvanica. Perché alcuni processi come i bagni riscaldati e altri potrebbero no. Ma, per quelli che funzionano bene con i bagni riscaldati, fai attenzione alle ustioni e alle lesioni termiche. 

Manutenzione e pulizia

Anche se si hanno tutte le precauzioni sotto controllo, è comunque un'ottima cosa ispezionare regolarmente l'attrezzatura. Si prega di controllare i serbatoi e i componenti elettrici per eventuali segni di danni o corrosione. In questo modo è possibile prevenire il danno in anticipo e ripararlo in anticipo. 

Formazione adeguata

Soprattutto, assicurati che ogni dipendente coinvolto nel processo abbia una formazione adeguata per gestire praticamente tutto. Controlla se possono fornire risposte di emergenza, mantenere un corretto utilizzo delle attrezzature, ecc. Se vuoi comunque mantenere le cose fresche, magari conduci un corso regolare e mantieni aggiornati i dipendenti.  

Materiale utilizzato nella galvanica

Materiale utilizzato nella galvanica

L'elenco contiene nichel, rame, oro, argento e molti altri. Leggiamo di più su cosa fanno tutti questi metalli e sulla loro applicazione comune.

Metallo per galvanicaDescrizioneApplicazioni comuni
Nichel (Ni)Nichel viene utilizzato per le sue proprietà di resistenza alla corrosione. È duro e può fornire un rivestimento protettivo. Puoi usarlo per oggetti decorativi e come sottopelo. Parti di automobili, utensili da cucina, gioielli e dispositivi elettronici.
Rame (Cu)Rame ha un'eccellente conduttività elettrica e resistenza alla corrosione. Viene utilizzato anche come sottostrato per altri metalli o come rivestimento autonomo.Connettori elettrici, circuiti stampati, apparecchi idraulici.
Cromo (Cr)Il cromo ha un'eccezionale resistenza alla corrosione e fornisce una superficie lucida e riflettente. Puoi usarlo per oggetti decorativi e per migliorare la durata.Finiture automobilistiche, elettrodomestici da cucina, sanitari.
Oro (Au)Lo stagno fornisce resistenza alla corrosione e viene spesso utilizzato come rivestimento protettivo o sottostrato per altri metalli.Gioielli, monete, connettori di fascia alta e componenti elettronici.
Argento (Ag)L'argento è popolare per la conduttività elettrica. Puoi usarlo nell'elettronica e per le sue proprietà antibatteriche in alcuni processi medici.Contatti elettrici, argenteria, specchi e alcuni dispositivi medici.
Stagno (Sn)Lo stagno fornisce resistenza alla corrosione e viene spesso utilizzato come rivestimento protettivo o come sottostrato per altri metalli.Barattoli di latta, imballaggi alimentari, componenti elettronici.
Zinco (Zn)Lo zinco è noto per la sua eccellente resistenza alla corrosione. Puoi utilizzarlo come strato protettivo (zincatura) o come base per successivi rivestimenti.Acciaio zincato, componentistica automobilistica, ferramenta.
Piombo (Pb)La galvanica a base di piombo è meno comune a causa delle preoccupazioni ambientali. Storicamente veniva utilizzato per la resistenza alla corrosione e la conduttività elettrica.Applicazioni storiche; utilizzo limitato a causa dell’impatto ambientale.

Vantaggi e svantaggi

Quasi ogni processo presenta una propria serie di vantaggi e svantaggi. Ecco alcuni vantaggi del processo di galvanica:

Maggiore resistenza alla corrosione

Per cominciare diciamo che la galvanica è buona se si vuole fornire uno strato protettivo a un metallo a rischio di corrosione. Con l'aiuto di questo processo è possibile migliorare la resistenza alla corrosione del substrato. Ciò è più utile per gli oggetti esposti ad ambienti difficili.

Durata migliorata

Un altro vantaggio del processo di galvanica è che aggiunge durabilità al substrato. Tiene a bada l'usura dell'oggetto. Questo è l'ideale per gli oggetti che stanno per subire attrito, ad esempio parti di macchine e connettori.   

Miglioramento estetico

Sai che puoi utilizzare la galvanica anche per processi decorativi. Ebbene sì, il risultato affascinante e brillante ti darà un aspetto più curato. Ti consentirà di avere un migliore appeal visivo per gli oggetti.

Maggiore conduttività

Alcuni metalli come l'oro e l'argenteria sono noti per i loro eccellenti poteri di conduttività. Ora, la galvanica può migliorare la conduttività dei componenti elettrici e dei connettori. 

Placcatura selettiva

L'altro miglior vantaggio di scegliere la galvanica è che puoi eseguire un rivestimento selettivo. Ciò significa che puoi effettuare una deposizione precisa su aree specifiche degli oggetti. Il motivo è che può essere utilizzato per progetti di piccole dimensioni o per applicazioni che necessitano solo di alcune proprietà funzionali specifiche.

Attrito ridotto

Se vuoi che tutto quell'attrito scompaia, scegli subito la galvanica senza pensarci due volte. La galvanica può renderli più lisci e resistenti all'usura. È utile per oggetti come ingranaggi e cuscinetti.

Compatibilità dei materiali

È possibile applicare il processo di galvanica a molti materiali, ad esempio metalli, plastica, ceramica, ecc., per renderli adatti a vari scopi industriali e residenziali.

Personalizzazione e controllo dello spessore

Ora è tua responsabilità controllare lo spessore dello strato elettrolitico. Puoi avere l'altezza che desideri in base all'utilizzo dell'oggetto. Questo controllo ti permetterà di rendere l'oggetto funzionale ed esteticamente accattivante.

Prevenzione dell'ossidazione

Come tutti sappiamo, i cambiamenti ambientali possono avviare l'ossidazione, ma la galvanica può proteggerti con uno strato di metallo. In questo modo l'oggetto non è esposto all'aria e all'umidità. Ciò è particolarmente prezioso per il ferro e l'acciaio.

Opzioni convenienti

Poiché i componenti metallici solidi sono più costosi, la galvanica si comporta come una soluzione molto più economica. Puoi farlo solo su parti specifiche dell'oggetto e ottenere comunque risultati migliori. 

Procediamo con gli svantaggi ed i rischi che si possono avere a causa del processo di galvanica. 

Preoccupazioni ambientali

Sebbene ci siano molti vantaggi, la galvanica può danneggiare la natura. Utilizza sostanze chimiche tossiche e, quando le smaltisci, potresti contribuire all'inquinamento ambientale. Sarebbe meglio se si facessero maggiori sforzi per rendere tutto rispettoso dell’ambiente.

Consumo di energia

L'intero processo è un processo ad alta intensità energetica. Ora, questo è vero quando si utilizza un'elevata densità di corrente. Pertanto, un elevato consumo energetico comporta maggiori costi e un impatto ambientale più significativo.

Imperfezione della superficie

Può essere difficile ottenere un rivestimento perfettamente impeccabile; se non è perfetto, si possono avere cavità, noduli, spessore irregolare, ecc. Pertanto, è necessaria un'adeguata preparazione e monitorare il rivestimento durante il processo per evitare eventuali problemi.

Limitato a substrati conduttivi

La galvanica è adatta per oggetti conduttivi e gli oggetti non conduttivi potrebbero essere soggetti a limitazioni in questo caso. Richiedono un pretrattamento e ciò rende il processo più complesso. 

Complessità delle attrezzature

Avrai bisogno di strumenti speciali, come raddrizzatori, serbatoi, controlli, ecc., per eseguire questo processo. Questa complessità può richiedere più capitale iniziale e potrebbe richiedere più input.

Rischi per la salute e la sicurezza

Le sostanze chimiche utilizzate per questo processo possono causare seri problemi alla salute dei lavoratori. Se non lo maneggi con attenzione, potresti essere esposto a materiale tossico e i fumi possono entrare nel tuo sistema respiratorio.

Conformità normativa

Sarebbe meglio se disponeste di normative complete per lo smaltimento dei rifiuti e le sostanze chimiche che utilizzate. Sarebbe difficile lavorare con sostanze chimiche dannose perché gettarle incautamente dalla finestra della fabbrica può danneggiare l’ambiente. Ecco perché servono regole severe. 

Limitato a rivestimenti sottili

Di solito, i rivestimenti galvanici sono sottili e ottenere strati più spessi significa ore di lavoro extra. Pertanto, questo processo potrebbe non essere adatto agli oggetti che necessitano di un rivestimento più spesso.

Usi della galvanica

Usi della galvanica

Molte industrie utilizzano il processo di galvanica. Esploriamoli uno per uno.

IndustriaApplicazione 
ElettronicaUtilizzato per rivestire connettori, schede a circuiti stampati (PCB) e terminali.
Finitura superficiale dello stampoÈ possibile utilizzare la galvanica per rivestire le superfici dello stampo con un sottile strato di metallo. Ciò contribuirà a migliorare la durabilità, la resistenza alla corrosione e le proprietà di rilascio dello stampo.
Industria della plasticaLa galvanica può rendere conduttive le parti in plastica non conduttive e conferire loro un aspetto metallico con una migliore conduttività e altre proprietà funzionali.
Settore automobilisticoCromatura per finiture decorative e ruote. Zincatura o nichelatura per la resistenza alla corrosione delle parti automobilistiche
GioielleriaGalvanotecnica di oro, argento e altri metalli speciali. Creazione di una finitura durevole ed esteticamente gradevole sui gioielli
AerospazialeRivestimenti in nichel e cadmio per resistenza alla corrosione. Galvanotecnica su componenti critici per la resistenza all'usura
Dispositivi mediciGalvanotecnica per rivestimenti biocompatibili su impianti. Rivestimento di strumenti medici per la resistenza alla corrosione
Beni di consumoCromature su elettrodomestici e infissi. Placcatura in oro o argento su oggetti decorativi e accessori.
TelecomunicazioniGalvanotecnica per connettori, antenne e componenti elettronici. Placcatura in stagno o oro sui connettori per una migliore conduttività
Impianto idraulicoPlaccatura in rame o nichel per la resistenza alla corrosione degli impianti idraulici. Cromatura di rubinetteria e infissi
Finitura in metalloFinitura generale del metallo per migliorare le proprietà superficiali. Protezione dalla corrosione e migliore resistenza all'usura
Militare e DifesaPlaccatura in zinco o cadmio per la resistenza alla corrosione dell'hardware militare. Galvanotecnica per componenti di elettronica militare
Moda e AccessoriGalvanotecnica per finiture decorative su accessori e abbigliamento. Rivestimento di montature per occhiali per una maggiore durata ed estetica
Sensori ambientaliGalvanotecnica per componenti di sensori ed elettrodi. Rivestimento per una migliore conduttività e resistenza alla corrosione

Pensieri d'addio!

Ora che sai tutto sul processo di galvanica, è il momento di decidere quali prodotti rivestire. Ad esempio, puoi scegliere gioielli, oggetti in ceramica o dispositivi elettrici. 

Qualunque oggetto tu scelga, mantieni i limiti e i vantaggi di questo processo. Se sei ancora confuso, Contattaci subito e ti guideremo attraverso il processo.

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