Оборудование электрохимической обработки металлов

     В гальваностегии поверхность подготовляется так, чтобы покрытие прочно держалось  на ней. В гальванопластике, наоборот, нарощенное покрытие должно легко отделяться. Поэтому в последнем случае уделяется  большое внимание технологии нанесения  токопроводящих слоев (в случае покрытия непроводников) и нанесению разделительных слоев (если копия получается с металла). Гальванопластические отложения отличаются от гальваностегических значительно  большей толщиной, составы электролитов и режимы, применяемые в гальванопластике, также несколько отличаются от принятых в гальваностегии.

     Наращивание металла при гальванопластике производится обычно не на металл, а на тонкий токопроводящий слой, нанесенный на поверхность непроводника, или на разделительный плохо проводящий слой, нанесенный на металл, поэтому в технологический процесс вводят дополнительную, по сравнению с гальваностегией, операцию “ затяжки” металлом - первичное наращивание металла на токопроводящий слой до полного закрытия его. Составы электролитов для ванн затяжки и режим работы несколько отличаются от обычных. В зависимости от вида покрытия, материала основы, назначения детали меняются способы подготовки поверхности и технология наращивания. Технологический процесс гальванопластического изготовления изделий состоит из следующих основных этапов:

• изготовление модели изделия – подготовка литьевой формы, металлическое литье;
• подготовка поверхности модели (очистка, обезжиривание, полировка); 
• нанесение на поверхность модели проводящего слоя; 
• нанесение разделительного слоя; 
• наращивание металла;  
• удаление модели; 
• отделка изделия;

     Оборудование  гальванопластических участков ничем  не отличается от оборудования, применяемого для гальваностегии. Специфической  для гальванопластики является оснастка для изготовления моделей и нанесения  разделительного слоя, что составляет наибольшую сложность для производителей. Производство изделий при помощи гальванопластики все время увеличивается. Особенно большим преимуществом гальванопластика стала играть в ювелирной промышленности т.к. появилась возможность репродукции мельчайших деталей рисунка драгоценного изделия имеющего сложные формы и отсутствие веса. Чем наиболее известна гальванопластика в ювелирном деле? Речь идет об использовании электролитического метода для нанесения драгоценного сплава с определенной пробой на модель, изготовленную из проводящего материала или непроводящего, получившего определенные свойства при помощи соответствующего лака. В конце процесса модель или подложка удаляются при помощи плавления, если речь идет о воске, или растворения в химических реактивах в случае, например, меди. В результате остается “скорлупа” составляющая изделие из драгоценного сплава.

     Технология  гальванопластики позволяет по-другому  рассматривать ювелирное изделие  – не существует больше ни ограничений  рельефа штамповки, ни проблем вызванных  весом в точном литье. Серьги, в  частности, является частью такого метода изготовления, так как являются изделием, которое не должно быть слишком тяжелым, значительного объема и низкого веса. В 60-е годы в США на основе метода гальванопластики был разработан новый метод текстурирования (тиснения) металла “Electroforming” /Гальваноформирование/. Этот способ стали широко применять и в Европе при изготовлении ювелирных изделий и художественной обработке металла. Постепенно гальваническое формование, являясь новым методом декоративной отделки изделий, стало постоянно применяться в ювелирной практике.

     Для гальваноформования характерно то, что целенаправленно производится нанесение грубозернистого полосчатого пористого осадка, что и позволяет в итоге получить интересную фактуру поверхности. При очень высокой плотности тока в единицу времени на поверхность изделия гальваническим осаждением наносят как можно больше количество металла, чтобы поверхность приобрела крупнозернистую структуру, напоминающую плотно нанесенную зернь. В основе своей гальваноформование – это сначала гальванопластика с дальнейшим затем изменением условий осаждения металла и получением в результате этого характерной поверхности.

     При методе гальваноформования, основу формуют  сначала из металлической фольги или проволоки, а далее наносят  гальваническое покрытие до такой толщины, пока не будет получено определенное очертание изделия и оно не станет достаточно прочным. Ввиду повышенной плотности тока на поверхности образуется груботекстурированный рисунок. Таким  способом при меньших затратах можно  изготавливать изделие, которое  обычно изготавливают трудоемкими - выколоткой и гибкой. 
 

3. Оборудование электрохимической обработки металлов

 

1. Оборудование  немецкой фирмы Дегусса (“Degussa”) и швейцарской  “OMI”, и “LABORATOIRE PINO ALIPRANDINI”

 

     Современный отечественный рынок предлагает специализированные установки для  гальванопластики зарубежного производителя. Оборудование это стоит недешево, т.к. производителями оборудования являются немцы и швейцарцы. Среди  тех, кто предлагает оборудование для  гальванопластики в первую очередь  необходимо отметить немецкую фирму  Дегусса (“Degussa”) и швейцарскую “OMI”, и “LABORATOIRE PINO ALIPRANDINI” . Эти фирмы  предлагают совершенные полностью  автоматизированные установки гальваноформирования с нанесением золотого покрытия пробы 9Kt, 14Kt, 18Kt, 22Kt, 24 Kt, с нанесением соответствующих  гальванических покрытий:

• 9 Kt - золото-медь - золото-серебро – золото-медь-кадмий
• 14 Kt - золото-медь - золото-серебро – золото-медь-кадмий
• 18 Kt - золото-медь – кадмий - золото-серебро
• 22 Kt - золото-медь-сульфит (без цианидов)
• 24 Kt – золото 99,99 кислотное (без цианидов) - твердость 65-90кг/мм²
• 24 Kt – золото – сульфитное (без цианидов) твердость 140-160 кг/мм²

 

     Характеристика  установки фирмы “LABORATOIRE PINO ALIPRANDINI:

• Надежность
• Непрерывность процесса
• Экономичность проведения процесса во времени
• Нет необходимости знать точную поверхность изделия: только ориентировочную
• 100 кг сплава 18Kt осаждается гарантировано (на меняя емкости)
• Точность осажденного сплава: 18Kt c минимальным отклонением
• Высокая производительность: 2 кг каждые 24 часа
• Возможность осаждения 14,18,20 Кt в одной и той емкости
• Сила тока – 50А
• Осаждение “пробы” - от 9-20 Кt
• Объем емкости – 240 л
• Точность осаждения – 15 кг с отклонением до 1 г
• Скорость осаждения – 1 микрон / 2,5 мин
• Производительность - 1,3 кг сплава 18 Кt на каждое изделие
• Химический контроль – 1 анализ каждые 10 кг осажденного сплава
• Многообразие нанесения покрытий - все процессы золочения, серебрения, родирования, нанесение рутения, платинирования, палладирования, имитация (бронзы) – медь никель хром, пассивация серебра, нанесение сплава медь-серебро-никекль. 

 

     Технологический процесс гальваноформирования состоит  из следующих циклов:

• Цикл литья и обработки сплавов
• Цикл химической подготовки и обработки
• Цикл гальванопластики:
• Расчет площади поверхности (ориентировочной) исходных изделий
• Электролитическое формирование на установке PINO ALIPRANDINI с учетом свежего пополнения раствора золота, обеспечения дистиллированной водой и системой воздушной фильтрации
• Регенерация и съем драгметалла
• Выгрузка в центробежной машине
• Термообработка в печи при 500⁰C
• Полирование золота
• Сварка отверстий для выплавки легкоплавкого металла
• Гальваническое цветное золочение

     Цикл  гальванопластики управляется компьютером  и выполняется в полностью  автоматическом режиме, делая излишним любое ручное вмешательство. Но нельзя думать, что даже самая передовая  технология, управляемая компьютером  дает возможность ювелиру создавать  изделия путем простого нажатия  кнопки – для получения наилучшего качества необходимо грамотно овладеть технологией. 

2. Электрохимические Станки с ЧПУ

     

     Электрохимическая технология обработки материалов основана на законах анодного электрохимического растворения металлов под действием  импульсного тока при электролизе.

     Физическая  сущность метода состоит в локальном  анодном растворении заготовки  на ионном уровне под воздействием тока в проточном электролите. 
Съем металла происходит по закону Фарадея, согласно которому количество снятого металла пропорционально силе тока и времени обработки.

     При прохождении электрического тока через  электролит на поверхности заготовки  происходят химические реакции, превращающие поверхностный слой металла в химическое соединение.

     Продукты  электролиза переходят в раствор  и удаляются в потоке электролита. 
Производимые электрохимические станки специально разработаны для предприятий инструментальной, сувенирной, ювелирной, геральдической, медицинской, автомобильной, станкостроительной, авиастроительной отраслей промышленности

     Электрохимические станки предназначены для прецизионной размерной обработки практически  всего спектра токопроводящих металлов и сплавов, таких как конструкционные, инструментальные, легированные стали, медные, латунные, алюминиевые, никелевые, хромовые, титановые сплавы, драгметаллы. 
Технология работы оборудования основана на электрохимическом размерном копирования любых изделий в любых токопроводящих материалах подвижным профилированным электродом-инструментом.

     Технология, используемая в станках, по таким  параметрам, как точность обработки, качество получаемой поверхности, скорость обработки, производительность и стоимость  эксплуатации, превосходит электроэрозионную, механическую технологии и обработку лазером.

     Основные преимущества технологии:

     1. Полное отсутствие износа применяемого  в качестве электрода-инструмента дорогостоящего изделия. В дальнейшем с его помощью можно будет изготовить практически неограниченную партию рабочего инструмента (штампов, пресс-форм, матриц) или готовых деталей.

     2. Время на изготовление готового  штампа (зеркального отображения  изделия в металле) от 1 до 10 минут.

     3. 100% идентичность (точность) скопированного  в металле изделия по сравнению с оригиналом.

     4. 100% повторяемость всех параметров  изделия при изготовлении большой  партии штампов.

     5. Отсутствие прижогов, разрушения  торцов, деформации поверхностного слоя.

     6. Экологическая безопасность (в качестве  электролита применяется раствор технической соли).

     7. Помехозащищенность и пожаробезопасность  по европейским стандартам. 

3. Электрохимический станок SFE для Электрохимической  обработки металлов

 

     

     Электрохимические станки SFE предназначены для прецизионного изготовления оформляющих поверхностей деталей штампов, пресс-форм, матриц для различного производственного назначения.

     Производимые  с 1989 года электрохимические станки нашли свое широкое применение на многих предприятиях инструментальной, скобяной, сувенирной, ювелирной, геральдической, игрушечной, медицинской, автомобильной, станкостроительной отраслей промышленности как в России, СНГ так и в Европе и Азии.

     Как показала практика, область наиболее эффективного применения технологии электрохимической  обработки (ЭХО) и электрохимических  станков это: Изготовление оформляющих  частей, вырубных, пробивных, гибочных, чеканочных, вытяжных штампов, пресс-форм, а также пуансонов и матриц для дальнейшего использования при производстве сувенирной продукции, наградных изделий, геральдики, нагрудных знаков, значков, медалей, жетонов, брелоков, орденов, ювелирных изделий, столовых приборов (ложки, вилки, ножи), корпусов для часов, бижутерии.

     Штампы (как единичные, так и сборочные), используемые в ювелирном, сувенирном производстве, должны обеспечивать высокую  производительность, простоту, удобство и безопасность в работе, достаточную  длительность срока службы и требуемое  качество вырабатываемых заготовок.

     Матрица - сменный элемент пресс-формы  с углубленным рельефным изображением. Используется как единичный элемент  пресс-формы для обработки материалов давлением и непосредственно  участвует в оформлении наружной поверхности изделия.