Technologie lokálního galvanického pokovování byla vyvinuta již ve 30. – 40. letech 20. století. Tato technologie je vhodná zejména pro velmi rozměrné díly, které nelze umístit do lázně s elektrolytem, nebo pro lokální pokovování. Vzhledem k nutnosti dotýkat se pokovovaného místa přímo elektrodou, není vhodná pro nedostupná místa.
Princip tamponování je stejný jako u jiných galvanických procesů. I zde je pokovovaný díl připojen do elektrického obvodu jako katoda. Anoda s elektrolytem je však tvořena pevným dílem (elektrodou), která je obalena savým obalem (tamponem), jenž je nasáklý speciálním elektrolytem, který obsahuje ionty povlakujícího kovu. K přenosu iontů dojde po uzavření elektrického obvodu dotykem elektrody s tamponem a pokovovaného dílu. Aby byl povlak homogenní a rovnoměrný, je třeba s elektrodou po pokovovaném povrchu pohybovat. Tampon se do elektrolytu vždy po vyčerpání namáčí.
V Modelárně Liaz byla řešena úloha oprav, případně zlepšení užitných vlastností, hliníkových forem na výrobu polyuretanových dílů sedaček automobilů. Konkrétně se jedná o dělicí rovinu těchto forem, která má velké nároky na otěruvzdornost a odolnost na tlak.
Byl vyvinut postup nanášení konečné vrstvy z niklu, kde tloušťka nanesené vrstvy může dosahovat i několik desetin milimetru.
Z důvodu pevnosti a adheze nanášeného povlaku je potřeba tvořit požadovanou tloušťku pokovované vrstvy z různých materiálů. V našem případě je to kombinace Cu a Ni vrstev, které jsou nanášeny na základní materiál – hliníkovou slitinu. Základem úspěšného pokovení je perfektní očištění základního dílu, které je výrazně komplikované v případě využití této metody u opravy již používaných forem. Pro čištění byl vyvinut postup kombinující mechanické odstranění nečistot a chemického očištění a odmaštění.
Odladěná technologie dosahovala následujících parametrů:
URČENÍ TLOUŠŤKY VRSTVY
Použitím následujícího vzorce lze s chybou 10 procent dopředu stanovit parametry pro dosažení požadované tloušťky vrstvy povlaku.
TVRDOST POVLAKOVANÉ VRSTVY
Z výsledků měření tvrdosti vyplývá, že povrchová tvrdost ochranné vrstvy Ni v příčném řezu je přibližně 450 (530 – 420) HV 0,01. Oproti tvrdosti základního materiálu, který má tvrdost kolem 80 HV 0,01 je tedy nárůst přibližně o 370 HV 0,01.
ADHEZE POVLAKOVANÉ VRSTVY
Při měření vzorků odtrhávací zkouškou adheze za zvýšených teplot bylo zjištěno, že adhezní pevnost rozhraní nikl – měď dosahuje hodnot přibližně 6 MPa. Rozhraní mezi hliníkovou slitinou základního dílu a základní mezivrstvou z niklu má adhezní pevnost přibližně 3,5 MPa.
OTĚRUVZDORNOST POVLAKOVANÉ VRSTVY
Pro konkrétní případ zmíněných forem na polyuretanové pěny byla vyvinuta zkouška na speciálním zařízení simulující zavírání a otevírání formy při současném smýkání, které je velmi blízké skutečnému namáhání.
Z měření vyplývá, že největší otěruvzdornost vykazují rovinné části dělící roviny, a to i při přítlačném tlaku 0,16 MPa a 2 MPa. Povrch dělící roviny je v těchto místech pouze lehce otlačen, při zatížení 2 MPa je také lokálně protlačen do základního materiálu formy. Výrazně větší opotřebení vykazují místa, která mají charakter „stoupáků“. Přesto byly výsledky vyhovující. Na některých vzorcích byly výsledky viditelně horší, jako důsledek nedodržení technologické kázně.
ZÁVĚR
Lze konstatovat reálné výsledky použití metody tampónování v praxi a to navíc na komplikované úloze, kdy je povlakovaný povrch silně nehomogenní, znečištěn a poškozen. V rámci prací bylo rovněž nastíněno řešení pro využití této metody v automatickém provozu, kdy nosičem elektrody může být například robot. Zde je kromě jiného nutný kontinuální přísun elektrolytu do tampónu.
TEXT/FOTO PAVEL VYDRA, MODELÁRNA LIAZ
