Galvanoteknikens processer

I följande avsnitt presenteras de olika metoderna inom galvanoteknik, där även de grundläggande arbetsverktygen för varje metod tas upp. I allmänhet skiljer man mellan tre olika galvaniska processer, nämligen trumgalvanisering, stift-/tampongalvanisering och badgalvanisering.

Översikt över metoderna

Man skiljer mellan 3 processer för galvanisk avsättning av metaller. Dessa är badgalvanisering, stiftgalvanisering (eller även tampongalvanisering) samt trumgalvanisering. Var och en av dessa metoder har sina fördelar och nackdelar.

Metoden för badgalvanisering

Vid badgalvanisering doppas det objekt som ska galvaniseras tillsammans med anoden i en elektrolyt. Dessutom genereras ett strömflöde, vilket leder till att metall avsätts på objektet.

Badgalvanisering är en metod som ofta används inom industrin. Vanligtvis kromeras, förgylls eller förnicklas objekt i mycket stora badkar. För detta används ofta stativ där de delar som ska beläggas hängs upp. För att öka möjligheten till hög strömtäthet och därmed snabbare avsättning kan man använda en rörelse i badet. Detta kan ske genom inblåsning av luft, pumpning eller genom att röra på stativet.

Fördelaktigt är att metoden är enkel att genomföra och att stora strömflöden kan genereras, vilket gör det möjligt att avsätta även tjocka metallskikt. Nackdelen är att stora mängder elektrolyt krävs för att fylla badkaren. Av denna anledning är badgalvanisering inom privat- eller hobbyområdet endast lämplig för mindre delar.
 

Nödvändig grundutrustning

För att genomföra metoden för badgalvanisering behövs en reglerbar likströmskälla, ett badkar eller en behållare samt anslutningskablar.

När det gäller strömkällan kan det exempelvis vara ett labbnätaggregat, där både volt- och amperemätare, dvs. spänning och ström, bör finnas. Behållaren bör vara så stor att det objekt som ska galvaniseras kan doppas helt. Den bör vara gjord av ett material som är resistent mot alkalier och syror; förutom plastbehållare är även glasbehållare mycket lämpliga. Dessutom behövs kablar för att ansluta strömförsörjningen både till anoden och till objektet. För att undvika förväxlingar, använd alltid en röd kabel för (+)-polen och en svart kabel för (-)-polen.
  

Anodens yta

Grundläggande gäller: Anodens yta bör vara så stor som möjligt, motsvarande ytan på det objekt som ska galvaniseras. Om anodytan istället är för liten kan det hända att skikten avsätts ojämnt.

Denna effekt uppstår eftersom strömmen inte fördelas jämnt i elektrolyten (spridning) och tar den kortaste vägen. I området med den kortaste vägen blir strömmen högre och skiktet avsätts tjockare. Även anodens form och placering måste vara sådan att strömmen fördelas jämnt.

En större anod påverkar inte resultatet negativt. Dock kan en ogynnsam anodisk strömtäthet (anodisk effektivitet) leda till en starkare passivering (beroende av elektrolyten), vilket reducerar strömflödet. Om detta inträffar bör anoden rengöras.

Metoden för stift- respektive tampongalvanisering

Om fastmonterade eller stora objekt ska galvaniseras är stiftgalvanisering den bästa metoden. Till detta används en metallstav, kopplad som anod (+), vars spets är utrustad med antingen en tyg- eller svamp-tampon (för enkelhetens skull använder vi bara ordet "tampon"). Tamponen fungerar som en mottagare för elektrolyten och suger upp den önskade elektrolyten helt. Medan det objekt som ska galvaniseras är anslutet till katoden (-), försätts arbetsstycket med tamponen i en cirkulär rörelse. På detta sätt möjliggörs ett strömflöde och efter några sekunder avsätts ett metallskikt vid de aktuella kontaktpunkterna.

Den cirkulära rörelsen är mycket viktig eftersom en hög ström flyter över en liten kontaktyta. Så snart man stannar med tamponen på en viss plats kan den platsen bli matt och mörkna (brännskador), och denna effekt inträffar snabbare ju högre strömflödet är. Därför krävs lite erfarenhet, vilket man dock snabbt får. Att föra tamponen fram och tillbaka är mindre lämpligt, eftersom rörelsen då tillfälligt avbryts och vid hög strömtäthet kan redan brännskador uppstå.

Helst bör anoden huvudsakligen vara tillverkad av inert material, såsom platina eller grafit (och delvis även rostfritt stål), eller av det material som elektrolyten består av.
 

Nödvändig grundutrustning

För att genomföra metoden för stift- eller tampongalvanisering, respektive stiftgalvanisering, behövs en reglerbar likströmskälla, det vill säga ett reglerbart nätaggregat med digital spännings- och strömmätare, en stiftanod med anodhållare (galvaniskt stift), ett kabelset samt en tampon eller svamp. Stiftanoden (eller anodhållaren) måste anslutas till (+)-polen på nätaggregatet med hjälp av en kabel. Dessutom måste anoden utrustas med en tampon eller svamp så att det kompletta galvaniska stiftet är redo att användas. Själva arbetsstycket ansluts, liksom med de tidigare beskrivna metoderna, till (-)-polen.
 

Svamp & Tampon

När svampar eller tamponer används, är det tillbehör som suger upp elektrolyten. Denna egenskap är oumbärlig eftersom elektrolyten under galvaniseringsprocessen måste hållas mellan anoden och arbetsstycket för att avge metalljoner. Helst bör tamponer för galvanisering ha mycket hög sugförmåga och vara robusta. Galvaniska tamponer bör inte heller vara för tunna, eftersom det annars kan uppstå isoleringseffekter på grund av lokalt högt tryck, vilket hindrar den elektriska strömmen från att ledas vidare. Dessutom bör en galvaniseringstampon inte ha yttre sömmar, eftersom dessa kan orsaka repor på metallen.
 

Förtjockningsmedel respektive gelbildare

Med ett förtjockningsmedel, även kallat gelbildare, avses ett specifikt medel som används för att öka viskositeten i elektrolytlösningen. Förtjockningsmedel tillsätts elektrolyten så att den blir mer trögflytande. Det finns speciella förtjockningsmedel som är designade för de olika galvaniska elektrolyterna. Om man använder eller blandar in vanliga medel blir elektrolyten vanligtvis oanvändbar. Med hjälp av galvaniska gelbildare kan i princip alla typer av elektrolyter förtjockas. Genom att förtjocka elektrolyten säkerställs att vätskan inte droppar, att man kan arbeta renare och att elektrolyten används sparsamt. Dock bör elektrolyten inte bli för trögflytande.

För att förtjocka en elektrolyt bör du fylla en behållare med så mycket elektrolyt som du förväntar dig behöva och under jämn omrörning tillsätta så mycket gelbildare tills önskad konsistens respektive fasthet uppnås. Arbeta noggrant och långsamt. Se till att användningen av pulver inte medför överdriven dammbildning. Om du har förtjockat elektrolyten för mycket kan du späda ut den genom att tillsätta oförtjockad elektrolyt.

Metoden för trumgalvanisering

För galvanisering av stora mängder små delar är metoden för trumgalvanisering ideal, särskilt för delar som inte kan fästas på stativ eller endast med stor ansträngning. I grunden motsvarar galvaniseringsprocessen den för badgalvanisering, men de objekt som ska galvaniseras placeras löst i en långsamt roterande trumma. Arbetsstyckena kommer i kontakt via en centralt placerad kontaktstav, fritt rörliga klöppel (kablar med ledande kåpa) eller via lämpliga kontaktpunkter i trummans vägg; trumman sätts i rotation med hjälp av en motor. Den jämna rörelse som uppstår säkerställer en relativt jämn beläggning av de små delarna, men det kan ändå uppstå små skillnader eftersom vissa delar, på grund av okontrollerad blandning, kan vara i kontakt längre och därmed få en tjockare beläggning, eller tvärtom (dvs. kortare kontakttid och tunnare beläggning).

Fördelaktigt är att trumman snabbt kan fyllas, eftersom delarna enkelt kan läggas löst i den. Nackdelen är att arbetsstyckena alltid får små stötskador eftersom de blandas med varandra, vilket gör att denna process är mindre lämpad för en spegelblank finish – något som dock inte spelar någon roll för exempelvis skruvar. Dessutom krävs ett minimantal delar för att säkerställa att de kontinuerligt kommer i kontakt.
 

Nödvändig grundutrustning

För att genomföra metoden för trumgalvanisering behöver du en galvanistrumma. Förutom trumman utgör ett växellådemotor samt den mekanik som krävs de grundläggande komponenterna – tillsammans bildar dessa en trumgalvaniseringsanläggning. Liksom vid badgalvanisering behövs ett tillräckligt kraftfullt reglerbart nätaggregat och ett kabelset.
 

Fyllning av galvanistrumman

Grundläggande gäller: Galvanistrumman bör fyllas med arbetsstycken till högst 40–50 procent av dess kapacitet. Detta säkerställer att komponenterna kan röra sig fritt och förhindrar att de fastnar, snett läggs eller till och med blockeras. Om detta sker kan det leda till att en ideal beläggning, och därmed en jämn galvanisering, inte uppnås på grund av otillräcklig kontakt vid kontaktpunkterna. Se till att delarna även kommer i kontakt med kontaktstiften.

Notera: Kulor utgör det optimala fyllnadsmaterialet, eftersom de inte kan snedställas. Detta säkerställer fri rörelse och ett optimalt galvaniseringsresultat.