Spis tre軼i

1. Wst瘼
10. Nak豉danie pow這k

1. Wst瘼

10. Nak豉danie pow這k

Ze wzgl璠u na wyj徠kowo wysok cen k徙iele do z這cenia wymagaj szczeg鏊nie starannego post瘼owania podczas ich eksploatacji. Bardzo istotne znaczenie ma odpowiednie zaprojektowanie procesu oraz, w dalszej kolejno軼i, jego poprawne prowadzenie obejmuj帷e stosowanie zabieg闚 minimalizuj帷ych straty z這ta, w豉軼iw konserwacj k徙ieli i 軼is陰 kontrol analityczn.

Na etapie projektowania procesu nale篡 zadba w szczeg鏊no軼i o odpowiednie przygotowanie powierzchni pokrywanych wyrob闚. Poni瞠j zamieszczono przyk豉dowy najprostszy przebieg procesowy dla z這cenia stosunkowo czystych wyrob闚 wykonanych ze srebra, np. bi簑terii.

Tabela 10.1 Przyk豉dowy przebieg (flow chart) procesu z這ceania wyrob闚 srebrnych (np. bi簑terii)

Numer Nazwa etapu
1 Za豉dunek
2 Odt逝szczanie elektrochemiczne katodowe
3 P逝kanie kaskadowe w przeciwpr康zie
4 P逝kanie kaskadowe w przeciwpr康zie
5 P逝kanie kaskadowe w przeciwpr康zie
6 Aktywacja
7 P逝kanie kaskadowe w przeciwpr康zie
8 P逝kanie kaskadowe w przeciwpr康zie
9 P逝kanie kaskadowe w przeciwpr康zie
10 Z這cenie
11 P逝kanie odzyskowe I
12 P逝kanie odzyskowe II
13 P逝kanie kaskadowe w przeciwpr康zie
14 P逝kanie kaskadowe w przeciwpr康zie
15 Suszenie


Konieczne jest skuteczne odt逝szczanie i aktywacja detali przed procesem z這cenia, co zapewni odpowiedni przyczepno嗆 nak豉danych pow這k (etapy nr 2 i 8 na powy窺zym schemacie). Cz瘰to wskazane jest podgrzewanie k徙ieli odt逝szczaj帷ych (odpowiedni system podgrzewania i stabilizacji temperatury). Ponadto wanna do odt逝szczania elektrochemicznego powinna by wyposa穎na w odpowiednie 廝鏚這 zasilania. W zale積o軼i od rodzaju zastosowanej technologii i skali procesu mo瞠 by konieczne zainstalowanie wyci庵u nad k徙iel odt逝szczaj帷, zw豉szcza w przypadku odt逝szczania elektrochemicznego. Zar闚no w przypadku odt逝szczania i aktywacji pomocne jest mieszanie detali i/lub k徙ieli. K徙iele do odt逝szczania i aktywacji powinny by poddawane regularnej kontroli oraz uzupe軟ieniu i/lub wymianie w przypadku stwierdzenia takiej konieczno軼i.

Szczeg鏊ne znaczenie w przygotowaniu powierzchni ma intensywne p逝kanie, aby nie wnosi zanieczyszcze oraz nie przenosi sk豉dnik闚 k徙ieli pomi璠zy poszczeg鏊nymi wannami, zw豉szcza do wanny z elektrolitem do z這cenia. Zar闚no po odt逝szczaniu i aktywacji zaleca si stosowanie co najmniej trzech p逝czek z wod demineralizowan w uk豉dzie przep造wowym lub kaskadowym, przy czym w przypadku p逝czki bezpo鈔ednio po odt逝szczaniu (etap nr 3 na powy窺zym schemacie) zalecane jest stosowanie ciep貫j wody w uk豉dzie przep造wowym (znacznie sprawniejsze usuwanie resztek k徙ieli odt逝szczaj帷ej). Sprawno嗆 p逝kania mo積a dodatkowo zwi瘯szy zapewniaj帷 mieszanie powietrzem oraz instaluj帷 nad wannami p逝cz帷ymi dysze natryskowe, co najmniej nad ostatni z trzech wanien p逝cz帷ych po odt逝szczaniu i/lub aktywacji.

Przechodz帷 w dalszej kolejno軼i do etapu z這cenia (etap nr 10) istotne jest zapewnienie odpowiednich parametr闚 prowadzenia procesu, o kt鏎ych mowa b璠zie w dalszej cz窷ci niniejszego rozdzia逝, oraz w豉軼iwej obj皻o軼i i ilo軼i wanien oraz powierzchni anod dostosowanych do przewidywanego obci捫enia k徙ieli, odpowiedniego systemu mieszania, ogrzewania i filtracji k徙ieli. Istotne jest stosowanie odpowiedniego czasu odcieku k徙ieli z detali opuszczaj帷ych wann(zazwyczaj maksymalnie do 10 s). W niekt鏎ych przypadkach nad wann instaluje si r闚nie dysze natryskowe zasilane wod demineralizowan lub zawarto軼i p逝czki odzyskowej. W szczeg鏊no軼i mo瞠 by to uzasadnione w przypadku k徙ieli eksploatowanych w podwy窺zonej temperaturze, w kt鏎ych uzupe軟iane s w ten spos鏏 straty zwi您ane z parowaniem. Mo積a stosowa r闚nie system mechanicznego poruszania zawieszek nad wann procesow do z這cenia w celu usprawnienia ociekania k徙ieli z detali oraz z zawieszki. W przypadku proces闚 prowadzonych w du瞠j skali bardzo pomocne mo瞠 by zainstalowanie dozownik闚 dla ciek造ch dodatk闚 organicznych stosowanych do uzupe軟iania k徙ieli.

Kolejnymi, niezwykle istotnymi etapami procesu technologicznego, z punktu widzenia ekonomiki procesu, s p逝kania odzyskowe. W przypadku z這cenia, ze wzgl璠u na wysok warto嗆 metalu, stosuje si zazwyczaj dwie p逝czki odzyskowe - etapy nr 11 i 12 na przedstawionym powy瞠j schemacie. K徙iel do z這cenia jest cz瘰to uzupe軟iana z p逝czki odzyskowej nr I (tu po z這ceniu, etap nr 11), p逝czka odzyskowa nr I jest natomiast uzupe軟iana z p逝czki odzyskowej nr 2, ta z kolei powinna by uzupe軟iana wod demineralizowan. W ten spos鏏 zawracamy cz窷 z這ta straconego na skutek wynoszenia z k徙ieli z這c帷ej na detalach. Interesuj帷ym rozwi您aniem jest podgrzewanie p逝czki odzyskowej nr I (tu po procesie z這cenia), dzi瘯i czemu zat篹amy jej zawarto嗆, a wi璚 i st篹enie Au, na skutek odparowania. Zar闚no to rozwi您anie jak i sam fakt uzupe軟iania k徙ieli z p逝czki odzyskowej ma jednak r闚nie swoje wady. Opr鏂z z這ta p逝czka odzyskowa zawiera zanieczyszczenia wynoszone z k徙ieli, kt鏎ych st篹enie r闚nie zwi瘯sza si z czasem, zw豉szcza w przypadku stosowania podgrzewania. Wykorzystywanie roztworu z p逝czki odzyskowej nr I do uzupe軟iania k徙ieli mo瞠 wi璚 mija si z celem ze wzgl璠u na mo磧iwo嗆 zanieczyszczenia k徙ieli. Niemniej zat篹anie zawarto軼i p逝czki odzyskowej przez odparowanie mo瞠 okaza si pomocne, gdy chcemy odzyskiwa z這to bezpo鈔ednio z p逝czki, np. stosuj帷 metody chemiczne lub 篡wice jonowymienne.

Kolejne p逝czki, po p逝kaniu odzyskowym, maj na celu usuni璚ie resztek k徙ieli z obrabianych detali, kt鏎e z czasem mog造by powodowa przebarwienia pow這k. Stosuje si w tym przypadku mieszanie wody powietrzem oraz dysze natryskowe nad wannami.

Stopie wyposa瞠nia poszczeg鏊nych wanien w urz康zenia dodatkowe - grza趾i z uk豉dem stabilizacji temperatury, filtry, dozowniki, wyci庵i, dysze natryskowe nad wannami - zale篡 w du瞠j mierze od skali procesu. Im wi瘯sza, tym bardziej op豉calne jest stosowanie dodatkowych urz康zen wspomagaj帷ych. Cz瘰to jest to wr璚z niezb璠ne . Prowadzenie k徙ieli w ma貫j skali, rz璠u 10 l, nie wymaga natomiast stosowania wszystkich wymienionych powy瞠j rozwi您a

Ekonomiczna eksploatacja k徙ieli do z這cenia wymaga w szczeg鏊no軼i dok豉dnej kontroli szybko軼i nak豉dania metalu. W przypadku zbyt du瞠j szybko軼i osadzania nara瘸my si na straty z這ta na skutek nak豉dania zbyt grubych pow這k. Z drugiej strony zbyt niska szybko嗆 nak豉dania, prowadz帷a do osadzania zbyt cienkich pow這k, pogarsza parametry funkcjonalne nak豉danych warstw, cho熲y takie jak odporno嗆 na 軼ieranie. Mo瞠 te prowadzi do osadzania wadliwych pow這k z這ta. Poci庵a to za sob straty finansowe zwi您ane z konieczno軼i odrzucenia detali z wadliwych pow這k b康 te- je瞠li to mo磧iwe - z kosztami regeneracji wyrobu i/lub odzysku z這ta.

Jak powszechnie wiadomo, praktycznie w przypadku wszystkich k徙ieli do z這cenia szybko嗆 nak豉dania pow這ki, wyra瘸na najcz窷ciej w mikrometrach nak豉danej pow這ki na minut(um/min) lub w miligramach osadzonego metalu na minut(mg/min), zale篡 w najwi瘯szej mierze od g瘰to軼i pr康u, temperatury k徙ieli oraz od st篹enia tego metalu w elektrolicie. Znaczenie ma r闚nie intensywno嗆 mieszania k徙ieli, jej pH, zawarto嗆 sk豉dnik闚 stopowych, st篹enie dodatk闚, zanieczyszcze oraz wiele innych czynnik闚.

W przypadku doboru g瘰to軼i pr康u du膨 rol odgrywa dok豉dne oszacowanie powierzchni geometrycznej pokrywanych wyrob闚. Istotne jest wykorzystywanie zasilaczy o niskim t皻nieniu resztkowym, pozwalaj帷ych na precyzyjn regulacj nat篹enia pr康u wyj軼iowego. Niezale積ie od tego, jak bardzo dok豉dnie zostanie ustalona powierzchnia wyrob闚 i tym samym jak precyzyjnie dobierze si g瘰to嗆 pr康u, warto weryfikowa szybko嗆 nak豉dani pow這ki przez pomiary jej grubo軼i , np. metod spektrometrii fluorescencji rengenowskiej (XRF), lub przez pomiar masy wyrob闚 przed i po na這瞠niu pow這ki. Szybko嗆 nak豉dania w wi瘯szym lub mniejszym stopniu b璠zie odbiega od teoretycznej wynikaj帷ej z zastosowanej g瘰to軼i pr康u. Jest to naturalne i spowodowane zazwyczaj niedoskona這軼i metody szacowania powierzchni, zw豉szcza w przypadku wyrob闚 o skomplikowanych kszta速ach. R騜nice mog wynika r闚nie z faktu, 瞠 warunki prowadzenia procesu zawsze b璠 nieco odbiega od zalecanych technologi m.in. wahania temperatury, zmiany st篹enia Au i innych w豉軼iwo軼i k徙ieli w trakcie pracy. Weryfikacja szybko軼i nak豉dania przez pomiar grubo軼i pow這ki lub pomiar masy pozwala na wprowadzenie odpowiednich poprawek do za這穎nych pocz徠kowo parametr闚 prowadzenia procesu, najcz窷ciej czasu nak豉dania pow這ki, tak, aby uzyskiwa 膨dan grubo嗆 na這穎nej pow這ki. Nale篡 jednak pami皻a, 瞠 w przypadku pomiaru grubo軼i niezb璠ne jest wykonanie odpowiedniej liczby pomiar闚 na ca造m wyrobie, aby uzyska warto嗆 reprezentatywn(r騜na grubo嗆 pow這ki nak豉danej na powierzchniach eksponowanych i w zag喚bieniach), a w przypadku pomiaru masy - ilo嗆 pokrywanych wyrob闚 oraz dok豉dno嗆 stosowanej wagi musi by odpowiednio du瘸.

Temperatura k徙ieli wymaga przede wszystkim dok豉dnej kontroli, polegaj帷ej na cz瘰tym sprawdzaniu za pomoc niezale積ego termometru o potwierdzonej dok豉dno軼i pomiaru, np. przez wzorcowanie. Bardzo pomocne s w tym przypadku grza趾i wyposa穎ne dodatkowo w czujnik z automatycznym uk豉dem regulacji i stabilizacji temperatury. Niemniej r闚nie takie uk豉dy charakteryzuj si pewn bezw豉dno軼i, co powoduje wahania temperatury wok馧 nastawionej warto軼i optymalnej.

Kolejnym, spo鈔鏚 trzech czynnik闚 maj帷ych najwi瘯szy wp造w na szybko嗆 nak豉dania z這ta, jest zawarto嗆 tego metalu w k徙ieli. Wa積e jest utrzymanie st篹enia z這ta na odpowiednim i stosunkowo sta造m poziomie. Sprzyjaj temu cz瘰te oznaczenia zawarto軼i tego pierwiastka z wykorzystaniem dok豉dnych metod analizy, np. atomowej spektrometrii absorpcyjnej. Z punktu widzenia jako軼i nak豉danych pow這k istotna jest r闚nie kontrola proces闚 przygotowania pod這瘸 - odt逝szczania i aktywacji.

Na koniec warto zwr鏂i uwag na czysto嗆 k徙ieli znajduj帷ych si w poszczeg鏊nych wannach, kt鏎a jest szczeg鏊nie istotna w przypadku nak豉dania pow這k metali szlachetnych, zw豉szcza z這ta. Czyste p逝czki oraz k徙iele do odt逝szczania i aktywacji powoduj, 瞠 r闚nie sama k徙iel z這c帷a zawiera mniej zanieczyszcze, gdy nie s one wnoszone z poprzednich proces闚 obejmuj帷ych przygotowanie powierzchni. Warto wi璚 zadba o przykrywanie poszczeg鏊nych wanien, zw豉szcza wanny z elektrolitem do z這cenia, na czas przestoju linii. Zalecane jest r闚nie wyjmowanie anod z wanien do z這cenia, kiedy ta nie pracuje przez d逝窺zy okres czasu. Istotna jest r闚nie regularna kontrola odt逝szczania i aktywacji oraz ich uzupe軟ianie i wymiana, gdy to od ich sprawno軼i zale篡 ilo嗆 zanieczyszcze wnoszonych na detalach do k徙ieli z這c帷ej.