Galvaniseren

Galvaniseren is het langs elektrolytische weg aanbrengen van een hechtende metaallaag op een elektrode met het doel het oppervlak daarvan eigenschappen of afmetingen te geven, afwijkend van die van het grondmetaal (ISO 2080).

Hoe ziet het galvaniseer proces eruit?

Het elektrolytische proces speelt zich af in waterige oplossingen van zuren, basen en hun zouten (elektrolytoplossingen), over het algemeen bij temperaturen van 20 tot 100 °C. In de elektrolytoplossing, waarin de metaallaag op het voorwerp wordt aangebracht, bevindt zich het betreffende metaalzout.

In het procesbad hangen langs de wand(en) de anoden van het aan te brengen metaal of van een inert materiaal en midden daartussen bevindt zich de kathodestang met daaraan de te galvaniseren voorwerpen. De anode (pluspool) en kathode (minpool)zijn aangesloten op een gelijkstroombron (gelijkrichter). Bij gelijkstroomdoorvoer worden de metaalionen aan de kathode ontladen en neergeslagen op het grondmateriaal als groeiende kristallen. Er vindt aangroei plaats op de kristalstructuur van het grondmateriaal. Tegelijkertijd gaat het metaal van de anode in de vorm van metaalionen in oplossing.

Het totale galvanisatieproces vraagt voor het aanbrengen van de deklaag altijd een voorbehandeling (ontvetten en beitsen) en eventueel een nabehandeling (passiveren) om tot het gewenste resultaat te komen. De uitvoeringsvormen van de galvanotechniek zijn divers en afhankelijk van het voorwerp dat moet worden behandeld. De meest gangbare techniek is hangwerk dat in baden wordt behandeld maar ook trommelwerk, jet plating, continu galvaniseren, tampongalvaniseren, etcetera zijn technieken die hun specifieke toepassing vinden.

Galvaniseren of verzinken?

Verzinken is de bekendste vorm van galvaniseren. Dit is vaak de reden dat de termen door elkaar worden gehaald. Verzinken is een galvanotechniek waarbij de corrosieweerstand van een voorwerp wordt verbeterd. Galvaniseren is daarentegen een overkoepelende term die veel meer technieken bevat.

Toepassingen van galvaniseren

• Corrosiebescherming
  • De meest gebruikte metalen, zoals staal, messing en koper worden snel aangetast door de omgeving waarin ze worden gebruikt. Bij corrosiewering door de galvanisch aangebrachte metaallaag zijn er twee mogelijkheden. Een van de mogelijkheden is corrosiewering waarbij het grondmateriaal volkomen wordt afgesloten door een metaallaag, die een betere weerstand heeft tegen corrosie dan het grondmateriaal. Het vernikkelen van staal is daar een voorbeeld van. De nikkellaag moet dan wel voldoende dik zijn en mag geen poriën bevatten. Corrosiebescherming door het aanbrengen van een metaallaag die gemakkelijker door corrosie wordt aangetast dan het grondmetaal is de tweede mogelijkheid. Deze deklaag offert zich op en beschermt het grondmateriaal. Een voorbeeld is een zinklaag op staal. Deze laag is ook nog werkzaam als hij beschadigd of poreus is. Door dit opofferen wordt de zinklaag verbruikt. Als deze op is, is er geen bescherming meer. Dit wordt echter weer vertraagd door het zink te passiveren met een metaaloxidefilm zoals blauw- of geelpassiveren, waarmee het zink een gekleurd of iriserend oppervlak krijgt
• Verfraaing van het uiterlijk
  • Verfraaiing is een van de belangrijkste toepassingen van de galvanotechniek. Een fraai uiterlijk moet echter ook mooi blijven en gaat daarom meestal samen met corrosiewering. Het fraaie uiterlijk kan hoogglanzend, halfglanzend of mat zijn, maar het moet in ieder geval gelijkmatig zijn.

• Geleidbaarheid
  • Het verbeteren van de oppervlaktegeleidbaarheid is een toepassing van de galvanotechniek die in de elektrotechniek en in de elektronica veel voorkomt.
• Reflecterend vermogen
  • Wanneer licht op een voorwerp valt wordt een deel ervan geabsorbeerd en de rest wordt teruggekaatst (gereflecteerd). Hoeveel licht er wordt teruggekaatst hangt af van de oppervlaktegesteldheid van het soort materiaal. Zilver is een metaal dat zeer veel licht terugkaatst. Het terugkaatsen van licht kan op verschillende manieren gebeuren. Wordt het opvallende licht in alle richtingen teruggekaatst, dan ontstaat een doffe, matte indruk. Vindt de terugkaatsing in één richting plaats, dan wordt de indruk van een glanzend oppervlak verkregen. Zo’n oppervlak spiegelt; er is sprake van spiegelende reflectie. Het reflecterend vermogen van een oppervlak is afhankelijk van de metaalsoort.
• Soldeerbaarheid
  • Sommige metalen zijn moeilijk te solderen. Dat komt omdat deze metalen geen legering met het gesmolten soldeer kunnen vormen. Wordt op zo’n metaal een laagje van een ander metaal aangebracht, dat wel een legering vormt, dan verbetert daardoor de soldeerbaarheid.
• Slijtvastheid
  • Er zijn twee methoden om de slijtvastheid op te voeren, namelijk door hardere deklagen aan te brengen op een zachtere ondergrond of deklagen te gebruiken met bepaalde zelfsmerende eigenschappen.
• Hardheid
  • De bekendste harde toplagen zijn hardchroom en hardnikkel. Ook stroomloze nikkellagen, bestaande uit een nikkel-fosforlegering worden gebruikt. Die laatsten kunnen door een warmtebehandeling harder worden gemaakt. Stroomloze nikkellagen worden ook wel chemisch – of autokatalytisch nikkel genoemd (Engels: Electroless Nickel plating).
• Zelfsmerend vermogen
  • Een goede smering kan bijvoorbeeld worden verkregen door hardchroomlagen poreus te maken, waardoor deze olie kunnen opzuigen. Hierdoor wordt de smering verbeterd waardoor minder slijtage optreedt.
• Maatvoering
  • Door een dikke galvanische laag aan te brengen, kunnen aan een voorwerp andere afmetingen worden gegeven. Denk hierbij aan versleten machine-onderdelen die weer op maat moeten worden gebracht en ook bij onderdelen die maatafwijkingen hebben zodat ze eigenlijk niet bruikbaar zijn. Hierbij kunnen dikke lagen van hardchroom, hardnikkel worden aangebracht, die door slijpen of afdraaien nauwkeurig aan de maat kunnen worden gemaakt.

Kosten

De kostprijs van het galvaniseren wordt over het algemeen bepaald door de loonkosten, materiaalkosten en vaste kosten. De loonkosten maken vaak het grootste deel van de kostprijs uit. Factoren die de kostprijs van de oppervlaktebehandeling in meer of mindere mate kunnen beïnvloeden zijn:

• hanteerbaarheid;
• materiaal;
• vorm;
• materiaaloppervlak;
• conservering;
• type oppervlaktebehandeling;
• seriegrootte;
• wijze van aan- en aflevering;
• levertijd.