重要性

電気メッキによる金属のコーティングは、最も広く普及した方法です。生産と電気メッキの工程の効率性を向上させるために、新しい電解液、温度上昇、電流密度の増加が用いられます。これには、腐食耐性の高い基準を満たす構造材料と設備が必要です。技術的性能の改善に加えて、装置の使用寿命を最大限に延ばすことが非常に重要です。これはライニングおよび構造材料の品質に依存します。装置の安全な運用のための材料は数多く存在しますが、耐久性と強度に関連する問題はいまだに解決されていません。鉛はクロムや他の酸性電解液で化学耐性を持ちますが、機械的損傷を受けやすいです。鉛のライニングが損傷した場合、浴槽の本体が激しい腐食を受けます。

代替材料

酸に強い塩化ビニールでライニングされた鋼製の浴槽は、ニッケルメッキ、銅メッキ、亜鉛メッキなどの工程で使用されます。しかし、温度が高すぎると、塩化ビニールは熱膨張で割れることがあり、鋼の6倍の熱膨張率が原因です。ライニングの一体性が損なわれ、特に溶接接合部で、後に浴槽材料が溶け、腐食の影響を受けたり、電解液が汚染されたりします。電解液に腐食成分（重金属の不純物）が少量でも混入すると、コーティングの品質が急激に低下することがあります。これに対抗するため、ライニングにゴムが使用されますが、ゴムも劣化と亀裂が早いため効果が乏しいです。また、ライニングやゴムコーティングのプロセスは、特定の金属に対する接着性が低いためコストがかかります。化学的に耐性のあるゴム、塩化ビニールラッカーまたはテープを使用した吊り具の絶縁および保護技術では、2〜3ヶ月間の使用が可能です。吊り具を頻繁に交換または修理することは非常に手間がかかり、経済的に非効率的です。

チタンの耐腐食性

ほとんどの電解液で高い耐腐食性を示す材料の中で、チタン合金が最も使用に適しています。チタンはアルカリ、中性および酸性の電解液での腐食に対して耐性があります。75°Cでの10％硫酸溶液には耐久性がありますが、濃度が18〜20％に上がると急速に腐食が始まります。ただし、電解液に硝酸またはその塩を防腐剤として添加すると、チタンの腐食が防げます。この場合、金属表面に酸化皮膜が形成され、溶解を防ぎます。チタンはフッ化水素酸およびホウフッ化水素酸を含む電解液では急速に腐食します。それ以外の場合、電気メッキにおける保護コーティングとしてのチタンの使用は非常に有望です。

電気鋳造装置

初期処理と電気メッキの施行には、バス、アノードバスケット、カソードドラム、加熱コイル、吊り具、熱交換器、配管、フィルター、ポンプなどが使用されます。

バス

電着用のチタンバスは、VT1-0合金で製造されます。この技術は長い間、コムュナル自動車工場やザポロージェの計測器製造工場で使用されています。チタンを電着用バスに使用することで、その寿命を5〜7倍に延ばします。メリトポルのエンジン製造工場では、従来の鋼製および鉛製バスの代わりにVT1-0合金のバス3つを設置することで、使用寿命の延長、減価償却費の削減、電解液コストの削減、労働負担とエネルギー消費の減少を達成し、年間収益の指標を大幅に向上させることができました。

銅メッキ、ニッケルメッキ、カドミウムメッキ、黄銅メッキ、亜鉛メッキ、銀メッキのプロセスで使用される電解液では、フッ化水素酸およびホウフッ化水素酸の溶液を除いて、チタンはほとんど腐食しません。また、電流の非接続時の腐食速度の違いのため、フッ素イオンを含む環境とともにチタンを使用することは望ましくありません。

浴槽の交換について ビニプラストや鉛で裏打ちされた炭素鋼製の浴槽をチタン製の浴槽に交換することは、生産プロセスの安定化において有意義です。これにより、定期的な修理作業の頻度が減少し、電解液の清浄さが維持され、コーティングの品質が向上し、特に温度や酸性度のバランスを調整することが可能になります。チタン合金は腐食に対する優れた耐性を持っているため、壁の厚さを半分以下に減らすことができ、ビニプラストで裏打ちされた炭素鋼製の浴槽とチタン製の浴槽は、コスト的にほぼ同等になります。 アノードバスケットについて ニッケルめっき、亜鉛めっき、銅めっき用の浴槽には、電解アノード、鋳造アノード、圧延アノードの3種類が使用されます。圧延アノードは均一に溶解し、電解アノードは溶解が激しくスラッジが生じやすいです。スラッジの悪影響を最小限に抑えるため、アノードは酸で処理された特殊な袋に入れて保管され、廃棄物はアノードの20-30%にとどまります。チタン製のアノードバスケットの使用は非常に有望です。1959年にフォード社は初のチタン製アノードバスケットを導入し、設備のメンテナンス費用を大幅に削減し、日々の稼働時間を4時間延長することに成功しました。 アノードバスケットは、作業システムの全体的な生産性を向上させる役割を担っています。新しいアノード材料を追加する際に、浴槽の溶液を排出せずに済みます。アノード材料はほぼ完全に使用され、一定の密度を保ち、最大限の効果を発揮します。1959年以来、チタンバスケットはシアン化銅めっき、酸性銅めっき、シアン化白銅めっき、光沢ニッケルめっきで使用されています。その導入により、完全に溶解するアノードを実現しました。 VT1-0合金について メルトポリスエンジン工場でのVT1-0チタン合金製のアノードバスケットの採用により、ニッケル部品の生産における年間経済指標が大幅に向上しました。この技術導入前はアノードの70%しか使用していなかったのに対し、100％使用できるようになりました。また、銅製のフックは不要になり、アノードの交換にかかる労力も削減されました。 ザポロジェ工場「コムニャール」では、ニッケルアノードの消費を大幅に削減し、電解液調整も簡単になりました。VT1-0チタンバスケットにより、利益とアノード消費の不均衡（30%の未使用アノード）が是正されました。 特別なフック付きアノードバスケットは、厚さ0.8-1ミリのチタンシートから作られ、低熱伝導率と電流密度（1A/dm以下）に基づいて設計されています。 錫めっきについて 高速錫めっきプロセスにおいては、グラニュー状のスズをアノードとして使用するチタンバスケットが使用されます。このアノード材料により、アノード表面全体に均等に電流が分布し、めっき効率が向上します。 経済的効果について さまざまな設計のチタンバスケットは、ニッケルめっき、錫めっき、銅めっき、亜鉛めっきにおいて高い人気を誇ります。これは、アノード材料を完全に利用し、高価な材料であるニッケル、スズ、銅を節約できるためです。また、より安価なインゴット、グラニュー、スラグを使用でき、圧延されたアノードの代替品として費用対効果が高いです。 熱交換器について 電解プロセス中に金属堆積の品質を確保するためには、温度の安定性を保つ必要があります。現在でも、鉛、鉛めっき炭素鋼、ステンレス製のヒーターとコイルがよく使用されていますが、電解液中の化学的な侵食と高温により、2-3か月で故障します。その結果、ヒーターの交換や修理のために温度バランスが乱れ、設備の運用コストが増加します。

熱交換機器におけるチタンの使用は、上述の材料と比較してより有利です。これは、チタンの西洋生産における人気の増加を説明しています。例えば、イギリスの会社「ディーンプロダクツインコーポレイテッド」は、自社開発によるチタン製のパネルを製造しており、電解質の加熱に使用されています。アメリカの会社「インペリアルケミカルインダストリーズ」は、チタン製のコイルを製造し、アメリカの社会「コンティメット」は、さまざまな種類の電解質を加熱するためのチタン熱交換器を製造しています（クロムも含む）。熱交換器の外部表面に腐食生成物がないため、必要な熱伝達特性が、加熱面積を最大45％削減することで達成されます。これは否定できない利点です。

収益性

鉛や鋼鉄と比べて熱伝導率が半分であっても、チタンは非常に高い腐食および機械強度を持つため、ヒーターのパイプを非常に薄い壁で作ることを可能にします。これにより、鉛めっき炭素鋼やステンレス鋼のコイルと、VT1-00やVT1-0チタン合金製の装置の価格が等しいことが示されます。さらに、チタン合金を使用することで、設備の運用コストを大幅に削減し、運用寿命を4〜6倍に延ばすことができます。

通常のクロムめっき浴槽でも、チタン製のコイルは長年使用することができます。ザポロージェの「コミューン」工場では、クロムめっきのための電解質加熱に3メートルの長さでØ2.5ミリメートルのチタン製のヒーターが使用されており、これにより従来7メートルの長さでØ6ミリメートルの古い鉛製コイルが置き換えられました。このタイプの装置は、4年間の運用で貴重ないくつかの経済的利点を提供しました。チタン製のヒーターは、タンボフ機械工場の多くの自動ラインでも使用されています。

吊り具と器具

チタンは、アルミニウムおよびその合金で作られた部品の陽極酸化の吊り具製作にも広く使用されています。アルミニウム製の単純なフレームは非常に速く酸化して崩壊し始めます。その寿命を延ばすには、4〜6週間ごとにアルカリ環境に晒す必要があります。このような使用条件でチタン製のフレームは、数年後でも開始される破壊の兆候を示さないため、理想です。チタン製吊り具は、錫めっきや亜鉛めっきプロセスでも高品質を証明しています。それらは腐食を受けず、素材の損失を防ぎ、部品の寿命を延ばし、修理コストを削減します。

溶接

チタンの吊り具やフレームの製造は非常に簡単です。ただし、一つの制約があります。硬質および軟質のはんだで接合するのは禁じられています。ボルトやリベットで結合するのも避けるべきで、電気の導通で問題が生じる可能性があります。溶接を使った結合が最も信頼性があります。

道具

英国の会社の一つは、洗濯機の製造に特化しており、アルミニウム部品の陽極酸化用にチタン製の道具を60以上、チタンチップを持つアルミニウム器具を400以上技術装備に持っています。電極吊り具の修理は高価で、時間がかかり、手間を要します。チタン製の部品を使用することで、修理の回数を最小限に抑えることができます。さらに、チタンは長期間にわたり優れた電動性を維持します。

使用経験

ザポロージェの電機工場や「コミューン」工場では以前、アルミニウム製の吊り具がアルミニウム部品の陽極酸化と電解研磨で使用されていました。吊り具の寿命はわずか1か月でした。しかし、チタン製吊り具を導入したことで、寿命を1年以上に延ばすことができました。数量としては、1年で15のチタン製吊り具の代わりに816のアルミニウム製吊り具が必要です。

英国の会社「アイシィ」は、新プロジェクトを開発し、さまざまな複雑さのチタン製吊り具を製造しています。彼らの製品は千サイクルの後でも、吊り具の全断面のわずか0.025の腐食しかありません。

ドイツの企業「リーデル」、「ブラスバーグ」などは、硫酸ベースの電解質（主に陽極酸化時）で異なる吊り具構造を積極的に使用しています。チタンまたはチタンコンタクトを持つアルミニウム製の吊り具が最も一般的に使用されていますが、全チタン製の構造はより成功しています。

換気システムの設置に使用されるチタン製設備も、運用と修理のコストを削減し、作業品質を向上させ、設備の寿命を延ばすことに貢献します。チタン換気システムの設置は、標準の鋼鉄製換気の2〜3倍の費用がかかりますが、チタンは5〜6倍長く使用できます。ザポロージェの自動車工場は、1年以上にわたりチタン製の換気システムを成功裏に使用しています。

汚染の問題

金属めっきを専門とする工場の生産能力が増加すると、有害な成分（酸およびその塩）を含む排出水の浄化プロセスにより注意を払う必要があります。これには、金属の酸洗いや陰極側のクリーニングによって生成される酸化物などが含まれます。亜鉛めっきや銅めっきなどの浴槽では、多量の金属アルカロイドや毒性シアン化物が存在し、その濃度は0.1mg/l以下、クロム浴槽ではその含有量は0.5mg/lを超えてはなりません。

排水のスラグや毒素を除去するために、特別な中和装置が使用されています。これらの有害物質に加えて、排水は浄化システムや排水システム自体に攻撃的に影響を与える化学的化合物を多量に含んでいます。浄化ステーションが新たに建設されるか大規模な修繕を受ける場合、処理された物質の捕集タンク、排水パイプ、ポンプ装置および制御バルブはチタンで製造されることを推奨します。この金属の使用は、運用の耐久性を高め、全システム設備の寿命を延ばします。

ザポロージェの変圧器工場での10立方メートルの容量のこうした排水処理システムは、クロムと関連化合物の高濃度の排水を処理するために建設され、数年間成功裏に機能しています。捕捉浴槽や排水パイプでの腐食破壊の事例は、全期間を通じて一度もありませんでした。

結論

チタンガルバニック構造の使用経験は、チタン製部品の使用が理にかなっていることを示しています。これには、信頼性、品質、耐用年数、および経済的有効性が含まれています。チタン製の設備使用は、企業の進歩性、現代のトレンドの追跡、生産性指標の向上、労作負担の軽減、補修作業の減少、コーティング品質の向上、電解質、水、電力、蒸気の節約、生産サイクル時間の短縮、設備の耐久性の向上、労働条件の改善、生産カルチャの向上を示すものです。

購入、価格

Evek GmbHは、最適な価格で金属製品を提供します。価格は、LME（ロンドン金属取引所）のレートを考慮に入れ、製造の技術的特徴に基づいて決定され、追加コストは含まれていません。チタンおよびその合金製品を幅広く提供しています。すべての製品には、標準要件への適合性を示す品質証明書が付属しています。当社では、大規模生産向けにさまざまな製品を卸売りで購入できます。幅広い選択肢と、当社のマネージャーによる包括的なコンサルティング、手頃な価格、迅速な配送が当社の特徴です。卸売購入には割引制度があります。