Technologie byla vyvinuta v první polovině minulého století a od té doby prošla řadou výrazného rozšíření a významného zdokonalení. Princip však zůstal zachován.
Principem je vylučování různých kovů nebo jejich slitin na vodivé materiály pomocí stejnosměrného proudu, tamponu a elektrolytu. Jedná se o stejný proces jako v běžné galvanice. Jediným rozdílem je, že pokovovaný předmět, nebo jeho část, není ponořena do elektrolytu, ale vylučování povlaku je realizováno ručně, pomocí tamponů. Tak jak je z obrázku obr. 1 patrné, je tampon vodivě propojen s +pólem a pokovovaný díl s –pólem stejnosměrného zdroje proudu.
Obr. 1 – Schema tamponového pokovu
Technologii lokálního, tamponového, pokovení dělíme podle velikosti tamponu a použití na:
– dekorativní;
– funkčně-technickou.
Dekorativní tamponový pokov
Dekorativní technologie nachází své uplatnění hlavně v bižuterním a ozdobnickém průmyslu (obr. 2). Své využití má také ve výrobě vícebarevných šperků. Vlastní tampon je ve formě „pera“ opatřeného vlhkým polopropustným hrotem vodivě propojeným s +pólem stejnosměrného zdroje. V průběhu procesu se hrot pravidelně zvlhčuje namáčením do pracovního roztoku, nebo je součástí pera kapsle naplněná opět pracovním roztokem, ze které je hrot průběžně zvlhčován.
V dekorativní technologii se většinou neklade význam na tloušťku vyloučeného povlaku. Hodnotí se vzhled, barevnost a reliev povlaku. Vytváří se dvoubarevné či vícebarevné povlaky, které by jinou technologií nebylo možné docílit. Před vlastním tamponovým pokovem musí předcházet, tak jako v běžném galvanické procesu, dokonalá předúprava. To je důkladné odmaštění povrchu a jeho aktivace. Předúprava se v těchto případech většinou provádí bez použití tamponů.
Obr. 2 – Souprava pro dekorativní tamponový pokov
Funkčně technický tamponový pokov
Funkčně-technická technologie má své široké uplatnění v různé škále průmyslových odvětví. Základ tamponu tvoří grafitová anoda různých tvarů a velikostí uzpůsobených geometrii pokovovaného dílu. Na grafitovou anodu je navlečen speciální bavlněný tampon, který je zvlhčen pracovním roztokem. Anoda je opět vodivě propojena vodičem na +pól stejnosměrného zdroje. V průběhu pokovu je tampon pravidelně ručně namáčen do pracovního roztoku nebo může být kontinuálně pracovní roztok pomocí malého čerpadýlka přikapáván na tampon a odpadne pravidelné ruční namáčení.
Při vytváření funkčně technických povlaků je nutné také provést dokonalou předúpravu. V těchto případech se již realizuje pomocí tamponů. Pro každou operaci, tj. pro odmaštění, moření, aktivaci a pro každý povlak, pokud je více vrstvý, tak i pro každou vrstvu, potřebujeme vždy nový tampon. To vyžaduje mít pro každý tvar dílu řadu tvarově stejných grafitových anod. Při výrobě většího počtu pokovovaných dílů dochází k opotřebení bavlněného tamponu navlečeného na grafitové anodě. Ten je nutné vyměnit za nový, grafitovou anodu lze opakovaně použít. Velice důležitou roli ve funkčním pokovení má zdroj stejnosměrného proudu. Jeho součástí musí být ukazatel a regulace napětí, ukazatel proudu a ampérhodinové počítadlo. Dále zdroj musí umožňovat přepínání polarity, či-li reverzaci proudu (obr. 3). Pro vyloučení předem zvolené tloušťky povlaku je nutné vypočítat požadované množství potřebných ampérhodin. K tomuto výpočtu slouží rovnice (1)
Ah = P × f × h (1)
Ah – počet amperhodin ( Ahod )
P – plocha dílu (cm2)
f – faktor elektrolytu
h – tloušťka vrstvy povlaku (µ)
Obr. 3 – Zdroj stejnosměrného proudu
Legenda:
1 zapnutí / vypnutí
2 ukazatel nastaveného napětí (V) – úprava ovladačem č. 6
3 ukazatel aktuálního proudu (A)
4 ukazatel spotřebovaných ampérhodin
5 nulovač Ampérhodin
6 ovladač na nastavení napětí k displeji č. 2
7 připojení drátu KATODY – (zboží)
8 připojení drátu ANODY + (tampón)
9 přepínač pólů nanášení/leptání – vždy nechávat na Normal (nanášení)
V současné době je na trhu k dispozici cca 250 druhů různých funkčních elektrolytů pro tuto technologii. Každý elektrolyt na svém štítku, mimo výrobních údajů, má také údaje o maximální možné použitelné proudové hustotě v A/cm2 na anodě (Jmax), maximální množství doporučené použití ampérhodin na 1 l funkčního elektrolytu a tzv. faktor elektrolytu (f). S použitím těchto údajů je nutné také spočítat maximální použitelný proud pro vlastní pokov: viz rovnice (2).
Imax = jmax × Panod. (2)
Imax – max. dovolený proud (A)
Jmax – max. dovolená proudová hustota (A/cm2)
Panod. – plocha anody (cm2)
K dobrému výsledku tamponového pokovení je nutné dodržet určité zásady, která tato technologie vyžaduje. Ty lze shrnout do několika základních bodů:
– udržovat vše v čistotě;
– tampon neodkládat na špinavou plochu – po ukončení práce vracet zpět do elektrolytu;
– proces provádět při teplotě min. 16 °C a vyšší;
– mít vždy nastavené správné napětí;
– provést správný výpočet Ahod. na požadovanou vrstvu;
– jeden druh elektrolytu nesmí kápnout do druhého elektrolytu, pokud kápne s elektrolytem dále nepracovat a vyměnit ho;
– nepřekračovat povolenou práci s elektrolytem – Ahod./litr;
– na usměrňovači musí být v průběhu pokovu stálé, nekolísavé napětí;
– při práci stále rovnoměrně pohybovat tamponem – nepřerušovat pohyb po povrchu dílu.
Tamponová galvanizace není sice „všelékem“, ale lze ji použít (a také se používá) v nejrůznějších odvětvích průmyslu. Jednak při poškození velkých nebo složitých sestav dílů, kdy je demontáž a klasická oprava téměř nemožná, či by byla enormě nákladná. Mezi typické způsoby použití patří opravy průměrů ložisek sacích válců, u sušících válců opravy průměrů ložisek hlavy, opravy povrchových vad způsobené údržbou, dále u čerpadel opravy pouzder ložisek, opravy otvorů oběžných kol, čepů ložisek hřídelů a těsnících ploch, u elektromotorů opravy pouzder ložisek, čepů rotorů, komutátorů a sběrnic.
Takřka výhradně se používá tamponová galvanizace na opravu válců tiskařských a papírenských strojů, kde se oprava provádí bez demontáže přímo na válcích těchto zařízení.
Další významné použití funkční tamponové galvanizace je při pokovu jednak velkých dílů, u kterých se pokovuje jen malá část celkové plochy dílu, a dále dílů, jejíž maskování před pokovením by bylo velmi složité a nákladné. S úspěchem lze rovnoměrně pokovovat i rotující díly, kdy pouze k otáčejícímu dílu přiložíme pracovní tampon (obr 4 a 5).
Obr. 4 – Tampon pro funkčně technické pokovení
Obr. 5 – Ukázky použití funkční tamponové galvanizace
Závěr
Závěrem lze konstatovat, že „stará” a vyzkoušená známá technologie tamponového pokovení nachází i v nové době významné využití.