Wat is galvaniseren of galvanotechniek en waar wordt deze techniek voor gebruikt?

Galvaniseren is een techniek die kan worden gebruikt voor het aanbrengen van een corrosiebestendige metaallaag over metalen die corrosiegevoelig zijn. Galvaniseren wordt ook wel galvano, galvanotechniek of elektroplating genoemd. Voor deze techniek wordt gebruik gemaakt van elektriciteit. Galvaniseren kan doormiddel van elektrolytisch verzinken gebeuren. Hierbij wordt een zinklaagje aangebracht op bijvoorbeeld koolstofstaal (ijzer met een laag  percentage koolstof). Daarnaast kan men ook verchromen, hierbij wordt een laagje chroom aangebracht op bijvoorbeeld koolstofstaal. Vernikkelen is een proces waarbij een laagje nikkel op een metaal wordt aangebracht. De metalen chroom, nikkel en zink zijn corrosievast en behoren tot de non-ferro metalen. Ferro-metalen bestaan voor minimaal 50 procent uit ijzer. Hierdoor zijn deze metalen corrosiegevoelig. Een ander woord dat voor de corrosie van ferro wordt gebruikt is roest. Als ferro niet goed wordt beschermd tegen roest vreet de roest op den duur steeds meer dunne laagjes van het ferro weg. Hierdoor wordt het ferro-object dunner en gaan de mechanische eigenschappen achteruit. Het is daarom belangrijk dat objecten die gevoelig zijn voor roest voldoende worden beschermd.

Ferro-metalen beschermen tegen corrosie
Metalen die voor een groot deel uit ijzer bestaan zijn over het algemeen gevoelig voor corrosie (roest). Doormiddel van legeringen kan het metaal corrosievaster worden gemaakt. Hierbij kan gedacht worden aan roestvaststaal. Ook cortenstaal of COR-TEN ®-staal is een voorbeeld van ferro  waaraan verschillende metalen zijn toegevoegd om het corrosieproces te vertragen. In legeringen kunnen de eigenschappen van metalen elkaar versterken. Een legering is echter niet altijd een geschikte oplossing. Dit kan te maken hebben met de prijs maar ook met de ongunstige mechanische eigenschappen van de legering. Metallurgen hebben veel verstand van de eigenschappen van metalen. Hun vakgebied heet metallurgie. Vaak hebben metallurgen ook verstand van corrosie omdat het corrosieproces een belangrijke eigenschap is van een metaal. De corrosieleer valt onder de metaalkunde en onderzoekt hoe corrosie ontstaat door elektrochemische reacties bij verschillende metalen.

Corrosie kan ook worden tegengegaan door het aanbrengen van een beschermlaag over ferro-metalen. Dit kan door gebruik te maken van bijvoorbeeld menie of ijzermenie. Daarnaast kunnen metalen ook worden voorzien van poedercoating. Het galvaniseren waarover in de inleiding is geschreven kan ook worden toegepast om ferro-metalen te beschermen tegen roest.

Verzinken of galvaniseren
In de praktijk haalt men galvaniseren en verzinken regelmatig door elkaar. Het aanbrengen van een zinklaag op een metaal kan op twee verschillende manieren gebeuren. Een zinklaag kan worden aangebracht door thermisch verzinken, waarbij men gebruik maakt van een zinkbad. Daarnaast kan men elektrolytisch verzinken. In het laatste geval spreekt men van galvaniseren omdat hierbij elektrische stroom wordt gebruikt. Verzinken kan dus gebeuren doormiddel van galvaniseren en thermisch verzinken. Metaal dat verzinkt is kan daardoor zowel thermisch verzinkt zijn als gegalvaniseerd. Over thermisch verzinken is op de website technisch werken een uitgebreide tekst te vinden. Hieronder is kort beschreven wat galvaniseren is.

Wat is galvaniseren precies?
Hierboven is al een beetje informatie weergegeven over galvaniseren. In bovenstaande tekst wordt duidelijk dat galvaniseren wordt toegepast om de corrosievastheid van metalen te bevorderen. Daarnaast is aangegeven dat verschillende non-ferro metalen kunnen worden aangebracht doormiddel van galvanotechniek. Galvanotechniek omvat alle elektrochemische bedekkingstechnieken die in de metaaltechniek worden toegepast. Hieronder worden ook de autokatalytische processen geplaatst. Galvaniseren kan doormiddel van twee verschillende methodes worden gedaan. Het kan worden gedaan door gebruik te maken van een externe stroombron en doormiddel van een reductiemiddel dat aanwezig is in elektrolyt.

Doel van galvanotechniek
Galvanotechniek is een techniek waarbij een metaallaag over een andere metaalsoort wordt aangebracht. De eigenschappen van de metalen kunnen elkaar op die manier versterken. Staal bestaat bijna volledig uit ijzer en is daardoor gevoelig voor roest. Staal is echter goedkoop en beschikt over goede mechanische eigenschappen. Daarom wordt staal in de werktuigbouwkunde en in de bouw veel toegepast. Staal kan echter roesten en daarom afhankelijk van een goede beschermlaag. Zink is minder edel dan staal maar is wel beter bestand tegen roest. Doormiddel van galvaniseren wordt het corrosie vaste zink aangebracht op het sterkere staal. Hierdoor versterken de twee metalen elkaar. De voordelen van galvanotechniek kunnen als volgt worden opgesomd:

  • Galvaniseren zorgt voor een betere weerstand tegen corrosie,
  • Galvaniseren kan voor een beter uiterlijk zorgen van een constructie of machine. Met name verchromen wordt veel gebruikt voor het verbeteren van het uiterlijk van metalen.
  • Galvaniseren kan er ook voor zorgen dat het metaal beschermd wordt tegen beschadiging en krassen.
  • Galvaniseren heeft invloed op elektrische eigenschappen waaronder de geleidbaarheid van metalen.

Wat is Poedercoaten en hoe wordt poedercoating aangebracht?

De meeste metalen kunnen oxideren. Dit is niet altijd een probleem voor de mechanische eigenschappen van metaal. Zo zorgt aluminiumoxide er niet voor dat het aluminium zelf wordt aangetast. Sterker nog aluminiumoxide zorgt voor een beschermlaag. Bij metalen en legeringen die voor een groot deel uit ijzer bestaan is dat anders. Roest is een vorm van oxide die het onderliggende materiaal wel aantast. Daarom worden veel producten die kunnen roesten bescherm doormiddel van een beschermlaag. Een manier om metalen te beschermen tegen oxidatie is het aanbrengen van een poedercoating.

Hoe wordt poedercoating aangebracht?
Poedercoaten is het aanbrengen van een beschermlaag op metalen. De coating kan alleen goed hechten wanneer de oppervlakte van het metaal van te voren goed is gereinigd en ontvet. Na het reinigen en ontvetten moet het metaal eerst drogen. Na het drogen wordt het metaal gebracht naar een speciale spuitruimte. In de spuitruimte wordt de poedercoating aangebracht. Poedercoating kan verschillende kleuren hebben. De juiste kleur kan door de klant zelf gekozen worden. Ook de dikte van de coating kan door de klant worden bepaald. Meestal is de dikte van de coating afhankelijk van de omgeving waar het metaal wordt gebruikt.

Het aanbrengen van poedercoating op metaal kan door een robot worden gedaan maar ook door een spuiter. Het poeder wordt elektrostatisch geladen, hierdoor kan het poeder zich goed hechten op producten van metaal. De metalen objecten hebben hiervoor een bepaalde aantrekkingskracht, deze ontstaat doordat het metalen object tijdens het poedercoaten geaard is. De poeder krijgt doormiddel van het spuitpistool  een negatieve lading mee. Hierdoor wordt de poeder naar het geaarde metaal getrokken.

De poedercoating moet gelijkmatig worden aangebracht voor een optimaal resultaat. Een robot kan deze werkzaamheden goed uitvoeren. Soms zijn er echter zoveel speciale hoeken aan een metalen object dat een medewerker de coating zelf moet aanbreng. Dit wordt doormiddel met een spuitpistool of handpistool gedaan die speciaal ontwikkeld is voor het aanbrengen van poedercoating. Het aanbrengen van poedercoating is specialistisch werk.

Na het aanbrengen van de poedercoating wordt het metaalproduct naar een over gebracht. Daar wordt het object verhit tot 190 graden Celsius. Op deze temperatuur gaat het aangebrachte poeder vloeibaar worden. Hierdoor wordt het hele metaalobject voorzien van een laag gesmolten poeder. Deze gesmolten poeder wordt vervolgens afgekoeld. Door het afkoelen wordt de poedercoating hard.

Voordelen van poedercoating
Poedercoating is hard en kan goed verdeeld worden over het metaal. Daarnaast biedt poedercoating de mogelijkheid tot speciale effecten. Daarnaast bevatten poeders geen oplosmiddelen die schadelijk zijn voor het milieu. De resten van poeder kunnen vaak worden hergebruikt. Hierdoor is het afval tijdens poedercoaten zeer gering. Daarnaast is deze manier van werken milieuvriendelijk. Conventionele vloeibare coatings produceren meer gevaarlijk afval. Daarnaast kunnen poedercoatings vrij dik op een metaalobject worden aangebracht zonder dat er verzakking in de coating optreed.