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Galvanisieren: Schichtdicke und Zeit (Faradaysches Gesetz)

Wie dicke wird die Schicht, wie lange sollte das Werkstück hängen, und wie viel Ampere sollte der Gleichrichter geben?

Antwort: In einem Galvanobad wird das Metall von der Stromaufbringung auf das Werkstück gelegt. Wie dick die Schicht wird, hängt von der Stromdichte in A/dm², der Zeit, dem Metall und dem Stromausbeute des Bades ab, also wie viel des Stroms tatsächlich Metall aufbringt. Der Rest wird zu Wasserstoff. Der Rechner verwendet Faradays Gesetz, um die Schichtdicke nach der Zeit zu berechnen, die du eingibst, und wie lange es dauert, die Dicke zu erreichen, die du brauchst. Er zeigt auch, worauf der Gleichrichter für das ganze Aufhängungssystem eingestellt werden sollte.

Formel

Faradays lov: masse m = I × t × M ÷ (n × F), F = 96.485 C/mol

Lagtykkelse (µm) = strømtæthed (A/dm²) × tid (s) × strømudbytte × M ÷ (n × ρ) × 100 ÷ 96.485

M ÷ (n × ρ): zink 65,38 ÷ (2 × 7,14) = 4,578 · nikkel 58,69 ÷ (2 × 8,91) = 3,293 · kobber 63,55 ÷ (2 × 8,96) = 3,546 · krom 52,00 ÷ (6 × 7,19) = 1,205

Kontrolle: Nickel bei 1 A/dm² und 100 % Ausbeute gibt ca. 12,3 µm pro Stunde

Strøm på ensretteren (A) = strømtæthed × samlet areal (dm²)

Symbole und Einheiten in der Formel
SymbolBedeutungEinheit
metalMetall—
stroemtaethedStromdichteA/dm²
tidZeit im Badmin
udbytteStromausbeute des Bades (aus dem Baddatenblatt)%
arealGesamtfläche in der Aufhängungdm²
oensketErforderliche Schichtdickeµm
=Schichtdicke nach Zeitµm
=Sedimentationsrateµm/min
=Zeit bis zur erforderlichen Schichtdickemin
=Strom auf dem GleichrichterA

Gültigkeit und Quelle

Quelle
Faradays Gesetz · Molmasse, Valenz und Dichte der Metalle

Gilt nicht, wenn

  • Die Stromeffizienz ist von Bad zu Bad unterschiedlich: saure Zink- und Nickelbäder liegen typisch über 90 %, alkalische Zinkbäder darunter, und Hartchrom nur etwa 10-25 %. Verwende die Werte des Badherstellers. Die Schichtdicke ist ein Durchschnitt. Kanten und Ecken bekommen mehr, und Löcher sowie innere Ecken weniger. Immer mit einer Schichtdickenmessgerät messen.

Rechenbeispiel

Die eigenen Standardwerte des Rechners sind eingesetzt. Die Zahlen sind mit genau der Formel berechnet, die das Werkzeug verwendet.

Sat ind

  • Metall1
  • Stromdichte2 A/dm²
  • Zeit im Bad30 min
  • Stromausbeute des Bades (aus dem Baddatenblatt)90 %
  • Gesamtfläche in der Aufhängung50 dm²
  • Erforderliche Schichtdicke12 µm

Geber

  • Schichtdicke nach Zeit15,4 µm
  • Sedimentationsrate0,51 µm/min
  • Zeit bis zur erforderlichen Schichtdicke23 min
  • Strom auf dem Gleichrichter100 A

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Sådan bruger du den

Når en ordre skal galvaniseres til en bestemt lagtykkelse, skal du vide, hvor længe emnerne skal hænge, og hvad ensretteren skal stilles til. Beregneren bruger Faradays lov med badets strømudbytte.

Schritt für Schritt

  1. Vælg metal og find badets strømudbytte på databladet.
  2. Tast strømtætheden, du vil køre med, og tiden.
  3. Tast ophængets samlede areal og den krævede lagtykkelse.
  4. Læs lagtykkelsen, tiden til krævet tykkelse og strømmen på ensretteren.

Typische Fehler

  • At regne med 100 % udbytte. Især alkalisk zink og krom ligger langt lavere.
  • At glemme stativ og kontakter i arealet. De tager også strøm.
  • At tro at laget er lige tykt overalt. Kanter får mere, huller mindre.

Beispiele aus dem Alltag

Sur forzinkning af beslag

Et ophæng med beslag har 50 dm². De skal have 12 µm zink i et surt bad med 90 % udbytte ved 2 A/dm².

Metall
Zink (Zn²⁺)
Stromdichte
2 A/dm²
Zeit im Bad
30 min
Stromausbeute des Bades (aus dem Baddatenblatt)
90 %
Gesamtfläche in der Aufhängung
50 dm²
Erforderliche Schichtdicke
12 µm

Es bedeutet: Efter 30 minutter er laget 15,4 µm. Hastigheden er 0,51 µm/min, og de 12 µm nås efter 23 min. Ensretteren skal stå på 100 A.

Blank forniklingsbad

Dele på i alt 20 dm² skal have 15 µm nikkel ved 4 A/dm² og 95 % udbytte.

Metall
Nickel (Ni²⁺)
Stromdichte
4 A/dm²
Zeit im Bad
20 min
Stromausbeute des Bades (aus dem Baddatenblatt)
95 %
Gesamtfläche in der Aufhängung
20 dm²
Erforderliche Schichtdicke
15 µm

Es bedeutet: Efter 20 minutter er laget 15,6 µm. Den krævede tykkelse tager 19 min, og ensretteren skal give 80 A.

Hårdforkromning af en aksel

En aksel med 5 dm² skal have 25 µm hårdkrom. Badet kører 40 A/dm² og har kun 15 % udbytte.

Metall
Hartchrom (Cr⁶⁺)
Stromdichte
40 A/dm²
Zeit im Bad
60 min
Stromausbeute des Bades (aus dem Baddatenblatt)
15 %
Gesamtfläche in der Aufhängung
5 dm²
Erforderliche Schichtdicke
25 µm

Es bedeutet: Efter en time er laget 27 µm, og de 25 µm tager 56 min. Ensretteren skal give 200 A.

Faustregel

Nikkel ved 1 A/dm² og 100 % udbytte lægger ca. 12 µm i timen.

So überprüfst du die Antwort

Lagtykkelse ÷ tid skal give aflejringshastigheden.