Galvanisieren ist ein gängiges Oberflächenveredelungsverfahren bei dem ein Produkt bzw. eine Oberfläche mit Farbe oder Metall beschichtet wird. Gängige Beschichtungsmethoden sind Spritzen, Pulverbeschichten und E-Coating. Der Zweck einer solchen Beschichtung kann dekorativ, schützen oder funktionell sein.

Mehrere Komponenten, einschließlich der Ionenkonzentration im Galvanisierbad, der Badtemperatur und der elektrischen Stromdichte, können eingestellt werden, um das Endergebnis zu beeinflussen.

Beim Metallisieren kann der pH-Wert sowohl das erzeugte Finish, Produktkonsistenz, Abfallbehandlung, als auch die Wirksamkeit der Säure im Beschichtungsbad beeinflussen. Der optimale pH-Wert für einen Galvanisierungsprozess hängt von dem zu plattierenden Metall sowie vom Lösungsmittel und anderen Zusätzen ab. Der richtige pH-Wert kann je nach Löslichkeit des Metalls im Lösungsmittel von sauer bis neutral bis alkalisch liegen. Nickel- und Kupferplattierungen in Säurebädern sind auf 3,8 bis 4,2 optimiert. Bei pH-Werten über 5 treten Schwierigkeiten auf. Alkalibäder können für eine schnellere Plattierung von Materialien wie Gold, Zink und Chrom verwendet werden und haben einen optimalen pH-Wert von 9,0 bis 13,0.

Verfahren Optimaler pH
Nickel 3,8 – 4,2
Kupfer 3,8 – 4,2
Gold 9,0 – 13,0
Chrom 9,0 – 13,0
Zink 9,0 – 13,0

 

Durch die pH-Überwachung während des Galvanisierungsprozesses, können Verfahrensfehler vermieden werden. Z.B. gibt der pH-Wert Aufschluss über den Ionenverbrauch in Beschichtungsbädern und wie viel Säure zugefügt werden muss um die Wirkung beizubehalten.

Galvanisches Abwasser muss vor der Einleitung in kommunale Abwasserkanäle zur Entfernung giftiger Chemikalien behandelt werden. So wie der pH-Wert im Galvanisierungsprozess kontrolliert werden muss, um Metallionen in Lösung zu halten, kann der pH-Wert auch in der Abwasserbehandlung verwendet werden, um Ionen zur Entfernung durch Sedimentation und Filtration auszufällen.

Anwendung

Ein Beschichtungsunternehmen kontaktierte Hanna Instruments und fragte nach einem Prozess-pH-Regler, um eines der Zinkbeschichtungsbäder zu warten; der pH-Wert sollte bei einem Tank kontrolliert werden. Wenn Zink beschichtet wird, steigt der pH-Wert. Um den pH-Wert zu halten, wurde Schwefelsäure zum Beschichtungsbad zugesetzt. Der Tank wurde regelmäßig, chargenweise behandelt und der pH schwankt bis zu 1,5 Einheiten.

Um einen konstanten pH-Wert zu halten, wurde dem Kunden der BL7916 pH-Kontroller vorgeschlagen. Der BL7916 vereint pH-Regle und BlackStone Dosierpumpe in einem Gehäuse, und bietet somit eine praktische Komplettlösung. Das Standardband eines 10K-Widerstands ist 1,5 pH. Wenn das Messergebnis innerhalb des Bereichs liegt, hängt die Dosierfrequenz davon ab wie weit der Messwert vom eingestellten Wert entfernt ist. Je näher der Messwert am Sollwert liegt, desto langsamer arbeitet die Pumpe. Mit kleineren Dosierungen, hat die Säure im Bad Zeit zu reagieren, was ein Überschwingen des Sollwerts verhindert. Die proportionale Dosierung ermöglicht eine stetig gleichbleibende Werte-Einstellung.

Die Dosierpumpe besteht aus chemikalienbeständigen Materialien wie PVDF (Kynar®), PTFE (Teflon®) und FPM / KFM (Viton®). Der Kontroller besitzt außerdem einen isolierten 4-20mA Schreiberausgang, pt100 Eingang für ATC, Alarmrelais und Anschlüsse zur Verwendung einer zweiten Pumpe oder Rührwerk. Der Kunde schätzte die einfache Bedienung, Kalibrierung und Einstellung des Sollwerts; Insgesamt ist der BL7916 eine ideale Kompaktlösung zur Kontrolle und Einstellung des pH-Werts eines einzelnen Beschichtungsbades.