Galvanické pokovování slitinou zinku - Zinc alloy electroplating

Galvanické pokovování slitinou zinku je galvanizace proces pro koroze ochrana kovových povrchů a zvýšení jejich odolnosti proti opotřebení.

Dějiny

Moderní vývoj začal v 80. letech 20. století prvními alkalickými vklady Zn / Fe (99,5% / 0,5%) a Zn / Ni (94% / 6%). Nedávno,[když? ] posílení korozních specifikací předních evropských výrobců automobilů a Směrnice o vozidlech s ukončenou životností (vyloučení používání šestimocného chromu (CrVI) konverzní povlak) vyžadovalo větší použití alkalického Zn / Ni obsahujícího mezi 12 a 15% Ni (Zn / Ni 86/14).[1]Pouze Zn / Ni (86% / 14%) je slitina, zatímco nižší obsah železa, kobaltu a niklu vede ke společným usazeninám. Zn / Ni (12–15%) v kyselých a alkalických elektrolytech je pokoveno jako gama krystalická fáze binárního Zn-Ni fázový diagram.

Procesy

Ochrana proti korozi je způsobena především anodickým potenciálním rozpuštěním zinku ve srovnání s železem. Zinek působí jako obětovaná anoda pro ochranu železa (oceli). Zatímco ocel se blíží -400 mV, v závislosti na složení slitiny, galvanicky pokoveno zinek je mnohem anodičtější s -980 mV. Ocel je chráněn před korozí katodickou ochranou. Legování zinku kobaltem nebo niklem na úrovních nižších než 1% má minimální účinek na potenciál; ale obě slitiny zlepšují schopnost vrstvy zinku vyvíjet chromátový film konverzním povlakem. To dále zvyšuje ochranu proti korozi.

Na druhou stranu, Zn / Ni mezi 12% a 15% Ni (Zn / Ni 86/14) má potenciál kolem -680 mV, což je blíže kadmiu -640 mV. Během koroze je upřednostňován útok zinku a dezinfikování vede ke stálému zvyšování potenciálu vůči oceli. Díky tomuto mechanismu koroze nabízí tato slitina mnohem větší ochranu než jiné slitiny.

Z nákladových důvodů je stávající trh rozdělen mezi alkalický Zn / Fe (99,5% / 0,5%) a alkalický Zn / Ni (86% / 14%). Použití dřívějšího alkalického a kyselého Zn / Co (99,5% / 0,5%) se ze specifikací vytrácí, protože Fe poskytuje podobné výsledky s menšími obavami o životní prostředí. Původní Zn / Ni (94% / 6%), který byl směsí mezi čistým zinkem a krystalografickou gama fází Zn / Ni (86% / 14%), byl vyňat z evropských specifikací. Specifická výhoda alkalického Zn / Ni (86% / 14%) zahrnuje nedostatek vodíková křehkost pokovením. Bylo prokázáno[kým? ] že první nukleace na oceli začíná čistým niklem a že tato vrstva je před Zn-Ni pokovena o tloušťce 2 nm.[2] Tato počáteční vrstva brání vodík proniknout hluboko do ocel substrát, čímž se zabrání vážným problémům spojeným s křehnutím vodíku. Hodnota tohoto procesu a iniciačního mechanismu je docela užitečná pro vysokopevnostní ocel, nástrojové oceli a další substráty citlivé na křehnutí vodíkem.

Byl vyvinut nový kyselý Zn / Ni (86% / 14%), který produkuje jasnější usazeniny, ale nabízí menší distribuci kovu než alkalický systém a bez výše uvedené niklové podložky nenabízí stejný výkon, pokud jde o vodíkovou křehkost. Navíc všechny slitiny zinku dostávají nový CrVI bezplatné konverzní nátěrové fólie, které jsou často následovány vrchním nátěrem pro zvýšení ochrany proti korozi, odolnost proti opotřebení a ovládat koeficient tření.

Koupelnové kompozice

  • Složení elektrolytu pro pokovování alkalického zinku a železa při obsahu 0,5% Fe:
Elektrolyt
ParametrySložení vg / l
Zinek6–20
Žehlička0.05–0.4
Louh sodný120
  • Složení elektrolytu pro pokovování kyselého zinku a kobaltu v 0,5% v Co:
Elektrolyt
ParametrySložení vg / l
Zinek25–40
Kobalt2–5
Celkový chlorid130–180
Chlorid draselný200–250
Kyselina boritá25
  • Složení elektrolytu pro pokovování alkalického zinku a niklu 4-8% v Ni:
Elektrolyt
ParametrySložení vg / l
Zinek7.5–10
Nikl1.8–2
Louh sodný100–120
  • Složení elektrolytu pro pokovování alkalického zinku a niklu při obsahu 12–15% v Ni:
Elektrolyt
ParametrySložení vg / l
Zinek7–12
Nikl1–2.5
Louh sodný120
  • Složení elektrolytu pro pokovování kyselého zinku a niklu při obsahu 12–15% v Ni:
Elektrolyt
ParametrySložení vg / l
Zinek30–40
Nikl25–35
Celkový chlorid150–230
Kyselina boritá25

Reference

  1. ^ Evropské směrnice (francouzsky)
  2. ^ Duprat, J.J .; Kelly, Mike; (Coventya) (srpen 2010). „Speciální procesy pro galvanické pokovování spojovacích prostředků“. Fastener Technology International: 56–60.

externí odkazy

  • El Hajjami, A; Gigandet, M.P .; De Petris-Wery, M .; Catonné, J.C .; Duprat, J.J .; Thiery, L .; Pommier, N .; Raulin, F .; Starck, B .; Remy, P. (2007). "Charakterizace tenkých povlaků ze slitiny Zn-Ni, které jsou elektrolyticky nanášeny na nízkouhlíkovou ocel". Aplikovaná věda o povrchu. 254 (2): 480–489. Bibcode:2007ApSS..254..480E. doi:10.1016 / j.apsusc.2007.06.016.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  • Pommier, N. (Coventya); Thiery, L. (Coventya); Gigandet, M.P .; Tachez, M. (1998). „Elektrochemická studie degradace organominerálního povlaku: polarizační odpor a měření elektrochemické impedanční spektroskopie“. Ann. Chim. Sci. Mater. 23 (1–2): 397–400. doi:10.1016 / S0151-9107 (98) 80101-3.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)