Черная пассивация: желаемая толщина покрытия

Вы сталкиваетесь с распространенной проблемой при нанесении цинк-никелевых покрытий в соответствии со спецификацией и, как правило, основная причина связана с пассивацией. Удовлетворяя спрос на более длительный гарантийный период, автомобильная и сельскохозяйственная отрасли стали основным катализатором роста на рынке цинк-никелевых покрытий за последние 10 лет. По мере роста этого сегмента возрастал спрос и на трехвалентную черную пассивацию для цинк-никеля. Промышленность ответила разработкой трехвалентных черных пассиваторов для цинк-никелевых покрытий, в которых использовалась простая, однокомпонентная система. Несмотря на удобство, использование этой технологии часто вызывает три проблемы:

Уменьшение толщины покрытия

Большинство однокомпонентных, трехвалентных черных пассиваторов агрессивно растворяет цинк, оставляя слой с высоким содержанием никеля. Это азотнокислые системы, которые рассчитаны на чернение за счет потускнения никеля. В результате агрессивного воздействия процесс растворяет достаточное количество цинка в сплаве, что приводит к уменьшению толщины покрытия. Во многих цехах решают эту проблему нанося покрытие чрезмерной толщины.

Содержание никеля не соответствует требованиям

Как вы обнаружили, вторая проблема, связанная с применением устаревшей технологии и однокомпонентной системы, — это чрезмерное содержание никеля. Цинк подвергается воздействию агрессивного пассиватора и растворяется, что приводит к увеличению процентного содержания никеля в сплаве (выше 12-18%) и несоответствию требованиям спецификации.

Увеличение времени и снижение производительности

Чтобы компенсировать снижение толщины покрытия, в цехах обычно наносят чрезмерный слой покрытия для получения желаемой толщины, что приводит к увеличению затраченного времени и снижению производительности. Рассмотрим для примера цех с восемью станциями, в котором наносят чрезмерный слой покрытия из-за агрессивного воздействия пассиватора: время нанесения покрытия для получения желаемой толщины увеличивается на 15 минут. Восемь станций x 15 минут, получается, дополнительно тратится 2 часа. Таким образом, пропускная способность снижается на 20% и, соответственно, повышаются затраты на оплату труда и эксплуатационные расходы.

Помимо трех описанных проблем, стоит отметить, что нанесение чрезмерного покрытия и работа при более низком pH для утолщения слоя также может привести к появлению радужности на готовой детали. Наконец, если вы покрываете деталь сложной формы и при низкой плотности тока в углублениях, эти участки будут особенно подвержены агрессивному воздействию пассиватора.

Теперь, когда мы рассмотрели наиболее распространенные проблемы и выявили основную причину как агрессивное растворение цинка, характерное для однокомпонентных пассиваторов, мы можем обсудить, как это решить. Основной аспект, на который следует обратить внимание, — это перемешивание; важно обеспечить хорошее перемешивание пассивирующего раствора для образования сплошной и однородной пассивирующей пленки. Часто рекомендуется использовать рециркуляционный насос, допускается также перемешивание воздухом. Следует внимательно проверять pH и температуру ванны, чтобы убедиться, что эти показатели находятся в пределах рабочего диапазона, рекомендованного поставщиком химической продукции.

Основное решение ваших проблем сводится к технологии, лежащей в основе пассивации. Если коротко, важно использовать процесс, который позволяет вам лучше контролировать пассиватор. Хотя теоретически однокомпонентные системы трехвалентной черной пассивации просты в работе, они основаны на более старой технологии и предоставляют меньше возможностей для контроля и корректировки проблемных участков.

По мере роста сегмента цинк-никелевых покрытий были достигнуты значительные достижения в этой сфере, и сейчас предлагаются более новые технологии, которые обеспечивают эффективный контроль. Разработаны многокомпонентные системы, которые не так агрессивно воздействуют на цинковый слой и позволяют при этом получить желаемый черный цвет. Эти пассиваторы позволяют сократить время нанесения покрытия, что повышает пропускную способность. Кроме того, они помогают поддерживать постоянный состав сплава до и после пассивации, что обеспечивает соответствие требованиям к толщине и результатам испытаний в солевом тумане.

Хотя однокомпонентные системы достаточно просты в работе, агрессивное растворение цинка вызывает недовольство у многих руководителей гальванических цехов из-за излишней траты денег и времени на достижение желаемой толщины покрытия и содержания никеля. Более новые технологии с применением многокомпонентных пассиваторов, обеспечивающих более эффективный контроль, должны помочь решить описанные проблемы, обеспечить соответствие спецификациям, уменьшить процент брака и увеличить производительность.

Курт Сотера — специалист технической поддержки в компании Columbia Chemical.

Сайт: http://www.columbiachemical.com