Цинк-никелевые покрытия: преимущества и недостатки

Цинк-никелевые покрытия все чаще используются во многих отраслях промышленности, когда требуется высокая коррозионная стойкость и эксплуатационные характеристики. Это быстро развивающийся сегмент рынка гальванических покрытий, который за последние 5 лет вырос почти в 4 раза. Многие свойства этого сплава привлекают производителей в сфере крепежных изделий, литья, автомобильной и тяжелой промышленности. В оборонной промышленности он также может служить в качестве потенциальной замены кадмия. Цинк-никелевые покрытия обладают превосходной коррозионной стойкостью, причем большинство покрытий сплавом с содержанием никеля 12-15% могут выдерживать более 250 часов до появления белой ржавчины и более 1000 часов до появления красной ржавчины.

Твердость, термостойкость и преимущества высоколегированных сплавов

Твердость по Виккерсу цинк-никелевых покрытий составляет 400-500 HV, а цинковых покрытий — всего 100 HV. Поскольку транспортировка и сборка могут оказать негативное влияние на более мягкие покрытия, например, цинковые и цинк-ламельные, сочетание твердости и коррозионной стойкости цинк-никелевых покрытий делают их идеальными для крепежных изделий и компонентов, требующих дальнейшей обработки или сборки.

Еще одно преимущество цинк-никелевого сплава — это его термостойкость. Во многих промышленных спецификациях предусмотрена термическая обработка, а цинк-никелевое покрытие может выдерживать температуру выше 200°C в течение 4 часов и все еще обеспечивать 800 часов защиты в нейтральном солевом тумане до появления красной ржавчины. Цинк-никелевые покрытия широко используются для штампованных и крепежных изделий с нанесением в барабанах, а также для деталей тормозных систем с нанесением на подвесках.

Большинство имеющихся цинк-никелевых систем позволяют получить похожие покрытия сплавом с содержанием никеля 12-15%. Раньше применялись системы с содержанием никеля 5-7%, но они уже устарели. Современная химическая технология позволяет получить блестящее и пластичное покрытие равномерной толщины с распределением сплава в широком диапазоне плотностей тока. Цинк-никель также может стать идеальным решением, когда требуется получить черный цвет готовой детали, поскольку никель в сплаве подходит для чернения.

Щелочной и кислотный электролит

Щелочные процессы занимают лидирующие позиции на рынке, хотя и кислотные также набирают обороты. Основные преимущества щелочного процесса — это равномерное распределение и пластичность. Щелочной цинк-никелевый электролит обеспечивает более равномерное распределение во всем диапазоне плотностей тока, что делает его идеальным для покрытия деталей со сложной геометрией. Высокая пластичность покрытия способствует снижению растрескивания и поддержанию надлежащей коррозионной защиты. Производители могут подвергать такие детали изгибанию или обжатию после нанесения покрытий. Это одна из главных причин, по которой в автомобильной промышленности используют цинк-никелевые покрытия для тормозных магистралей.

Основное преимущество кислотного цинк-никелевого электролита заключается в том, что он обеспечивает отличную активацию по сравнению со щелочным электролитом. Поэтому кислотный процесс более предпочтителен для нанесения покрытий на литые детали и компоненты из высокоуглеродистой, термообработанной стали, например, суппорты. Кроме того, кислотный электролит обеспечивает более высокую скорость нанесения покрытия благодаря своей высокой эффективности, а простота в использовании таких систем в широком диапазоне плотностей тока способствует повышению производственной гибкости гальванических цехов. Покрытчики могут использовать разные плотности тока и по-прежнему получать качественную деталь.

Новые решения проблем кислотного процесса

При использовании кислотного цинк-никелевого электролита следует учитывать некоторые аспекты. Когда аноды не используются, их необходимо извлечь и очистить перед следующим использованием. Для более старых систем требуется два анода и два выпрямителя, что приводит к повышению затрат и объема технического обслуживания. Новые системы могут работать на одном выпрямителе с определенной регулировкой соотношения анода/катода.

Еще один важный фактор, который следует учитывать при использовании кислотного процесса, — это количество хлоридов в системе. Раньше у специалистов часто возникали проблемы с хлоридом аммония и высоким содержанием солей, что усложняло контроль параметров и требовало постоянного повышения температуры, чтобы остановить высаливание электролита. Растворы с высоким содержанием солей могут засорять воздуховоды, фильтры, аноды, теплообменники и линии охлаждения, в результате чего требуется более частое и дорогостоящее техническое обслуживание для декантирования, слива и очистки ванны от осадка.

К счастью, новые кислотные системы могут работать при более низких температурах. Современные процессы с низким содержанием хлоридов обеспечивают широкий диапазон температур и позволяют исключить распространенную проблему с высаливанием ванны при охлаждении. Пониженные рабочие температуры также позволяют сократить излишние затраты энергии. Во избежание указанных выше проблем проконсультируйтесь со своим поставщиком химической продукции, чтобы убедиться, что выбранный вами процесс разработан по новой технологии с низким содержанием хлоридов.

Перспективы

Благодаря высокой коррозионной стойкости и термостойкости цинк-никелевые покрытия обеспечивают множество преимуществ и соответствуют жестким требованиям производителей автомобилей, тяжелой техники и другого оборудования. Эти отрасли продолжают выступать катализаторами роста и потенциальных возможностей.

Для достижения успеха в области нанесения цинк-никелевых покрытий из щелочных или кислотных электролитов важно работать совместно с поставщиком химических реагентов, который обладает глубокими знаниями о характеристиках компонентов сплава и может скорректировать процесс в соответствии с вашими требованиями.

Чад Мерфи — специалист по технической поддержке в компании Columbia Chemical.

Сайт: http://www.columbiachemical.com