Покрытие хром цинк: Хроматирование. Хромитирование. Фосфатирование | Виды пассивации
alexxlab | 13.08.2021 | 0 | Разное
Хроматирование. Хромитирование. Фосфатирование | Виды пассивации
Содержание:
1. Общие сведения о коррозии цинковых покрытий
2. Пассивация цинковых покрытий
3. Другие виды хромсодержащей пассивации цинка.
4. Пассивация фосфатированием
1. Общие сведения о коррозии цинковых покрытий.
Цинк, по своей природе, является реакционноспособным металлом. В условиях повышенной влажности и в химически агрессивных средах цинковые покрытия довольно быстро корродируют. Это наглядно проиллюстрировано на графике ниже (рисунок 1). При коррозии неизбежно портится и внешний вид изделий.
Рисунок 1 – Зависимость скорости коррозии цинковых покрытий от рН среды.
В сухом воздухе цинковые покрытия корродируют с образованием очень тонкий пленки оксида цинка ZnO. В присутствии влаги оксид цинка превращается в гидроксид Zn(OH)2. Данные продукты рыхлые и проницаемые для окружающей среды, поэтому не препятствуют дальнейшему развитию коррозионного процесса, вплоть до коррозии основы (рисунок 2).
Рисунок 2 – Белая и красная коррозия на оцинкованных стальных изделиях.
В дальнейшем гидроксид цинка будет реагировать с углекислым газом из воздуха, в результате чего изделия покроются неравномерно серым слоем карбоната цинка. Важным условием для протекания этой реакции является высыхание поверхности цинка. В отличие от своих прекурсоров, карбонат цинка компактен и инертен по отношению к воде, поэтому он способен приостановить коррозию. Но при этом внешний вид изделия, безусловно, испортится. Без карбоната цинка коррозия покрытия активно продолжится. Скорость коррозии цинка определяется временем воздействия коррозионной среды, температурой, наличием активаторов (хлориды и пр.).
Данный механизм коррозии цинка описывается следующими реакциями:
на катоде:
O2 + 2H2O + 4e = 4OH–
на аноде:
Zn – 2е = Zn2+
2Zn + O2 = 2ZnO
Zn + 2H2O = Zn(OH)2 + H2
ZnO + H2O = Zn(OH)2
Zn(OH)2 + CO2 = ZnCO3 + H2O
2ZnO + H2O + CO2 = 2ZnCO3•3Zn(OH)2
Таким образом, несмотря на высокую коррозионную активность металлического цинка, в средах, в которых на нем смогут образоваться инертные и компактные продукты коррозии, он будет устойчив длительное время. Как упоминалось выше, естественным путем на цинке может образовываться карбонат. Однако пассивные пленки можно создать искусственно, при этом управляя их свойствами и цветом. После операции пассивации на поверхности цинка образуется тонкая пленка продуктов, значительно тормозящих коррозионный процесс.
2. Пассивация цинковых покрытий.
Различают хроматирование, хромИтировнаие, фосфатирование и оксидирование цинка. Чаще всего применяют первые два способа. Фосфатирование имеет узкоспециализированную направленность – под окраску или под пропитку маслом. Оксидирование используют как один из вариантов декоративного чернения цинка. Все эти способы обработки создают на цинке так называемые конверсионные покрытия, которые содержат в себе не только компоненты раствора, но и ионы металла-основы.
Самыми тонкими являются хромитные пленки. Обычно они бесцетные или голубоватые, но могут демонстрировать интерференционные оттенки красного, фиолетового, синего, зеленого, слабо желтого цветов, особенно если смотреть на белом фоне.
2.1 Радужная пассивация цинка (хроматирование).
Радужная пассивная пленка является одной из наиболее часто применяемой на цинковых покрытиях (рисунок 3), наряду с бесцветной. Она имеет толщину 0,25-0,5 мкм. Радужная пассивация лучше защищает цинк от коррозии, чем бесцветная. Ее стойкость в камере солевого тумана составляет 200-300 часов. За счет наличия в радужной хроматной пленке водорастворимых соединений шестивалентного хрома она обладает важным свойством “самозалечивания” – при повреждении она способна восстанавливаться.
Рисунок 3 – Пример оцинкованной детали с радужным хроматированием.
Хроматная пленка плотная и защищает цинк от коррозии лучше, чем пленка естественных карбонатов. Соответственно, время до появления первых очагов коррозии увеличивается, потускнение покрытия идет очень медленно и равномерно, без пятен.
Кроме этого, хроматы являются как хорошей основой под окраску, так и обладают самостоятельными декоративными свойствами.
2.1.1 Механизм хроматирования цинка.
Пассивацию цинковых покрытий, нанесенных гальваническим путем, чаще всего ведут в растворах на основе хромовой кислоты или ее солей. Поэтому такую операцию и называют хроматированием. Хроматы могут принимать участие в ряде сложных реакций, в частности в присутствии определенных добавок, давая смешанные соединения.
В растворе хромовой кислоты без посторонних анионов цинк растворяется медленно и конверсионные слои не образуются. Однако, присутствующие в растворе анионы, например сульфаты, каталитически ускоряют коррозию цинка в подкисленном хроматном растворе с образованием конверсионных пленок.
Упрощенно процесс хроматирования можно описать по стадиям:
1. Цинк растворяется (ионизируется) кислотой, выделяющийся водород реагирует с шестивалентным хромом с получением трехвалентного.
2. В слое раствора, прилегающем к покрытию, наблюдается локальное повышение рН и возрастание концентрации инов цинка.
3. Цинк и хром образуют нерастворимые и слаборастворимые соединения, т.е. конверсионную пленку. Побочные продукты реакции поступают в раствор.
Для успешного протекания реакции необходимо, чтобы первично полученный конверсионный слой был проницаем для раствора хроматирования.
Рассмотрим механизм хроматирования подробнее (рисунок 4).
Рисунок 4 – Схематичное изображение механизма хроматирования цинковых покрытий.
• Первые реакции при хроматировании имеют следующий характер:
Zn + 2H+ = Zn2+ + 2H
Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O
• Эти реакции способствую повышению рН, в результате чего становятся возможными следующие реакции:
Cr3+ + 3OH– = Cr(OH)3
(в дальнейшем возможна реакция 2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2O, которой объясняется присутствие в покрытии трехвалентного хрома)
Cr2O72- + H2O = 2CrO42- + 2H+
Zn2+ + CrO 42- = ZnCrO4 (этим объясняется присутствие цинка в хроматных пленках)
Zn2+ + 2OH– = Zn(OH)2
2Cr(OH)3 + H2CrO4 = Cr(OH)3•Cr(OH)CrO4 + H2O (хромат хрома является основой хроматной пленки)
• Считается также, что конечным продуктом реакции может быть оксид хрома:
Cr2O72- + 8H+ + 6e = Cr2O3 + 4H2O
2Zn + 6H+ + 2Cr2O72- + 2e = 2ZnCrO4 + Cr2O3 + 3H2O
В описанном механизме возможны отклонения, зависящие от состава раствора и кислотности, практически не влияющие на конечные продукты.
Радужная конверсионная пленка обладает выраженными адсорбционными свойствами, поэтому в нее может входить некоторое количество компонентов раствора.
Диапазон рН, наиболее подходящий для ионизации цинка, можно увидеть на рисунке 1. Исходя из графика оптимальным можно считать диапазон 1-4. Чем ниже рН, тем сильнее растворяется цинк и тем выше вероятность того, что раствор также окажет осветляющее действие. Скорость образования конверсионного покрытия также наиболее высока при более низких значениях рН и постепенно уменьшается с увеличением рН.
2.1.2 Структура и состав радужной хроматной пленки на цинке.
Хроматная пленка имеет слоистую структуру. Нижний слой – гидроксид цинка. Выше располагается смесь гидроксидов хрома (III), цинка и их гидроксохроматов. Внешний слой сформирован соединениями шестивалентного хрома.
Свежеосажденные хроматные пленки аморфные, гелеобразные и мягкие, имеют низкую механическую прочность, нуждаются в бережном обращении.
Точный состав и структуру хроматных пленок установить довольно сложно. В дополнение к этому состав пленки варьируется в зависимости от параметров ванны и самого процесса.
Так, свойства хроматных пленок зависят от:
• Состав, концентрация и кислотность раствора хроматирования;
• Качество самого цинкового покрытия: наличие примесей, структура, степень блеска, шероховатость.
• Время закрепления на воздухе.
• Длительность обработки и промывки;
• Температура ванны хроматирования и промывки после нее.
• Температура сушки.
Усредненый состав радужных хроматных пленок приведен в таблице ниже:
Компонент |
%масс. |
Хром(VI) |
7-12 |
Хром (III) |
25-30 |
Сера в виде сульфатов |
2,0-3,5 |
Цинк |
2,0-2,5 |
Натрий |
0,2-0,5 |
Вода |
15-20 |
Кислород |
Остальное |
Наиболее часто встречающееся отношение трехвалентного хрома в покрытии к шестивалентному равно 28:8.
Соединения трехвалентного хрома в пленке нерастворимы, придают ему твердость, влияют на коррозионную стойкость.
Соединения шестивалентного хрома более растворимы, оказывают определяющее влияние на коррозионную стойкость и эффект самозалечивания. Растворимость хроматов возрастает с повышением температуры внешней жидкой среды. Сухие хроматные пленки растворяются хуже, чем свежеосажденные влажные. Минимальная растворимость пленки наблюдается после хранения изделий в течение 48 часов в теплых сухих помещениях.
При пересушивании или термическом ударе хроматная пленка трескается (в отличие от пленок на основе трехвалентного хрома). Эффект растрескивания проиллюстрирован на рисунке 5. Пересушенная хроматная пленка становится полностью нерастворимой в воде.
Рисунок 5 – Микроизображения хроматной и хромитной пленки на цинке (слева) до и после термическго удара в 200о С. Справа трехмерное микроизображение трещин на хроматной пленке после термоудара.
Растрескиванием, обезвоживанием и уменьшением растворимости хроматов объясняется снижение защитной способности хроматной пассивации при нагреве выше 60о С.
2.1.3 Влияние условий осаждения хроматных пленок на их свойства.
• Пористость. До сушки хроматные пленки пористы. Чем толще пленка, тем меньше в ней пор. Аналогично, чем выше класс чистоты обрабатываемой поверхности и чем больше блеск цинкового покрытия, тем менее пористы хроматные пленки.
• Твердость. Чем больше температура раствора хроматирования, тем более твердые пленки из него образуются.
• Толщина (масса). Толщина хроматных пленок зависит от состава раствора, особенно от рН при постоянном содержании сульфатов. Чем ниже рН, тем толще пленки. Интересен эффект одновременного повышения рН и содержания сульфатов. Масса покрытия при том проходит через максимум. Толстые хроматные пленки менее износостойки, при высыхании пленок износостойкость возрастает.
Масса полученного хроматного покрытия и количество растворяющегося цинка в растворе бихромата натрия в зависимости от концентрации серной кислоты (200 г/л) приведены на рисунке 6.
Рисунок 6 – Зависимость массы хроматной пленки (1) и количества растворяющегося цинка (2) в растворе бихромата натрия (200 г/л) в зависимости от концентрации серной кислоты. Время обработки 30 секунд.
На рисунке 7 показано количество растворенного цинка и масса хроматной пленки, в зависимости от рН раствора хроматирования.
Рисунок 7 – Зависимость толщины съема цинка (1) при хроматировании и массы хроматной пленки (2) на цинке в зависимости от рН хроматирующего раствора.
На рисунке 8 показано влияние времени погружения деталей на массу хроматной пленки при различных концентрациях серной кислоты в растворе хроматирования.
Рисунок 8 – Влияние времени выдержки деталей в хроматирующем растворе на массу хроматной пленки в зависимости от количества серной кислоты.
При постоянной кислотности раствора и одинаковой концентрации сульфат-ионов толщина хроматных пленок выше, когда раствор содержит в качестве добавки трехвалентный хром. Чем выше содержание трехвалентного хрома (при постоянной концентрации сульфата), тем выше масса получаемого покрытия и тем выше скорость растворения цинка. Это связано с возможным снижением рН раствора в результате образования хромата хрома и выделения серной кислоты по реакции:
Na2Cr2O7 + Cr2(SO4)3 + 3H2O = Na2Cr2O4 + Cr2O3•CrO3 + 3H2SO4
Как уже упоминалось ранее, кислотность раствора вблизи поверхности цинка заметно снижается в процессе образования хроматного покрытия. Хотя это повышение рН является условием для образования защитного покрытия, но это же повышение рН также ингибирует дальнейшее растворение цинка и, следовательно, образование хроматного покрытия. Таким образом, более высокая буферная емкость растворов, содержащих трехвалентный хром, способствует образованию более толстых покрытий.
Правильно составленный раствор хроматирования должен поддерживать содержание трехвалентного и шестивалентного хрома в определенных пределах. Однако изменение рН может нарушить это соотношение и, таким образом привести, к плохому качеству покрытия.
С ростом температуры раствора хроматирования толщина пленок возрастает, как показано на рисунке 9. Сильное же повышение температуры, особенно выше 50о С, значительно снижает их толщину. Считается, что это связано с повышенным образованием в хроматных пленках негидратированных продуктов реакций.
Рисунок 9 – Зависимость массы хроматной пленки от времени выдержки оцинкованных деталей в растворе хроматирования при различных температурах (0-30о С).
• Цвет. Важнейшим фактором цвета при хроматировании является отношение шестивалентного хрома к сульфатам в растворе. Прозрачные и золотисто-желтые покрытия могут быть получены из растворов с низкими суммарными концентрациями.
• Адгезия и пластичность. Адгезия хроматного покрытия к цинку (если соблюдены параметры техпроцесса) очень высокая, т.к. реакция его образования гетерогенная и оно включает в себя как компоненты раствора, так и компоненты основы. Хроматные пленки в достаточной степени пластичны, а трещины, полученные при их деформации восстанавливаются за счет эффекта самозалечивания.
2.1.4 Окрашивание хроматированных оцинкованных поверхностей.
Хроматные пленки обладают важными свойствами, делающими их пригодными для использования в качестве подложек под окрашивание:
• Повышают адгезию красок (уступают в этом отношении фосфатным основам).
• Уменьшают расход. Низкая толщина и пористость хроматных пленок приводит к чрезвычайно малому поглощению лаков или других органических материалов. Это дает определенные экономические преимущества перед фосфатными основами.
• Хроматные покрытия ингибируют коррозию основного металла и тем самым продлевают долговечность органического покрытия. Хроматное покрытие защищает основной металл от агрессивных веществ, которые могут проникать через поры в органическое покрытие.
• Хроматные покрытия предотвращают нежелательные реакции между компонентами лакокрасочного покрытия и металлом подложки.
Из-за своего студенистого и аморфного характера хроматные покрытия не влияют ни на внешний вид, ни на текстуру, а также не вызывают механического загрязнения или меления нанесенного лакокрасочного покрытия. Перед покраской оцинкованные хроматированные изделия можно хранить в течение длительного времени без какой-либо опасности поглощения водяного пара (они гидрофобны), что может привести к растрескиванию или отслаиванию нанесенных лакокрасочных покрытий.
3. Другие виды хромсодержащей пассивации цинка.
Кроме радужных (желтых), существуют также бесцветные, оливковые и черные хроматные пленки (рисунок 10).
Рисунок 10 – Внешний вид хроматной пленки: бесцветная, черная, радужная, оливковая.
Они отличаются не только внешним видом, но и коррозионной стойкостью.
• Бесцветное хромитирование цинковых покрытий применяется для эксплуатации в мягких условиях, например, в сухих отапливаемых помещениях. Бесцветные пленки обладают наименьшей толщиной и наименьшей коррозионной устойчивостью. Такие пленки хорошо сочетаются с блестящими цинковыми покрытиями.
• Оливковое хроматирование используют в случае, когда необходимо обеспечить наибольшую коррозионную устойчивость изделий. Оливковые пленки обладают наибольшей толщиной и наилучшими защитными характеристиками.
• Черные хроматные пленки используют в качестве защитно-декоративного покрытия.
Сравнение внешнего вида различных хроматных пленок после коррозии дано на рисунке 11.
Рисунок 11 – Внешний вид оцинкованных пластин с различными видами пассивации после 7 суток в 3% растворе хлорида натрия.
Область выше красной линии – солевая атмосфера, ниже линии – область солевого раствора 3% хлорида натрия. Время воздействия – 7 суток. Видно, что наименьшее коррозионное воздействие было произведено на радужную и оливковую хроматную пленку пленку. При этом бесцветное хромитирование показало наихудший результат. Черная хроматная пленка показала достойный результат благодаря промасливанию.
В таблице ниже приведена сравнительная характеристика цинковых покрытий с различными видами хроматирования:
Тип хроматирования |
Толщина пленки, мкм |
Содержание Cr(VI), мг/м2 |
Стойкость в 5% солевом тумане, часов |
Бесцветное |
0.025-0.08 |
10-30 |
20-80 |
Желтое (радужное) |
0. |
80-220 |
200-300 |
Оливковое |
1.0-1.5 |
300-360 |
400-450 |
Черное без промасливания |
0.25-1.0 |
80-400 |
20-60 |
Следует также отметить, что соединения шестивалентного хрома, которые присутствуют в хроматных пленках, весьма токсичны. Поэтому в качестве альтернатив хроматированию цинковых покрытий предлагаются защитные хромИтные пленки на основе относительно безвредного трехвалентного хрома, а также фосфаты. В настоящее время, несмотря на все успехи в развитии хромИтных конверсионных покрытий на цинке, они еще не стали полноценной заменой хроматных. Это связано в первую очередь с отсутствием эффекта “самозалечивания”. Из-за этого наиболее уязвимыми частями хромИтированных изделий являются острые кромки, резьбы, щелевые зазоры и т.п.
ХромИтные растворы содержать соль трехвалентного хрома кобальта, никеля, а также фториды и нитраты. В основном хромИтировнаие бесцветно, но сегодня существуют и радужные композиции.
4. Пассивация фосфатированием.4.1 Общие сведения и механизм фосфатирования цинка.
Фосфатирование цинковых покрытий заключается в том, что оцинкованная поверхность покрывается кристаллическим или аморфным слоем фосфатов после погружения в фосфорсодержащий раствор. Суть процесса схожа с фосфатированием стали.
Основным компонентом такого раствора обычно являются первичные фосфаты железа, цинка или марганца (далее обозначаются как Me).
Фосфатное покрытие в основном состоит из третичных фосфатов. Его образование обусловлено повышением концентрации катионов Me в прикатодном слое вследствие реакции растворения основы. Результатом этого является повышение рН на катодных участках и превышение предела растворимости фосфатов. На границе металл/раствор химическое равновесие растворенной соли смещается в сторону образования вторичных и третичных солей, нерастворимых в этой среде, которые в конечном счете и формируют осадок.
Т.е. фосфатирование – это топохимическая реакция электрохимической природы, при которой коррозийное растворение металла-основы происходит на микроанодах, тогда как разряд ионов водорода с последующим осаждением нерастворимых фосфатов происходят на микрокатодах. При этом состояние равновесия в объеме раствора не нарушается, так как реакционные участки ограничены поверхностью металла, а образующаяся в ходе реакций фосфорная кислота практически компенсирует потери израсходованной кислоты. Следовательно, концентрация ионов водорода в основной массе раствора изменяется незначительно.
Осаждение вторичных или третичных фосфатов происходит в определенных пределах рН, которые специфичны для основного катиона в растворе и зависят от концентрации этого катиона и Н2PО4– – иона. По мере роста рН фосфаты будут выпадать в осадок в следующем порядке: Fe3+, Zn2+, Mn2+ и Fe2+.
При рабочей температуре происходит образование нерастворимых фосфатов. Ионы водорода нейтрализуются при растворении цинка в фосфорной кислоте:
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2
Одновременно может происходить прямая реакция между основным металлом и первичными фосфатами:
Zn + Me(H2PO4)2 = MeHPO4 + ZnHPO4 + H2
или
Zn + Me(H2PO4)2 = MeZn(HPO4)2 + H2
Первичные фосфаты железа, цинка и марганца легко растворимы, в отличие от вторичных и третичных, за исключением цинка.
4.2 Свойства фосфатных покрытий на цинке.
Фосфатные покрытия, полученные на цинке и оцинкованной стали могут иметь как аморфную так и кристаллическую структуру. Обычно, чем крупнее кристаллы, тем толще покрытие. В зависимости от вида фосфатирующего раствора, температуры и времени обработки, способа подготовки поверхности и др., толщина покрытия варьируется в пределах от 1 до 20 мкм.
Цинкфосфатное покрытие состоит в основном из хопеита Zn3(PO4)2•4H2O и фосфофиллита Zn2Fe(PO4)2•4H2O. При этом имеет место эпитаксиальный рост осадка.
Раствор, содержащий фосфаты цинка и кальция, образует на цинке особо мелкокристаллические покрытия, состоящие из двух фазовых составляющих – хопеита и шольцита Zn2Ca(PO4)2•7H2O.
Из раствора фосфатов марганца образуются фазы хопеита и гуреалита Mn5H2(PO4)4•4H2O.
Типичные микроизображения фосфатных покрытий приведены на рисунке 12 и 13.
Рисунок 12 – Микроизображение мелкокристаллического цинкфосфатного (а) и марганецфосфатного (б) покрытия на цинке.
Рисунок 13 – Прогрессивный рост цинкфосфатного покрытия (сек.): а – 3, b – 10, c – 30, d – 60.
Благодаря выраженной пористости фосфатные покрытия могут легко адсорбировать масла, жиры, мыла и т.д. Это повышает коррозионную стойкость. Кроме этого, покрытие вместе с адсорбированным маслом или мылом начинает выполнять роль смазки.
Без пропитки фосфатные покрытия на цинке являются идеальным грунтом под окраску.
Цинковое покрытие толщиной 24 мкм с фосфатированием и пропиткой маслом может заменять кадмиевые покрытия.
Оцените статью. Всего 1 клик!
Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО “НПП Электрохимия”. Любое копирование информации возможно только с разрешения владельца сайта с обязательной ссылкой на первоисточник https://zctc.ru/
cccp3d.ru | Покрытие Цинк.хр – Материалы и покрытия, прокат и профиль
единственный источник на который можно сослаться это гост
ну так на основании здравого смысла
Сослаться можно на литературу и стандарты (гост, ост, рд). Здравый смысл – это последнее на что бы я стал опираться, его ни технологам, ни нормоконтролю, ни ПЗ, ни генеральному не предъявить.
В этом госте не написано,что цинк с хроматированием не электропроводный
В ГОСТе написано, что именно “Покрытие Ц хр применяется для обеспечения электропроводности”?
Я в первый раз вижу, чтобы стандарт читали от противного, можно узнать область работы?
Можно начать с ГОСТ 19005-81
“1.3. Требования к контактирующим поверхностям и защите мест металлизации
1.3.1. Контактирующие поверхности деталей, изготовленных из титановых сплавов, нержавеющих сталей и других металлов, не требующих защитных покрытий, сталей и других металлов, имеющих токопроводящие защитные покрытия (кадмирование, цинкование, хромирование и т.п.), необходимо очистить от загрязнений, обезжирить и просушить.
Наличие следов коррозии не допускается.”
Явной ссылки на Ц хр нет, к сожалению. Однако есть нормы переходных сопротивлений для сталей в непосредственном контакте 🙂
ГОСТ 9.303 Приложение 3
“1.2. Для повышения коррозионной стойкости цинковое покрытие хроматируют и фосфатируют. Хроматирование одновременно улучшает декоративный вид покрытия. Хроматная пленка механически непрочная.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1.3. Цинковое хроматированное покрытие теряет свой декоративный вид при условии периодического механического воздействия: прикосновения инструмента, рук.
1.4. Без хроматирования и фосфатирования покрытие применяют для обеспечения электропроводности и при опрессовке пластмассами при температуре выше 100 °С.”
Шах и мат. В итоге в ГОСТе все написано.
PS помнится делали точки для замера то ли потенциалов, то ли переходных сопротивлений, сейчас так сразу не найду.
Edited by NarwhalЦинкование
Шифры наносимых покрытий: Ц, Ц.хр.б, Ц.хр.бцв, Ц.хр, Ц.хр.хаки, Ц.хр.ч, Ц.фос.гфж
Материал основы: любые углеродистые и нержавеющие стали, медные сплавы.
Габариты изделий: до 2000х1000х1000 мм. Масса до 2 000 кг.
Нанесение покрытий на изделия любой сложности
ОТК, паспорт качества, работа в рамках ГОЗ
Общая информация
С полной уверенностью можно сказать, что цинк является самым применяемым металлом для защиты от коррозии самого распространенного конструкционного металла – стали. Такое положение сохранится в ближайшие десятилетия, что делает применения защитных цинковых покрытий актуальными и востребованными.
Цинковые покрытия защищают сталь как механически, не допуская доступа окружающей среды, так и электрохимически в местах повреждения покрытий и в порах, в которых цинк со сталью образует гальванопару. Во влажной атмосфере в порах покрытия идет процесс электрохимической коррозии. Цинк выполняет функцию «жертвенного» покрытия, железо при этом находится под защитой и не корродирует, но ровно до тех пор, пока на поверхности железа есть цинковое покрытие.
Электролитические цинковые покрытия, как правило, без финишной обработки не применяются. Под финишной обработкой подразумевается создание на поверхности цинка конверсионных пленок (т.е. это защитные покрытия, которые образуются на поверхности цинка химическим путем):
1. Хроматных – это конверсионные пленки на основе соединений шестивалентного хрома. После выдержки в таком растворе, данное покрытие обретает гидрофобность, стойкость к абразивному воздействию, а также приобретает важное качество – способность к «самозалечиванию» – суть которого заключается в том, что при появлении небольших поверхностных повреждений пленки, растворимые соединения хрома под слоем влаги взаимодействуют с цинком и хроматная пленка частично восстанавливается.
2. Фосфатных – это конверсионные покрытия на основе соединений растворов солей фосфорной кислоты.
Достижения современной науки в области электроосаждения цинка сделали возможным получать ярко-блестящие покрытия, с различной цветовой гаммой, что добавляет декоративную функцию к покрытию, помимо защитной.
Цинковые покрытия наносят с целью:
1. Защиты от атмосферной коррозии деталей машин и различных металлических изделий
2. Улучшения внешнего вида
3. Предотвращения контактной коррозии в соединениях деталей из черных металлов с деталями из алюминия и его сплавов.
4. Для защиты от коррозии резьбовых деталей
Толщина цинковых покрытий регламентируется в зависимости от назначения, условий и срока эксплуатации в соответствии с ГОСТ 9.303-84 и колеблется в широких пределах – от 3 до 40 мкм.
Хром Виды покрытий – Справочник химика 21
Защитные покрытия. Слои, искусственно создаваемые на поверхности металлических изделий и сооружений для предохранения их от коррозии, называются защитными покрытиями. Если наряду с защитой от коррозии покрытие служит также для декоративных целей, его называют защитно-декоративным. Выбор вида покрытия зависит от условий, в которых используется металл. Материалами для металлических защитных покрытий могут быть как чистые металлы (цинк, кадмий, алюминий, никель, медь, хром, серебро и др.), так и их сплавы (бронза, латунь и др.). По характеру поведения металлических покрытий при коррозии их можно разделить на катодные и анодные. К катодным покрытиям относятся покрытия, потенциалы которых в данной среде имеют более положительное значение, чем потенциал основного металла. В качестве примеров катодных покрытий на стали можно привести Си, N1, Ag. При повреждении покрытия (или наличии пор) возникает коррозионный элемент, в котором основной материал в поре служит анодом и растворяется, а материал покрытия — катодом, на котором выделяется водород или поглощается кислород (рис. 74). Следовательно, катодные покрытия могут защищать металл от коррозии лишь при отсутствии пор и повреждений покрытия. Анодные покрытия имеют более отрицательный [c.218]С помощью электролиза можно получать покрытия в виде сплавов, содержащих такие металлы, которые не выделяются на катоде в чистом виде или выделяются с очень малыми выходами по току (например, вольфрам, молибден, рений и др.). Были разработаны условия электролитического получения сплавов вольфрам-железо, вольфрам-никель, вольфрам-кобальт, вольфрам-хром, молибден-никель и др. [c.431]
Применение в технике и в других областях. Кобальт находит применение преимущественно в виде сплавов. Сталь, содержащая кобальт, обладает очень большой твердостью и употребляется для изготовления быстрорежущих инструментов. Она получает необыкновенную способность к намагничиванию. Сплав кобальта с хромом и вольфрамом дает стеллит — металл, отличающийся большой твердостью и также применяющийся для изготовления быстрорежущих инструментов. Еще тверже сплавы кобальта, хрома и молибдена. В ювелирном деле употребляют сплавы кобальта с медью и алюминием. В последнее время кобальтом стали пользоваться для кобальтирования, т. е. для покрытия других металлов с целью предохранения их от окисления — коррозии. [c.370]
Оценка внешнего вида покрытия хрома (блестящий, молочный, серый) производится визуально, толщина покрытия рассчитывается по формуле (IV, 16), выход по току — по формуле (IV, 15). [c.230]
Опыт 4. Исследовать влияние плотности тока и температуры на выход по току хрома и внешний вид покрытия. [c.49]
Независимо от вида покрытия в отверстиях, каналах и на других труднодоступных участках деталей со сложным профилем хром, как правило, не осаждается, поэтому следует применять дополнительные аноды. [c.92]
Качественные по внешнему виду покрытия получают при определенном соотношении между плотностью тока, температурой и скоростью протока. При повышении необходимо увеличить температуру и скорость протока электролита. С увеличением скорости протока и повышением температуры улучшается равномерность осаждения хрома. С увеличением /ц от 50 до 150 А/дм зернистость осадков растет, а с повышением температуры от 50 до 65°С и скорости протока от 50 до 100 см/с уменьшается. [c.96]
Защитные поверхностные покрытия металлов. Они бывают металлические (покрытие цинком, оловом, свинцом, никелем, хромом и другими металлами) и неметаллические (покрытие лаком, краской, эмалью и другими веществами). Эти покрытия изолируют металл от внешней среды. Так, кровельное железо покрывают цинком, из оцинкованного железа изготовляют многие изделия бытового и промышленного значения. Слой цинка предохраняет железо от коррозии, так как цинк, хотя и является более активным металлом, чем железо (см. ряд стандартных электродных потенциалов металлов, рис. 5.5), покрыт оксидной пленкой. При повреждениях защитного слоя (царапины, пробои крыш и т. д.) в присутствии влаги возникает гальваническая пара 2п Ре. Катодом (положительным полюсом) является железо, анодом (отрицательным полюсом) — цинк (рис. 5.10). Электроны переходят от цинка к железу, где связываются молекулами кислорода, цинк растворяется, но железо остается защищенным до тех пор, пока не будет разрушен весь слой цинка, на что требуется довольно много времени. Покрытие железных изделий никелем, хромом, помимо защиты от коррозии, придает им красивый внешний вид. [c.164]
Помимо указанных основных недостатков и неполадок, возникающих при нанесении покрытий хромом или сплавами на его основе, следует отметить влияние некоторых металлов на процесс хромирования или состав осадков. Так, сернокислый аммоний ухудшает рассеивающую способность электролита, но повышает стойкость к износу, блеск и эластичность хромовых покрытий. Углекислый кобальт несколько улучшает рассеивающую способность, но ухудшает внешний вид покрытий. [c.100]
Хром толщиной —1 мкм осаждают а) па блестящую после механической или электрохимической полировки поверхность медной фольги б) на образцах, покрытых блестящим никелем (см. работу 5). Выбор условий хромирования приведен в опыте 3. Рабочие размеры образца 2×2 см. Сравнивают внешний вид покрытия с покрытием, полученным на неполированной стали. Отражательную способность покрытий определяют с помощью фотометра (например ФМ-58). [c.46]Внешний вид покрытия оценивают визуально. Покрытие не должно иметь пор,, пузырей, наплывов, шероховатостей и волнистости. Покрытие должно быть однотонным, цвет покрытия зависит от применяемого наполнителя. В случае приме–нения окиси хрома покрытие имеет зеленый цвет. [c.341]
Современная техника моторостроения также нуждается в жаростойких материалах, устойчивых к газовой коррозии. На основе кобальта и хрома был выпущен целый ряд жаропрочных сплавов. Кобальт оказался полезным и в составе массивных магнитов. Известно и большое число кислотоупорных сплавов кобальта с медью, хромом и оловом. Кобальтовое покрытие или электролитический сплав кобальта и никеля очень устойчив, хорошо полируется и имеет красивый вид. Кобальт в настоящее время применяется и как катализатор. [c.400]
Скорость разрушения конструкций в запыленных потоках в большой мере зависит от угла падения потока на испытуемую поверхность. Испытания при 400 °С показали, что при малых углах атаки (основе никеля и карбида хрома, сплавы типа сормайт и т. п.). При больших углах атаки (45—75°), наоборот, износостойкость твердых наплавленных покрытий оказывается в 2—3 раза меньше износостойкости мягкой отожженной Ст. 45 387]. Эти различия необходимо учитывать при разработке покрытий. [c.258]
Хром был впервые электролитически получен в 1854 г. Однако промышленное значение процесс хромирования получил только в двадцатых годах текущего столетия. Первоначально хромирование применяли в декоративных целях, но уже в тридцатых годах оно стало широко использоваться для получения износостойких покрытий, а также Для восстановления изношенных частей деталей машин и станков. В настоящее время хромирование наряду с цинкованием и никелированием является одним из наиболее распространенных видов покрытий. [c.219]
Легкость окисления возрастает в ряду N1 защитное покрытие в виде инертного слоя оксида хрома. Никель защищает железо пассивно, подобно краске или олову на консервной банке. [c.547]
На никелированный таким способом алюминий можно наносить другие виды покрытий, в частности хром. [c.96]
Металлический хром находит разнообразное применение. Он входит в качестве основного легирующего компонента в состав многих важнейших видов конструкционных и нержавеющих сталей (хромистые, хромоникелевые стали). Некоторые сплавы хрома с цветными металлами (хромоникель, хромаль, фехраль и др.) являются основным материалом для изготовления нагревательных элементов лабораторных и производственных электропечей некоторых типов, бытовых электронагревательных приборов. Хром широко используется для поверхностного покрытия металлических изделий (хромирование) с целью повышения их стойкости к коррозии или для увеличения их поверхностной твердости и уменьшения поверхностного износа трущихся деталей. Хромирование применяется также для улучшения внешнего вида изделий и в других целях. [c.142]
Принцип получения металлического покрытия из газа совсем не сложен. Деталь помещают в камеру, подают туда пары карбонила и доводят температуру до точки разложения карбонила. В результате вся поверхность оказывается покрыта тонкой, но прочной пленкой никеля, хрома или молибдена, причем летучие пары проникают во все отверстия и закоулки, так что подобным образом можно металлизировать детали сколь угодно сложной формы, обеспечить им повышенную стойкость к коррозии и красивый внешний вид. [c.133]
Защитить железо от коррозии никелированием можно лишь при наличии сравнительно толстых покрытий, поэтохму в практике широко развито никелирование железа с промежуточным подслоем меди. Иногда применяется комбинированное покрытие первый слой — никель, промежуточный слой — медь из меднокислой ванны и последний слой — никель. Лишь в некоторых случаях необходимо покрывать железо никелем без подслоев меди (например, таким способом никелируют хирургический инструмент, ибо продукты коррозии меди ядовиты также поступают с клише и стереотипами для полиграфического производства с целью получения повышенной поверхностной твердости). Как правило, для защиты никелевых покрытий от механических повреждений и сохранения декоративного вида покрытия на более длительный срок, поверх никеля электролитичеоки осаждают тонкий слой хрома. Для защиты от коррозии в атмосферных условиях суммарная толщина комбинированного покрытия при никелировании составляет 25—30 ц, а для изделий, работающих в жестких условиях, — 45р.. Толщина наружного слоя никеля не должна быть менее 12—15 [c.275]
КЭП с повышенной коррозионной стойкостью получают в том случае, если матрицей служит никель. Это в первую очередь тонкие покрытия, содержащие включения электрохимически нейтральных веществ, обеспечивающих на последующем, завершающем хромовом покрытии множество мельчайших пор. Эти поры способствуют равномерному распределению очагов коррозии на поверхности и предупреждают проникновение коррозии в глубь покрытия. Крупных очагов коррозии, проникающих до основы (сталь) и дающих ржавые пятна, в этом случае не наблюдает-ся . Другой вид покрытий с повышенной химической стойкостью — никель — палладийВ нем частицы палладия (содержание его играет роль катодного протектора. При анодной поляризации это покрытие пассивируется по известному принципу анодной защиты Покрытия, легко пассивирующиеся в окислительных средах, могут быть созданы внедрением и других, более дешевых, чем палладий, катодных присадок (Си, А , графит, электропроводящие оксиды металлов, например Рез04, МпОг) в матрицы никеля, кобальта, железа, хрома [c.56]
По данным Ленинградского вагоностроительного завода им. И. Е. Егорова, при получении окрашенных декоративных покрытий во взвешенном слое из порошка поливинилбутираля количество пигментов составляло 1—5% от массы полимера отдельные пигменты добавляли в большем количестве Хорошие по внешнему виду покрытия получались при применении фталоцианино-вого синего или зеленого в количестве 1%, ультрамарина — 1 — 3%> кадмиевого красного — 2—3%, свинцово-молибдатного крона— 3—5%, окиси хрома—1—5%, бокситов — 2—6%, двуокиси титана—15—20%. В табл. 42 приведены рецептуры цветных покрытий из поливинилбутираля и их цветовые характеристики, определенные на электрофотокалориметре/ КНО-3. [c.206]
Из всех известных в настоящее время металлов больще половины можно О саждать на другие металлы электролитическим способом. Практически осуществляют гальваиичеекие покрытия не менее чем 10— 15 металлами, в том числе больше всего цинком, никелем, медью, хромом, оловом, кадмием, свинцом, серебром и железом. Менее распространены покрытия платиной, родием, палладием, кобальтом, марганцем , мышьяком, индием, ртутью. Покрытия такими металлами, как галлий, нио бий, вольфрам, молибден и рений, в гальванической практике широкого применения не имеют. За последнее время были о саждены электролитически такие виды металлов, как уран, плутоний, актиний, полоний, цезий, торий, а также германий. Получили значительное практическое применение различные тюирытия сплавами, в том числе сплавами олово-цинк, олово-никель, олово-свинец, никель-кобальт, золото-медь и другими. Почти все применяемые виды покрытий можно разбить по их назначению на следующие группы защитные, защитно-декоративные к специальные покрытия. [c.11]
Оценка внешнего вида покрытия хрома (блестящий, молочный, серый) производится визуально, толщина покрытия рассчитывается по формуле (IV.16), выход по току — по формуле (IV.15). Пористость покрытия может быть определена методом цветных индикаторов. Цветным индикатором на железо является раствор, содержащий 10 г/дм Кз[Ре(СЫ)б] и 20 г/дм Na l. Фильтровальная бумага, смоченная таким раствором, накладывается на поверхность хромированного образца, предварительно протертого пастой, известью и тщательно промытого водой. Появление синих точек на фильтровальной бумаге указывает на наличие пор в покрытии. По данным опытов и расчетов составляют таблицу по форме [c.320]
Борьбу с этим очень опасным видом коррозии ведут а) применяя металлы, менее склонные к коррозионному растрескиванию (например, малоуглеродистую сталь, содержащую 0,2% С, с фер-рито-перлитной структурой) б) используя коррозионностойкое легирование (например, сталей хромом, молибденом) в) проводя отжиг деформированных металлов для снятия внутренних напряжений (например, отжиг деформированных латуней) г) создавая в поверхностном слое металла сжимающие напряжения (например, путем обдувки металла дробью или обкаткой роликом) д) тщательной (тонкой) обработкой поверхности для уменьшения на ней механических дефектов е) проводя обработку коррозионной среды (например, питательной воды котлов высокого давления) ж) вводя в электролит замедлители коррозии з) нанося защитные покрытия [c.335]
Покрытия сурьмой могут для отдельных изделий заменить хромо к покрытия. Покрытия сурьмой, как и хромом, сохраняют свой блеск (не тускнеют). Осадки толщиной 25 м/с образуются вязкими, полублестя ШИ, беспористыми. Они выдерживают значительные деформации изгиба. Покрытия висмутом имеют серебристо-матовый оттенок. Плотные вязкие, прочно сцепляющиеся с основным металлом. Практически беспо 1ГИСТЫМИ покрытия становятся при толщине 5 мк. Со временем осадки виста темнеют, приобретая вид вороненой стали. [c.67]
В первую очередь было предпринято исследование системы хром—стекло 366 в виде покрытия на Ст.З. Из смеси порошков стекла и хрома готовились водные суспензии — шликеры. В качестве добавки, предотвращающей оседание частиц, применялся бентонит. Помол шликеров производился до прохождения без остатка через сито 10 ООО отв см . Температура обжига покрытий колебалась в пределах 1200—1300° С. Обжиг осуществлялся в нейтральной атмосфере (аргон). В табл. 40 приведены некоторые свойства стеклохромовых покрытий. [c.317]
Новые ванны цинкования. Кроме уже упоминаемой низкоцианидной ванны уже много лет известны бесцианидные щелочные ванны, содержащие несколько граммов оксида цинка и несколько десятков граммов едкого натра в 1 л ванны. Но из-за непривлекательного вида покрытий промышленное внедрение этих ванн сдерживается. Известны разработки, в которых предусмотрено применение щелочных ванн в промышленных условиях, возможное в результате применения органических добавок, улучшающих структуру покрытий и позволяющих проводить цинкование. Чрезвычайно широко применяют слабо-кислые ванны, дающие весьма красивые покрытия, напоминающие декоративный хром. Это были кислые аммо-нийхлоридные ванны, создающие определенные трудности при очистке сточных вод. Затем их улучшили, заменив хлориды аммония хлоридом кальция. [c.97]
В настоящее время имеются методы осаждения в виде покрытий 12 металлов (см. табл. 6) в основном это элементы групп железа, меди и платины. В литературе, особенно патентной, описано получение химическим путем покрытий хромом, кадмием. Однако в этих случаях возникают некоторые сомнения относительно характера таких процессов. Так, все попытки реализовать автокаталитнческий процесс восстановления хрома, описанный в ряде патентов, оказались безуспешными. С помощью растворенных восстановителей не удается вообще восстановить ионы хрома до металла из водных растворов возможно только контактное осаждение хрома при использовании алюминия. Для кадмия описаны лишь методы осаждения на металлы однако в таком случае не исключена возможность иммерсионного осаждения покрытия — восстановления за счет растворения металла основы. Поэтому автокаталитнческий характер подобных процессов должен быть доказан путем осаждения покрытия на тот же металл или на инертную подложку диэлектрика. [c.58]
Если процесс электроосаждения ингибируется, то металл покрытия становится более твердым, менее пластичным и увеличивается его временное сопротивление. Твердость металлических покрытий, полученных из кислых растворов аквокатионов, возрастает при повышении pH примерно до значения, при котором происходит осаждение гидроокиси. Одновременно осаждающаяся окись действует как добавка, способствуя образованию мелкозернистых твердых покрытий. Твердые никелевые покрытия, применяемые в машиностроении, получают в ваннах с высоким значением pH. Многие другие металлы также могут быть нанесены в очень твердой форме электроосаждением из ингибированных ванн, но такие покрытия склонны к охрупчиванию под действием высоких внутренних напряжений, так что реальный предел прочности на растяжение для таких покрытий трудно определить. Пластичность непрерывно падает с повышением твердости, поэтому покрытие становится все более чувствительным к повреждению при ударных воздействиях, понижая тем самым свои защитные свойства в случае, если оно является катодом по отношению к подложке. Некоторые случаи применения гальваностегии рассчитаны на получение необычайно твердых износостойких видов покрытий из коррозионно-стойких металлов. Тонкие покрытия хрома и никеля часто наносят на изделия из стали с целью одновременного достижения высокой стойкости к износу и к коррозии. Толстые, или машиностроительные, гальванические хромовые покрытия постоянно растрескиваются в процессе электроосаждения, но тут же вновь зарастают, так что ни одна из трещин не проходит насквозь через все покрытие. Толстые хромовые покрытия практически не обладают пластичностью и вследствие наличия в них дефектов структуры имеют низкую эффективную прочность. Эти покрытия лучше служат на жестких подложках. [c.353]
ГЛАЗУРЬ (нем. Glas — стекло) — тонкое стекловидное покрытие на керамических изделиях, получаемое нанесением на поверхность изделия кремнезема и глиноземно-щелочных силикатов и оксидов металлов с последующим обжигом в печах при температуре до 1400° С. Глазурованные керамические изделия водонепроницаемы, устойчивы против действия кислот и щелочей, имеют привлекательный внешний вид. Сырьем для изготовления Г. служат кварц, полевой шпат, карбонаты кальция или магния, каолин, сода, поташ, селитра, бура, хлорид натрия, свинцовый сурик и др. Для окрашивания Г. в их состав вводят оксиды или соли кобальта, меди, хрома, марганца, железа и др., которые при сплавлении растворяются в Г. с образованием окрашенных силикатов. Для получения Г. белого цвета добавляют 5—10% криолита, диоксида олова или циркония. [c.76]
Никель мало устойчив в атмосфере промышленных районов. При этом покрытия теряют зеркальный вид, отражательную способность (тускнение) вследствие образования пленки основного сульфата никеля И, 2]. Для предотвраш,ения потускнения на никеле электролитически осаждают очень тонкий (от 0,0003 до 0,0008 мм) слой хрома. Такое покрытие иногда называют хромовым, хотя на самом деле в основном оно состоит из никеля. [c.189]
Окисление паров бензина растворителя БР-2 в пластинчатом модуле с катализаторным покрытием на основе щихты оксидного медно-хромобариевого катализатора и алюмохромофосфатного адгезива пoкaзaJЮ, что зависимость константы скорости реакции окисления паров БР-2 от температуры, как и при окислении остальных рассмотренных примесей органических веществ, описывается уравнением Аррениуса (рис. 5.5), причем энергия активации реакции окисления в среднем составляет 19,4 кДж/моль и довольно близка к ее расчетным значениям для иных видов катализаторных покрытий, содержащих оксиды меди и хрома (табл. 5.6). [c.173]
Другим интересным применением электролиза является покрытие металлов. Если, например, в только что описашюй электролитической ячейке вместо меди сделать катодом какой-либо другой металл, в процессе электролиза на нем будет образовываться медное покрытие. Покрытие одного металла другим в электролитической ячейке называется электропокрытием (электроосаждением). Предмет, на который хотят нанести покрытие, делают катодом в электролитической ячейке. Металл, который наносят на. яругие поверхности, делают анодом, как показано на рис. 19.14. Электропокрытие защищает различные предметы от коррозии и улучшает их внешний вид. Многие наружные части автомобилей, например бамперы и дверные ручки, электролитически покрывают хромом. [c.227]
Защитно-декоративное хромирование изделий из цинкового сплава (литья под давлением)
Изделия из цинкового сплава широко применяют в автомобильной промышленности, в производстве других видов транспорта, предметов широкого потребления и т. д. Так, например, около 40% деталей кузова легкового автомобиля изготавливают литьем под давлением цинкового сплава. Большая часть таких деталей подвергается защитно-декоративному хромированию по схеме медь — никель — хром. Поскольку толщина хромового покрытия незначительна, то не исключается возможность работы короткозамкнутых элементов никель — хром, причем в обычной атмосфере никель является анодом в паре с хромом. Кроме того, цинковый сплав сам по себе относится к категории материалов с невысокой коррозионной стойкостью.
Несравненно чаще приходится сталкиваться с коррозией хромированных изделий из цинкового сплава, чем с коррозией стальных, хромированных деталей, причем коррозия цинкового сплава проявляется в виде вздутий, в то время как коррозия стальных деталей после защитно-декоративного хромирования обычно проявляется в виде ржавых пятен. 1 Встречающиеся иногда в литературе, особенно патентной, рекомендации непосредственного хромирования цинкового сплава без промежуточного меднения и никелирования не выдерживают никакой критики. Во-первых, коэффициенты линейного расширения цинка и хрома настолько отличаются друг от друга, что в процессе эксплуатации изделий неизбежно образование трещин, в которых интенсивно будет корродировать цинк, а объемистые продукты коррозии цинка будут приподымать (вздувать) лежащее над ним хромовое покрытие. Во-вторых, вследствие пористости самого цинкового литья, в нем застревают обезжиривающие, травильные и другие растворы, и вследствие амфотерности цинка происходит непрерывное взаимодействие его с застрявшими растворами, что также приводит к образованию вздутий.
Изысканию методов усовершенствования защитно-декоративного хромирования изделий из цинкового литья под давлением посвящено большое число исследований, главным образом Американским институтом цинка и Институтом американской телефонной компании.
В целях повышения коррозионной устойчивости хромированных цинковых сплавов было исследовано около 50 различных вариантов хромирования с промежуточным меднением и никелированием. На основании этих исследований были установлены следующие три варианта: 1) с применением двухслойного никеля поверх обычной меди и под обычным хромом; 2) с применением блестящего, беспористого хрома, несколько повышенной против обычной толщины в сочетании с двухслойным никелем и обычной медью; 3) с применением хромового покрытия с микротрещинами по блестящему никелю и обычной меди.
Измерения электродных потенциалов и коррозионных токов на моделях из блестящего никеля и пассивного хрома показали, что скорость коррозионного процесса может быть существенно уменьшена при добавлении к коррозионной среде небольшого количества соединения шестивалентного хрома. Так, добавление 0,01% Na2Cr2O7 к 5%-ному NaCl снижает скорость коррозии до 5%. Это наблюдение дало основание искать причину замедления коррозии в пленке. Из различных методов обработки поверхности хромированного цинка лучшие результаты были получены при катодной обработке в течение 30 с в растворе, содержащем 5 г/л Na2Cr2O7. Плотность тока при катодной обработке 5— 10 мА/дм2 температура 25—27° С. Оптическим методом не удалось обнаружить пленку; рентгенографически было установлено, что пленка в основном состоит из гидратированной окиси хрома и имеет толщину, превышающую 50 Å.
Ускоренные коррозионные испытания, осуществлявшиеся путем распыления раствора медной соли показали, что катодная обработка хромированных цинковых образцов в растворе бихромата натрия оказывает ингибирующее действие на коррозию никеля в порах тонкого (0,25 мкм) слоя хрома. Если без катодной обработки поверхностные дефекты прокорродировавшего никеля под действием струи медной соли появлялись через 18 ч, то после катодной обработки — через 90 ч.
Механическое воздействие, например, окисью магния снимает пленку, образующуюся при катодной обработке в растворе бихромата натрия, но, по-видимому, не всегда полностью, о чем можно судить по результатам некоторых коррозионных испытаний.
При ускоренных испытаниях распылением струи медной соли очаги коррозии основного металла (цинкового сплава) в виде вздутий показывались через 108 ч на образцах, не подвергнутых катодной обработке или подвергнутых с последующей чисткой окисью магния; на образцах, обработанных без последующего механического воздействия, такие очаги появлялись лишь после 252 ч распыления медного раствора. Наружные испытания в различных районах США хромированных цинковых образцов с катодной обработкой в бихромате натрия и без нее дали те же результаты. На цинковых образцах, покрытых медью, двухслойным никелем общей толщиной 30 мкм и хромом толщиной 0,25 мкм с последующей катодной обработкой в бихромате точечные дефекты спустя 10 месяцев были значительно меньше, чем через 5 месяцев на образцах с такими же покрытиями, но без катодной обработки в бихромате натрия. В районе Детройта очагов коррозии на катодно обработанных образцах спустя 10 месяцев было столько же, сколько спустя 5 месяцев на образцах без катодной обработки.
Помимо повышения коррозионной стойкости хромированных цинковых образцов, пленка, образующаяся при катодной обработке в бихромате натрия, повышает также адгезию лакокрасочных покрытий. Установлено целесообразным в раствор бихромата натрия вводить небольшое количество сернокислого хрома, в присутствии которого пленка приобретает повышенное сопротивление механическим воздействиям. Для катодной обработки хромированного цинка рекомендуется следующий состав раствора (г/л) и оптимальный режим: Na2Cr2O72H2O – 50, Cr2(SO4)3 — 1, рН=2,0÷2,3, аноды из нержавеющей стали, продолжительность обработки 1—2 мин.
При обработке, не превышающей 2,5 мин, получается тонкая, невидимая пленка. При прохождении 1,5 А·мин/дм2 пленка получается толще и окрашивается в синий или коричневый цвет.
На сопротивляемость пленки механическим воздействиям влияет температура и рН раствора. С повышением температуры до 94° С сопротивление пленки механическим воздействиям возрастает. Не рекомендуется поддерживать значения рН раствора ниже 1,5 и выше 2,5.
Приведенный метод дополнительной катодной обработки хромированного цинка существенно не повышает общую стоимость процесса и достаточно технологичен.
Цинк-ламельное покрытие: революция в антикоррозионной защите
Ежегодно 10% производимых металлов приходит в негодность из-за ржавчины, что оценивается десятками миллиардов долларов. Это сопоставимо с годовым объёмом продукции крупного металлургического завода. Сберечь оборудование и избежать убытков поможет антикоррозионная защита металла.
Виды антикоррозионной защиты
Существует два основных вида антикоррозионной защиты:
- Легирование. В обычную углеродистую сталь добавляют различные легирующие элементы: хром, никель, молибден, титан, бор и другие химические элементы, препятствующие окислению металла. В результате получаются стали со множеством специальных свойств. Наиболее распространённый вариант для крепежа – это нержавеющие аустенитные стали марок А2 и А4.
- Антикоррозионное покрытие металла. На изделии создаётся барьерный слой, устойчивый к воздействию окружающей среды. Для этого используется краска, лак, эмаль, оксидная плёнка или металл – хром, никель, кадмий, а чаще всего цинк. Покрытие крепежа цинком или его сплавом называется цинкованием (оцинковкой) – это наиболее популярный и доступный способ защиты металлических изделий от ржавчины.
Самые популярные типы цинкования – гальваническое, горячее и термодиффузное и цинк-ламельное.
- Гальванический способ – это цинкование путём электролиза. Даёт наименее стойкое покрытие толщиной 4–20 мкм, не рассчитанное на жёсткие условия эксплуатации, из-за чего этот вид покрытия ещё называют декоративным. Выдерживает внешние воздействия класса С1. Из плюсов – яркий металлический блеск деталей (привлекательный внешний вид), низкая цена и возможность точно дозировать толщину покрытия. Из минусов – опасность водородного охрупчивания при гальваническом цинковании высокопрочных сталей (на крепеже класса прочности выше 8.8) и грязное с точки зрения экологии производство.
- «Горячее» цинкование – оцинковка металла путём окунания в ванну с расплавленным цинком при температуре около 460 °C. Простой, недорогой и надёжный способ нанесения защитного покрытия. Толщина цинкового слоя составляет 40-60 мкм, что позволяет выдерживать нагрузки классов С3 и С4.Главное достоинство – высокие антикоррозийные свойства (изделие прослужит до 50 лет). Даже при появлении царапин или сколов на поверхности защитные свойства покрытия будут препятствовать образованию ржавчины. Недостатком технологии является неравномерность толщины покрытия (наплывы цинка достигают 1 мм). Из-за этого её нельзя использовать для защиты деталей, требующих высокой точности изготовления (нельзя применять для крепежа меньше М8). В результате «горячего» цинкования детали получаются матовыми, без металлического блеска.
- Термодиффузное цинкование (шерардизация) – насыщение верхнего слоя металлического изделия цинком (термодиффузный слой). Достаточно сложная и дорогая технология нанесения защиты. Производится в разогретых вращающихся центрифугах с цинковой пылью. Температура в контейнере достигает 290–450 °C. Шерардизация позволяет получить толщину покрытия в диапазоне от 6 до 110 мкм, причём покрытие образуется ровное и беспористое, с высокой адгезией к подложке. Защитная способность такого покрытия в 3–5 раз выше, чем у гальванического, и сравнима с горячецинковым. Этот способ используется для защиты металлопродукции специального назначения, например, для деталей железнодорожного транспорта. К минусам стоит отнести небольшую производительность, лимитируемую объёмами камер для цинкования, ограничение размера деталей размером контейнера и отсутствие декоративных свойств у диффузионного покрытия (серые тона, отсутствие блеска).
Свойство/вид покрытия |
Гальваническое цинкование |
Горячее цинкование |
Термодиффузионное цинкование |
Цинк-ламельное покрытие |
Толщина |
5–12 мкм |
55–85 мкм |
6–110 мкм |
4–20 мкм |
Стойкость в соляном тумане до появления коррозии |
24–96 часов |
450–850 часов |
До 1500 часов |
Более 2000 часов |
Достоинство метода |
Позволяет обрабатывать детали сложной формы из тонкого металла, позволяет наносить покрытие на металл после операции сварки |
Высокая коррозионная стойкость, для крупных деталей – высокая скорость нанесения покрытия |
Мощная коррозионная защита и высокая адгезия к подложке (сцепление слоёв). Тонкий слой покрытия |
Высочайшая коррозионная стойкость. Простота нанесения на детали сложной формы. Мягкие требования к толщине материала базы. Отсутствие водородного охрупчивания на высокопрочных изделиях. Высокая стойкость к перепадам температур и воздействию химикатов |
Недостатки |
Низкая коррозионная стойкость, длительное время нанесения покрытия, высокие требования к подготовке поверхности |
Требования к минимальной толщине детали во избежание коробления вследствие высокой температуры при нанесении, сложность покрытия деталей средних и малых размеров |
Небольшая производительность; ограничение размера деталей, на которые наносится покрытие; дороговизна и сложность технологии |
Высокие требования к подготовке поверхности. Необходимость операции спекания в сушильном шкафу, что затруднительно для крупногабаритных деталей |
Лучше всего из перечисленных видов цинкования от коррозии защищают «горячее» и термодиффузное. Однако у них есть недостатки: сложная и дорогая технология нанесения либо ограничения в типах и размерах деталей, которые покрываются цинком.
В 70-е годы прошлого века, когда развитие промышленности и строительства потребовало новых решений, инженеры стали искать альтернативные виды антикоррозионной защиты – технологически простые и максимально эффективные. Тогда в США разработали и запатентовали новую систему покрытия – цинк-ламельную. При малой толщине слоя (6-12 мкм) данное покрытие обеспечило высокую степень антикоррозионной защиты. Также эта технология препятствует охрупчиванию металла под воздействием водорода.
Свойства
Цинк-ламельное покрытие содержит до 80% цинковых чешуек (ламелей), 10% алюминиевых и связующую основу (акриловые, уретановые, эпоксидные и кремнийорганические смолы). Микроскопические чешуйки расположены параллельно, поэтому перекрывают друг друга, не оставляя «пробелов» на металлической поверхности, куда мог бы попасть кислород. Кроме того, скорость окисления алюминия ниже, чем цинка, поэтому цинк-алюминиевое покрытие в 3 раза устойчивее к коррозии, чем стандартное горячеоцинкованное покрытие.
Цинк-ламельное покрытие можно наносить не только на чёрный металл, но и на оцинкованную сталь, никель, алюминий, медь, нержавеющую сталь и другие металлы. При необходимости на базовое покрытие наносятся дополнительные слои, которые повышают коррозионную и химическую устойчивость, придают нужный цвет и увеличивают износостойкость.
Преимущества цинк-ламельного покрытияВысокая коррозионная защита (более 2000 часов в камере соляного тумана до появления ржавчины)
Стойкость к перепадам температур
Высокая стойкость к воздействию химикатов
Контролируемый коэффициент трения, который позволяет регулировать момент затяжки
Отсутствие водородного охрупчивания на высокопрочных изделиях
Заданная электропроводность
Экологичность (отсутствие вредного шестивалентного хрома)
Широкая цветовая гамма
Надёжность в резьбовых соединениях
Способы нанесения покрытия
- Распыление. Материал наносится на поверхность подготовленных деталей с помощью пистолета-распылителя вручную или на автоматизированной установке. Размер деталей ограничивается только возможностями условий подготовки и дальнейшей термообработки.
- Погружение с центрифугированием. Детали загружаются в контейнер с покрывающим составом. Остатки удаляются в центрифуге. Применяется для мелких деталей.
- Погружение с центрифугированием на оснастке. Детали фиксируются на оснастке, а затем вместе с ней погружаются в состав, центрифугируются и помещаются в печь. Применяется для особо ответственных деталей средних размеров.
- Погружение с вытягиванием. Детали погружаются в жидкую среду покрытия, после этого плавно вынимаются. Применяется для покрытия крупных деталей.
Отметим, что перед нанесением покрытия детали тщательно готовят. Поскольку при травлении серной или соляной кислотой в структуру стали проникает водород и детали становятся хрупкими, для очистки изделия перед нанесением цинк-ламельного покрытия используется другой способ. Поверхность обезжиривается водно-щелочным раствором, затем окалина и ржавчина удаляются дробемётной обработкой – стальными микрочастицами в виде шариков, которые ускоряются в турбине.
Кроме того, после нанесения каждого слоя цинк-ламельного покрытия происходит процесс сушки-спекания: изделия поступают в печь, разогретую до 200 °С, 240 °С или 320 °С. Таким образом покрытие структурируется и образуется однородный, тонкий, адгезионно-прочный и сухой слой.
Применение цинк-ламельного покрытия
- Транспортное машиностроение
Цинк-ламельное покрытие обычно наносится на стальные болты, гайки, шайбы, шпильки, винты, саморезы, анкеры, пружины, детали из листовой стали, элементы конструкций и др. В ветроэнергетических установках такое покрытие наносится на детали с резьбой.
Цинк-ламельное покрытие особенно подходит для высокопрочных болтов, винтов, шпилек (класс прочности 10.9 и выше), высокопрочных гаек (класс прочности 10 и выше), деталей конструкций с пределом прочности более 1000 Н/мм² или твёрдостью по Викерсу более 320 HV, чтобы избежать водородного охрупчивания.
ВыводСреди всех видов покрытия цинк-ламельное заметно превосходит аналогичные, выигрывая по физическим и эстетическим параметрам. Несмотря на то, что детали покрываются тонким слоем состава и полностью сохраняют свою форму, они на 100% защищены от коррозии, а металл – от проникновения водорода и охрупчивания. Такое покрытие выдерживает максимальный класс нагрузки – С5. Его просто наносить на детали сложной формы, а требования к толщине материала базы минимальны. Несмотря на очевидные преимущества цинк-ламельного покрытия, в России его пока используют предприятия, которые можно сосчитать по пальцам одной руки.
Заказать изделия с цинк-ламельным покрытием, а также ознакомиться с российскими и международными стандартами применения данного материала вы можете на сайте ЦКИ.
Выступление специалиста в области цинк-ламельных покрытий Максима Крепака в рамках VII специализированной конференции «Крепёж. Качество и ответственность».
Понравился материал?
Хроматные покрытия – Справочник химика 21
Хроматные покрытия наносят на поверхности цинковых, оцинкованных или кадмированных деталей. Применяются они также для защиты от коррозии деталей из магния, меди, алюминия и других металлов. Основным компонентом хро-матных покрытий являются соединения трех- и шестивалентного хрома и хромата металла основы. Тонкие, светлые покрытия состоят преимущественно из соединений трехвалентного хрома, тогда как более толстые слои желтого цвета содержат одновременно соединения трех- и шестивалентного хрома. Процесс хроматирования осуществляется в растворе, содержащем чаще всего хромовый ангидрид, бихромат натрия или калия, небольшие количества серной и азотной кислот, а также активаторы — муравьиную кислоту, хлорное железо, нитрат цинка. [c.129]ХРОМАТНЫЕ ПОКРЫТИЯ на цинке получают, погружая очищенный металл на несколько секунд в раствор бихромата натрия (например, 200 г/л), подкисленный серной кислотой (например, 8 мл/л) при комнатной температуре, а затем подвергая его промывке и сушке (хроматирование). Хромат цинка, образующийся на поверхности, придает ей желтоватый цвет и защищает металл от образования пятен и изменения цвета под действием сконденсированной влаги. Он несколько увеличивает также срок службы цинка в атмосферных условиях. Аналогичные покрытия рекомендуются и для нанесения поверх цинк-алюминиевых [131 и кадмиевых покрытий на стали. [c.247]
Толстые хроматные покрытия после осветления можно окрашивать в водных растворах некоторых органических красителей. Это очень рекламировалось разными фирмами, однако такой процесс не нашел практического применения из-за малой стойкости получаемого цвета. [c.107]
Процесс нанесения хроматных покрытий. состоит из следующих операций [c.188]
Хроматирование применяют на цинке, алюминии, магнии и латуни. Обработку проводят, используя водный раствор хромовой кислоты или хромата, часто содержащий другие добавки, например фосфорную и соляную кислоты. На поверхности образуется тонкое (0,1-2,0 г/м ) хроматное покрытие зеленого, желтого, черного или бледно-голубого цвета, которое заметно улучшает ее коррозионную стойкость. Хроматирование широко применяют для оцинкованной стали с целью защитить ее от образования белой ржавчины во время транспортировки и хранения. Его значительное неудобство состоит, однако, в том, что у работающих с некоторыми типами хроматированных материалов, может возникнуть аллергическая экзема в результате контакта с шестивалентным хромом. Другое неудобство состоит в том, что такие средства защиты от белой ржавчины труднее удаляются и могут впоследствии затруднить окрашивание. В настоящее время предпринимают значительные усилия чтобы разработать эффективную защиту против белой ржавчины, не имеющую недостатков свойственных хроматированию. [c.84]
Хроматирование широко применяют так же для алюминия, как при его подготовке к окрашиванию, так и для получения самостоятельного декоративного покрытия. Желтое хроматирование улучшает адгезию лакокрасочного покрытие к алюминиевой поверхности. Зеленые хроматные покрытия (без окрашивания) часто можно видеть в Швеции на алюминиевых крышах. [c.84]
Предложенное хроматное покрытие хорошо защищает алюминий от коррозии под слоем краски, так как наряду с ионом хромата содержит ионы бария, нитрата и фторсиликата. Это покрытие на алюминии противостоит воздействию солевого тумана в течение 386 ч. Покрытие образуется на металле при комнатной температуре в течение 1 мин pH раствора поддерживается в пределах 1,2—1,6. Для его при- [c.117]
С какой целью наносятся фосфатные и хроматные покрытия [c.191]
Хроматные покрытия наносятся как сами по себе, так и под окраску. Они становятся неэффективными прч удалении из пленки (под действием влаги) всего шестивалентного хрома или после нагревания. Они могут лакироваться и окрашиваться. [c.157]
Комбинированное хром-хроматное покрытие также обладает более высокой защитной способностью по сравне нию с хромовым. Хром-хроматное покрытие можно получить обработкой полученного хромового покрытия на катоде в растворе хромового ангидрида 50. .. 100 г/л и гидроокисей или карбонатов щелочных или щелочноземельных металлов, взятых в количестве 20. .. 50 % от массы хромового ангидрида. На поверхности хромовых покрытий образуются плотные прочные прозрачные пленки хроматов. [c.692]
Главными компонентами хроматных покрытий являются соединения трех- и шестивалентного хрома и хроматы металла-основы. Тонкие (светлые) покрытия состоят преимущественно из соединений трехвалентного хрома, в то время как толстые (желтые) слои содержат одновременно соединения Сг (III) и Сг (VI). Соединения шести валентного хрома легче растворяются в водных растворах, именно поэтому твердость и коррозионная стойкость покрытия определяется наличием соединений трехвалентного хрома. Для получения покрытий повышенной твердости проводится дополнительная операция ( осветление ), заключающаяся в том, что предметы с цинковой или кадмиевой поверхностью погружают на 5—10 с в 2%-ный раствор едкого натра. [c.188]
Защитное действие этих хроматных покрытий невелико. Но во многих случаях бывает достаточным увеличение коррозионной стойкости в 15 раз 536], Если же необходимо получить очень хорошую защиту, то целесообразнее на хроматную пленку или иа цинковое покрытие, подвергнутое другой предварительной обработке, нанести слой лака. Предварительное хроматирование цинкового слоя или обработка другим способом даст при этом сцепляющий подслой [53в]. [c.705]
Хроматные покрытия на цинке [c.929]
О фосфатных и хроматных покрытиях, получаемых химическими способами см. стр. 59. [c.106]
ХРОМАТНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ЦИНКЕ [c.929]
Радужный оттенок, вызванный хроматированием, можно удалить в осветляющей ванне, содержащей едкий натр ( 20 г/л) за 5—10 с при комнатной температуре. После осветления необходима очень тщательная промывка. Осветление снижает в определенной степени защитные свойства хроматных покрытий и применяется в том случае, когда радужный цвет не приемлем. [c.107]
Хроматное покрытие затрудняет пайку, особенно когда оно получено в растворах, дающих интенсивное окрашивание слоя. В таких случаях следует не применять хроматирования или наносить очень тонкие слои, сократив время обработки. Ванны для хроматирования — из винипласта. Нагрев не нужен, если температура в помещении >18°С. [c.107]
Стандарты на хроматные покрытия [c.108]
Стандарт PN-82/H-97018 на обычные хроматные покрытия на цинке и кадмии содержит ряд подробностей, с которыми должны быть ознакомлены работники мастерских, занятые цинкованием и кадмированием. [c.108]
Норма предусматривает следующие виды хроматных покрытий А — бесцветные с легким голубым оттенком, В — бесцветное с легким опаловым оттенком, С — желтое, О — оливковое. [c.108]
Методы получения хроматных покрытий. В последние годы разработано несколько усовершенствованных методов получения хроматных покрытий, обеспечивающих быструю обработку по- [c.526]
При обработке цинка или кадмия в подкисленном растворе бихромата наибольшая скорость роста пленки наблюдается в первые 15—20 с, после чего она уменьшается, а через 50—60 с рост пленки прекращается. Предельная толщина пленки зависит от температуры раствора, кислотности и содержания в нем ионов-активаторов. С учетом этого детали с пассивированным цинковым или кадмиевым покрытиями не следует промывать в горячей воде — при этом может произойти частичное растворение хроматов, а сушка деталей при температуре выше 70 С способствует разложению компонентов пленки. В обоих случаях будет ухудшаться защитная способность покрытий. При 120 °С хроматное покрытие разрушается. [c.269]
Хроматные покрытия на магниевых сплавах 931 [c.931]
ХРОМАТНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МАГНИЕВЫХ СПЛАВАХ [c.931]
Пример хроматное покрытие получено из раствора, содержащего, г/л СгО, 6, Ba(N03>j 2, Na SiFj 1,4. Раствором обрабатывают алюминиевые сплавы 6063 и 7075, которые используются для архитектурного оформления зданий. Показатель pH раствора поддерживается в пределах 1,3—1,4. Время обработки сплава раствором составляет 1 мин при температуре 29 °С получаемое покрытие бесцветно. Покрытие подвергалось и пытaниюJв 5 %-ном солевом тумане согласно MIL- -5541A в течение 336 ч. По окончании испытаний следов коррозии не наблюдалось. [c.118]
Хроматные покрытия образуют окисную пленку, пассивирующую поверхность металла. Толщина хроматной пленки достигает 1 мкм. При хорошей подготовке поверхности металла и правильном проведении пассивации пленка получается беспори-стой и прочно сцепляется с основой. Хроматные покрытия иногда применяются в качестве подслоя перед нанесением лакокрасочных или других органических покрытий. Хроматирование используется для защиты алюминия, серебра, магния, кадмия, цинка. [c.56]
Хроматные покрытия чаще всего создаются на поверхности цинковых или оцинкованных изделий, а также на поверхности кадмнрованных деталей. Они также применяются для защиты магния, меди, алюминия и других металлов. [c.188]
Коррозионная стойкость хроматных покрытий Иридит на различных металлах [c.656]
Способ подготовки поверхности зависит от природы склеиваемых материалов, конструктивных особенностей изделия, условий эксплуатации и типа используемого клея. Способь подготовки поверхности можно резделить на физические (механические), химические и физико-химические. Наиболее эффективны химические способы. Для повышения коррозионной стойкости соединений на склеиваемые поверхности после обработки или непосредственно после обезжиривания целесообразно наносить защитные покрытия (хроматные покрытия, анодные пленки и т. д.). Склеивание деталей со свежеподготовленными поверхностями, как правило, повышает прочность и долговечность клеевых соединений [252, с. 32]. [c.156]
Укажем ряд стандартов ПНР, пригодных для практики работы мастерских РМ-82/Н-97005 — Электролитические цинковые покрытия , РЫ-82/Н-97008 — Электролитические кадмиевые покрытия , РЫ-74/Н-97011 — Электролитические оловянные покрытия на стали, меди и ее сплавах , РН-81/Н-97010 — Электролитические серебряные покрытия , РМ-83/Н-97006 — Электролитические никелевые, никельхромовые и медьникельхромовые покрытия , PN-83/H-97009 — Электролитические никелевые и никельхромовые покрытия на меди и ее сплавах , РН-83/Н-97017 — Электролитические медьни-келевые и медьникельхромовые покрытия на сплавах цинка , РЫ-82/Н-97018 — Хроматные покрытия на цинке и кадмии , РМ-80/Н-04605 — Определение толщины металлических покрытий разрушающими методами , РН-79/Н-04607 — Электролитические металлические покрытия. Определение сцепляемости качественными методами , РН-76/Н-04623 — Измерение толщины металлических покрытий неразрушающими методами , РН-73/Н-04652 — Металлические покрытия. Назначение и обозначение , РК-80/Н-97023 — Анодные оксидные покрытия на алюминии , РК-68/Н-04650 — Классификация климатов. Способы изготовления технических изделий , РМ-71/Н-04651 — Классификация и определение агрессивности коррозионных сред , РЫ-72/Н-01015 — Гальванотехника. Названия и определения [c.28]
Хроматные пленки, полученные указанными способами, обладали достаточным сцеплением с основой и коррозионной стойкостью, позволяющей рекомендовать эти хроматные покрытия для проверки на опытной партии алюминиевых радиаторов автомащин. [c.100]
Хроматные покрытия наносят на цинк погружением очищенного металла на несколько секунд в раствор бихромата натрия, подкисленного Н2504 (например, 200 г/л ЧааСгзО , [c.198]
Хромат цинка против хрома
Образование, Алоха и большинство
весело вы можете получить в отделке
Интернет-ресурс №1 в мире с 1989 года
—–2004
Я импортер стеллажей. Я продаю этот стеллаж дилерам ресторанного оборудования в США. Мои стеллажи покрыты хроматом цинка и используются ресторанами для «сухого» хранения всего, что вам может понадобиться поставить на полку в ресторане. Другие производители используют для этих же стеллажей хромирование.
Вопросы: Какое покрытие является более долговечным или с наименьшей вероятностью выкрашивания и последующей коррозии? Есть потенциальные клиенты, которые отказываются покупать мою полку из хромата цинка, потому что им сказали, что хром – лучшее покрытие. Хром – лучшая отделка? Или только дороже? В чем разница между цинковым покрытием, хроматом цинка и хромированным покрытием? В настоящее время я продаю около двадцати пяти 40-футовых контейнеров этого стеллажа в год. Каждый контейнер имеет ок. 3500 полок различных размеров от 18 “x24” до 24 дюйма x 72 дюйма.
Ваш ответ был бы мне очень полезен. Спасибо.
NICK BLANEYрешетчатые стеллажи для ресторанов – Ломита, Калифорния, США
2004
Хромат – это верхнее покрытие, которое наносится на оцинкованные предметы, чтобы предотвратить появление белой ржавчины. Нет никакой реальной разницы между цинковым покрытием и покрытием с хроматом цинка, потому что (хотя сейчас есть некоторые верхние покрытия без хроматов) цинкование всегда является верхним покрытием.
Хромирование – это совершенно другая отделка, сталь сначала никелированная, затем хромированная.По мнению большинства, Chrome более привлекателен (он более блестящий). Это также дороже.
Одна из моих любимых виньеток, полностью применимая к этому вопросу, – из книги Питерса и Уотермана «В поисках совершенства», в которой они предлагают рестораторам, которые хотят предложить качественный салат по разумной цене, сосредоточить свои усилия на том, чтобы убедиться, что салат всегда свежий, а не охота за дешевыми артишоками.
Иными словами, в то время как высококачественное хромирование бампера грузовика может прослужить десятилетия в самых тяжелых условиях, очень легко нанести действительно плохое хромирование, которое ускоряет ржавление и разрушение, а не замедляет его.Поскольку никель является анодным по отношению к стали, при наличии точечного отверстия или пористости хромоникелевое покрытие заставляет сталь быстро ржаветь. Напротив, поскольку цинк обеспечивает катодную защиту стали, он всегда защищает сталь, никогда не повреждает ее , поэтому сделать действительно плохую работу намного сложнее 🙂
Тед Муни, P.E.
Стремление к жизни Алоха
finish.com – Пайн-Бич, Нью-Джерси,
2004 г.
Я собираюсь начать импорт проволочных стеллажей с различной отделкой и классами (нержавеющая, хромированная, с хромовым покрытием, цинк и изделия с цинковым покрытием) для индустрии гостеприимства, практически для ресторанов с прохладными комнатами и сухих складских помещений.
Поскольку я новичок в этом вопросе, я хотел бы знать, что было бы лучше всего, кроме нержавеющей стали, для прохладных помещений и сухих складов? Имеют ли значение прозрачные краски и порошковые покрытия?
Тристан РитчардИмпортер стеллажей – Сидней, Новый Южный Уэльс, АВСТРАЛИЯ
2006
Компания, в которой я работаю, производит несколько различных покрытий, хромата цинка, хромата никеля, олова и кадмия.
Я не уверен в других металлах, но с цинком мы всегда используем хром в той или иной форме, например, черный шестивалентный хром, желтый трехвалентный хромат и прозрачный дихромат.
Все 3 придают другой вид покрытой детали: желтый выглядит как бронза, прозрачный – как хром, а черный – это черный металлик.
Стив Риггл– Элирия, Огайо
этот текст заменен на bannerText
Заявление об ограничении ответственности: на этих страницах невозможно полностью диагностировать проблему отделки или опасности операции. Вся представленная информация предназначена для общего ознакомления и не отражает профессионального мнения или политики работодателя автора.Интернет в основном анонимный и непроверенный; некоторые имена могут быть вымышленными, а некоторые рекомендации могут быть вредными.
Если вы ищете продукт или услугу, связанную с отделкой металлов, посетите следующие каталоги:
О нас / Контакты – Политика конфиденциальности – © 1995-2021 finish.com, Pine Beach, New Jersey, USA
Почему цинкование? | Специальные химические продукты для окончательной обработки
Большинство людей, с которыми вы разговариваете о цинковании гальванических покрытий, очень мало знают, что означает этот процесс или почему вы хотели бы его выполнять.Если вы немного углубитесь в объяснение того, что влечет за собой гальваническое покрытие цинком, они начнут видеть картину.
Если посмотреть на автомобиль, то можно увидеть, что многие детали подвержены коррозии от воздействия воды и соли с дорог. Коррозия приводит к выходу детали из строя, если ее не остановить. Следующий вопрос, который приходит на ум, – как защитить эти части? Ответ: Вы добавляете покрытие поверх деталей, чтобы замедлить или предотвратить коррозию. Для выполнения этой задачи существует множество покрытий с такой же большой разницей в стоимости.Некоторыми примерами покрытий являются порошковое покрытие, электронное покрытие, влажная окраска, гальванизация, цинковые чешуйки, цинкование, никель-хромовое покрытие, твердый хром и нанесение химического никелирования на большинство покрытий, используемых сегодня. Оценивая их от самой низкой до самой высокой по стоимости на мил / фут2, они будут:
- Цинкование
- Цинковая плита
- Мокрая краска
- Цинковые хлопья
- Порошковое покрытие
- E-покрытие
- Твердый хром
- Никель-хром
- Никель, полученный методом химического восстановления
В последние годы цинковая пластина, цинковые чешуйки, порошковое покрытие и электронное покрытие стали очень схожими по стоимости и используются на аналогичных деталях.Оцинковка деталей обеспечит вам долгий срок службы, однако это возможно только для деталей из низкопрочной стали и имеет матовую шероховатую поверхность. Типичные оцинкованные детали могут пройти 30 лет до появления ржавчины.
Сегодня потребители смотрят на продукт и хотят что-то очень блестящее или что-то, что сочетается в одном цвете. Хотя хромированные, никель-хромовые детали и детали, покрытые химическим никелированием, обеспечивают блестящую поверхность, они также стоят на 80% дороже, чем цинковые пластины.Таким образом, в зависимости от срока службы детали с покрытием у вас остается неорганическая цинковая пластина и несколько органических покрытий (цинковые чешуйки, E-покрытие, порошковое покрытие и влажная краска). Конечно, стоимость также является проблемой. Цинковая плита – самая низкая цена для большинства применений.
Затем вы должны посмотреть на геометрию детали. Можно ли эффективно покрыть всю деталь? У детали есть глубокие выемки? Вам нужна глянцевая отделка или отделка типа blend-in? Будет ли деталь повреждена при использовании? Детали со сложной геометрией, которые будут подвергаться ударам и будут иметь глубокие выемки, как правило, плохо покрываются органическими покрытиями.Органические покрытия в настоящее время могут использоваться только для отделки смешанного типа; нет блестящей отделки. Многие достижения в области цинкования в последнее время позволили получить блестящую и устойчивую к ударам отделку.
Итак, если вы хотите покрыть сложную деталь блестящей или смешанной отделкой, которая будет подвергаться ударам, ответ – цинковая пластина!
Основы и информация по отделке металлов
Как и в случае с покрытием, различные типы металлов имеют разные атрибуты и диапазоны свойств, что делает каждый из них наиболее подходящим для предполагаемого использования.Есть два основных типа неблагородных металлов; черные и цветные.
Черные металлы, такие как легированная сталь, углеродистая сталь (конструкционная сталь) и чугун, широко используются из-за их прочности на разрыв и долговечности. Высокое содержание углерода в черных металлах делает их уязвимыми для ржавчины при воздействии влаги.
Цветные металлы включают алюминий, медь и медные сплавы, никель и никелевые сплавы, цинк и титан, а также драгоценные металлы. Их главное преимущество перед черными металлами – податливость.Они также не содержат железа, что придает им более высокую устойчивость к ржавчине и коррозии.
Алюминий лучше всего подходит для легких нужд, таких как аэрокосмическая промышленность, а титан обеспечивает легкую прочность и способность выдерживать экстремальные температуры. отличная термостойкость.
Гальваническое и химическое покрытие может быть нанесено на большинство черных и цветных металлов, включая; алюминий, большинство нержавеющих сталей, инконель и титан. Независимо от выбранного типа основного металла требования к металлической отделке объекта во многом будут зависеть от отрасли, области применения и предполагаемого использования.Металлообработка сегодня используется в большинстве отраслей, в том числе; сельское хозяйство, аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, производство энергии, пищевая промышленность, станки и штампы, морские, медицинские, военные, горнодобывающие, нефтегазовые и многие другие.
АлюминийЛегкий алюминий популярен для изготовления медицинских, аэрокосмических компонентов и компонентов двигателей, но низкие характеристики поверхностного износа и склонность к истиранию также означают, что для его правильной работы требуется покрытие. Кроме того, алюминий быстро окисляется, что затрудняет нанесение покрытия традиционными методами гальваники.
Запатентованные в США процессы хрома удаляют оксидную пленку и добавляют промежуточный подготовительный слой к поверхности, позволяя металлическому покрытию склеиваться и обеспечивать равномерное и прочное покрытие для увеличения срока службы компонентов.
ТитанПодобно алюминию, у титана всегда присутствует прочная оксидная пленка, которая затрудняет гальваническое покрытие. Титан также является металлом, который легко истирается, что приводит к плохой износостойкости поверхности, что делает его хорошим кандидатом для обработки металлов.
U.S. Метод хрома удаляет окисленный слой и наносит хром непосредственно на титан, уменьшая любые проблемы с адгезией из-за множественных отложений. Покрытие титана хромом значительно улучшает износостойкость объектов, что делает этот металл идеальным выбором для промышленных, аэрокосмических и нефтегазовых компонентов.
Как нанести хромирование на цинковое литье под давлением
Цинковые литейные сплавы известны своей превосходной электрической и теплопроводностью, а также коррозионной стойкостью.Обычно цинковые сплавы, литье под давлением с медью, алюминием и магнием, имеют низкую вязкость и низкую температуру плавления, что делает их идеальными для литья под давлением в небольшие, более сложные размеры или формы. Это делает их идеальным кандидатом для электрических, автомобильных и аппаратных приложений. Но можно ли хромировать цинковое литье под давлением? Да вот как.
Внешние компоненты для автомобильной промышленности – одно из наиболее распространенных применений хромирования при литье под давлением. В логотипах и эмблемах, кожухах фар, передних решетках и декоративных элементах капота, обшивки окон и панелей, дверных ручек, а также отделки консоли и кнопок используется никель-хромовое покрытие при литье под давлением.За пределами автомобильной промышленности хромирование можно использовать при литье под давлением для изготовления замков, аккумуляторов, шестерен, шестерен и других механических деталей.
Шаг первый: очистка цинкового литья под давлением
Первым шагом при нанесении хрома на цинковое литье под давлением является очистка основного материала. Это может включать удаление смазки с отливки под давлением или очистку ее от любых поверхностных загрязнений. Это важная часть любого процесса нанесения покрытия, обеспечивающая гладкую и ровную поверхность.
Этап второй: предварительная обработка отливки под давлением
Процесс предварительной обработки особенно важен при нанесении хромового покрытия на отливку из цинка под давлением, поскольку сильнокислые и щелочные растворы могут растворять цинк, если они неправильно приготовлены.Чтобы избежать этого, сначала нанесите на цинковую отливку тонкий слой цианистой меди. Это будет прилипать как к цинковому литью под давлением, так и к хромированному покрытию, обеспечивая совместимость двух металлов.
Шаг третий: нанесите покрытие
Оттуда нанесите несколько слоев металла на цинковую отливку. Во-первых, медь используется для увеличения электропроводности. Затем нанесите слой никеля для защиты от коррозии. Наконец, хромирование обеспечивает дополнительную коррозионную стойкость и долговечность, а также характерный хромовый блеск.
Шаг четвертый: полировка или полировка
Для отделки, полировки или полировки поверхности для использования в электрических, автомобильных или аппаратных приложениях. Мы рекомендуем использовать услуги роботизированной полировки для более эффективного и менее трудоемкого процесса, который занимает гораздо меньше времени, чем услуги ручного полирования.
Bend Plating обеспечивает хромирование цинкового литья под давлением для автомобильной, морской и авиационной промышленности. Мы также предлагаем услуги автоматической и роботизированной полировки, что является редкостью в нашей отрасли.Независимо от вашего применения, мы будем рады помочь вам с хромированием. Для получения более подробной информации свяжитесь с нами.
Как хромируют поверхность цинкового литья под давлением
Литье под давлением цинка
Хромирование цинкового литья используется на внешних частях автомобилей. Все, от дверных ручек, боковых панелей и оконных накладок до эмблем и логотипов, сделанных из цинка, хромировано для дополнительного стиля.
Помимо автомобилестроения, литейные заводы используют хромирование цинковых отливок для изготовления множества механических компонентов.Цинк можно лить при умеренных температурах, и, следовательно, они обеспечивают экономию энергии литейным цехам по сравнению с другими сопрягаемыми металлами и сплавами. Хромирование никелем – традиционный метод улучшения поверхностных свойств цинковых отливок. Фактически, это восходит к хромированию старинных автомобилей середины 1900-х годов.
Начальным этапом хромирования цинкового литья под давлением является очистка основного материала. Это может включать очистку отливки для удаления любых загрязнений с поверхности или удаление смазки с отливки.Это важный этап любой процедуры хромирования, который делается для обеспечения ровной поверхности детали.
Кроме того, при нанесении хромового покрытия на цинковое литье важна также предварительная обработка поверхности, поскольку щелочные и кислотные растворы могут растворять материал, если не обработать их соответствующим образом. Чтобы предотвратить это, инженеры-литейщики наносят тонкий слой цианистой меди на цинковую отливку, чтобы защитить цинк от кислотности в последующих процедурах.Некислотная медная оболочка будет прилипать как к хромированному, так и к цинковому литью и обеспечивает совместимость обоих сопрягаемых материалов.
Следующим этапом цинкования отливки является нанесение кислотной меди на поверхность детали. В литейном производстве медь используется для увеличения электропроводности цинка и для того, чтобы поверхность выглядела еще более однородной. Слои никеля также используются для придания компоненту барьера, который в будущем будет противостоять коррозии. После этого хром наносится на цинковое литье под давлением, чтобы придать поверхности детали блеск и защитить никель не только от коррозии, но и от износа.
Кроме того, первоначальная полировка или полировка поверхности также требует получения желаемой отделки отливки, особенно для автомобилей, оборудования или электротехники. После этого на поверхность цинкового литья наносится гальваническое покрытие с использованием толстого слоя меди в процессе, известном как меднение. Компоненты получают отпор, чтобы сделать медную поверхность гладкой, после чего активируется меднение и гальваника с использованием хрома и никеля.
Типы коррозионно-стойких покрытий для стали
Прогулка по местному строительному магазину покажет ошеломляющее множество цветов готовых металлических деталей, гаек, болтов и креплений.У каждого различия есть причина, поэтому давайте уделим несколько минут, чтобы поговорить об общих способах защиты металлических деталей от ржавчины, коррозии и даже других металлов.
Это малоизвестный факт, что некоторые типы металлов не уживаются при контакте с другими типами металлов. Гальваническая реакция, вызванная электролизом, означает, что соединение болта из нержавеющей стали с алюминиевой деталью может быть не очень хорошей идеей. Одна из первых причин покрыть застежку – предотвратить этот эффект.Ржавчину и реакцию на атмосферу необходимо контролировать, а в некоторых случаях цвет присутствует только для того, чтобы вы могли определить, какое покрытие находится на детали (конечно, внешний вид также играет роль).
Вот описание общих стальных покрытий, их назначение и внешний вид. Хотя я не включаю общие стандарты чертежей и описания этих предметов, скорее всего, детали, к которым вы прикасаетесь, были изготовлены в соответствии с установленным стандартом и были измерены на коррозионную стойкость с помощью «испытания в солевом тумане».Это происходит, когда деталь помещается в устойчивый солевой туман и измеряется время до начала коррозии.
ХромРаспространенный в 50-х и 60-х годах, яркий блестящий блеск хромирования также обеспечивает отличную коррозионную стойкость. Он довольно твердый из-за высокого содержания никеля, поэтому его трудно поцарапать. Поскольку он увеличивает твердость поверхности стали, он часто используется в бамперах и защелках. Хром дорог в применении, и в его процессе используется ряд неприятных химикатов.Он не так популярен, как когда-то, но очень хорошо работает в правильном приложении.
цинкЦинк очень распространен. Он бывает разных цветов и очень тонкий, поэтому не влияет на размер детали, на которую надевается. Вы можете услышать термин «хромат цинка» или «дихромат цинка». Оба они отражают использование раствора шестивалентного хрома (очень неприятный материал). Трудно поцарапать. Сам по себе цинк не имеет большого количества цветов, поэтому во многих случаях цвет добавляют, чтобы вы знали, что детали уже покрыты металлическим покрытием.Цинк может быть почти прозрачным, желтым, серебристым или, в случае военных,… оливково-серо-зеленым. Цинк делается в резервуаре с электрическим зарядом, его нужно погружать из стойки или делать в бочке, метод бочки намного дешевле.
Фосфаты и маслаЭто комбинация погружения в фосфат цинка или марганца с последующим замачиванием в масле. Также бочкообразный процесс, он делает деталь темно-серого цвета. Эффективный и недорогой, с преимуществом добавления «смазывающей способности» детали (что делает ее менее устойчивой к трению).
Горячий цинкДетали погружают в чан с расплавленным цинком и добавляют гальванический заряд, чтобы они прилипли к детали. Он добавляет к детали относительно толстое покрытие. Цинк можно наносить таким образом до или после обработки детали. Важно помнить, что вырезание отверстий в предварительно обработанной стали означает, что некоторые кромки не имеют защиты. Вероятно, причина, по которой большинство автомобилей ржавеет, из-за маленьких отверстий, которые они просверливают для защиты от ржавчины!
КадмийТоньше цинка, но с гораздо лучшей коррозионной стойкостью.Кадмий – это мягкий белый металл, известный как жертвенное покрытие, он разъедает, защищая основную подложку. Таким образом, кадмий хорош для стали, совместим с алюминием и обладает хорошей смазывающей способностью, поэтому крепежные детали поворачиваются и крутят более плавно. Еще раз, опасные химические вещества и газы при его применении являются предметом рассмотрения.
Черный оксидЕсли вы видите черный крепежный болт или гайку, это означает, что он покрыт черной оксидной пленкой. Это означает, что он имеет низкую коррозионную стойкость, если не покрыт маслом.Этот процесс дает дешевым застежкам единообразный внешний вид. Черная окись снимается при стирке и подготовке к большинству других гальванических покрытий. Определенно самое дешевое и наименее эффективное долговременное покрытие для применений.
ИридитДобавляет цвет и повышает коррозионную стойкость к деталям, покрытым цинком или кадмированием. Цвета включают зеленый, черный, красный, синий или бронзовый.
Антикоррозионные покрытия и покрытия не следует путать с краской или порошковым покрытием.Их часто используют вместе с краской, чтобы обеспечить длительный срок службы без коррозии. Не обязательно использовать праймеры для борьбы с коррозией. Если он блестящий с блеском, это хром. Если это одноцветное серебро, бронза, зеленый или желтый цвет, скорее всего, это хромат цинка. Если он черный, это черный оксид, а если он темно-серый, это фосфат и масло. Средне-серое покрытие с некоторой текстурой, вероятно, связано с горячим цинком. Итак, это основные методы антикоррозионного покрытия и гальваники стали. И у алюминия, и у нержавеющей стали есть свои особые процессы… следите за обновлениями.
Вам также могут понравиться эти статьи о металле:
Нет тегов для этого сообщения.Прозрачное цинкование – Прозрачное покрытие хроматом цинка
Прозрачное цинкование – это бесцветное конверсионное хроматное покрытие, которое наносится на цинк как часть процесса постгальванизации. Прозрачный хромат или пассиват защищает цинковый слой и обеспечивает дополнительную защиту от коррозии. Эта отделка придает поверхности детали серебристый вид с легким голубоватым оттенком.
Clear Zinc – это покрытие, широко используемое в различных отраслях промышленности, поскольку оно является экономичным решением для эффективной защиты от коррозии.Прозрачный цинк часто называют «коммерческим прозрачным цинком» или «коммерческим цинком», если не указана точная толщина покрытия. Промышленное цинкование обеспечивает покрытие всех значительных поверхностей деталей с приблизительной средней толщиной покрытия около 0,0002–0,0003 дюйма.
Запросить цену
Цинк высококоррозийный, прозрачный
В дополнение к прозрачному цинку существует также лак с высокой степенью коррозии, который предлагает те же преимущества, что и стандартный лак, но может выдержать испытание в солевом тумане до 120 часов без белой коррозии.Эта отделка имеет серебристый оттенок с легким голубым, зеленым и розовым переливом. Очиститель с высокой степенью коррозии идеально подходит для деталей, подвергающихся воздействию умеренно тяжелых условий окружающей среды, таких как гидравлические коллекторы и трубы, большие крепежные детали, подъемно-транспортное оборудование и строительные изделия.
Соображения
Clear Zinc – это эффективное покрытие, которое хорошо работает в различных отраслях промышленности, однако может не подходить для всех областей применения.
Хотя Clear Zinc имеет много косметических преимуществ, таких как обеспечение яркого внешнего вида, он может не подходить для использования в косметических целях, где обычно применяется никель или хром.
цинкование в первую очередь предназначено как функциональное антикоррозийное покрытие. Блеск и однородность отделки будут во многом зависеть от состояния поверхности детали, на которую наносится покрытие. Гладкая и отполированная деталь будет иметь блестящий вид. Шероховатая и тусклая деталь будет иметь такой же тусклый вид после нанесения покрытия.
Цинк | Бочка | Стойка | Солевой спрей | Общие характеристики |
---|---|---|---|---|
Прозрачный трехвалентный | Х | Х | до 12 часов | ASTM B 633 Тип III |
Прозрачный трехвалентный высококоррозионный | Х | Х | До 120 часов | ASTM B 633 Тип V |
Преимущества прозрачного цинка
- Отличная защита от коррозии
- Широко доступный
- Рентабельность
- Standard Clear для базовой защиты
- Прозрачный лак для повышенной защиты от коррозии
Почему выбирают Gatto
Gatto Industrial Platers работает на площади 210 000 квадратных футов и является домом для Кинг-Конга, крупнейшей линии цинкования в Северной Америке.С помощью сверхбольших резервуаров King Kong мы можем обрабатывать как крупные детали длиной до 27 футов, так и тяжелые детали до 8000 фунтов. Некоторые из отраслей, которые мы обслуживаем, включают сельское хозяйство, строительство и строительные изделия, электронику и телекоммуникации и многое другое.
Мы не только крупнейшая, но и семейная компания, уделяющая особое внимание качеству. За последние 40 лет мы отточили наш процесс, чтобы обеспечить непревзойденные результаты для всех типов деталей. Наш квалифицированный производственный персонал
отлично справляется с этими и другими распространенными проблемами, связанными с гальваникой:
- Удаление пятен от сварных швов
- Швы
- Глухие отверстия
- Лучшее покрытие ниш и углов
- Устранение I.D. ржавчина в НКТ
Каждый запрос предложения рассматривается нашим техническим персоналом, чтобы гарантировать соответствие требованиям и ожиданиям клиентов. Свяжитесь с нами сегодня для получения дополнительной информации о нашем прозрачном цинковании сегодня.