Zink-nikkel-elektroplettering er en vigtig overfladebehandling, som anvendes i mange industrier til at forbedre slidstyrke, korrosionsbestandighed og også til forskønnelse. Der anvendes mange forskellige galvaniseringsmetoder i dag, men den mest effektive af dem er den såkaldte zink-nikkel-elektroplettering, som er designet til at fungere i ekstreme miljøer. Det sker ved at lægge et lag af zink og nikkel på en metaloverflade og dermed øge metaloverfladens holdbarhed og levetid.

Her i denne artikel skal vi finde ud af, hvad betydningen af zink-nikkel-elektroplettering er, hvad forskellen er på den normale zink-elektroplettering, og hvad betydningen af zink og elektroplettering er. Vi vil gå så langt som til at se, hvad processen med at galvanisere zink med kobber er. Denne guide har til formål at lægge en klar og fuldstændig definition af overfladeteknik på dit bord, uanset om du er professionel i metalbehandlingsindustrien eller bare er interesseret i det.

Hvad er galvanisering af zink og nikkel?

Zink-nikkel-elektroplettering er en overfladebehandling, hvor en legering af zink og nikkel påføres et uædelt metal, normalt stål, ved hjælp af elektrokemiske procedurer. Det er en legeringsbelægning, som forbedrer korrosionsbestandigheden, især i miljøer med høje krav som f.eks. bil-, rumfarts- og marinemiljøer.

Zink- og nikkelioner skal indføres i zink-nikkel-elektropletteringsprocessen på grund af det faktum, at begge ioner findes i pletteringsopløsningen, og under en kontrolleret elektrisk strøm aflejres de sammen på overfladen af en given komponent. En gennemsnitlig kombination i belægningen er ca. 85-88 procent zink og 12-15 procent nikkel.

Den resulterende finish har ikke blot højere korrosionsbeskyttelse og styrke end normal galvanisering. Det er en velegnet teknik, når der er behov for høj ydeevne, især under forhold med høj luftfugtighed, udsættelse for salt eller endda langvarig slitage.

Galvanisering af zink vs. zinknikkel, hvorfor er legeringen vigtig?

Almindelig ulegeret galvaniseringszink aflejres i ren form som et offerlag på en del af uædelt metal. Selvom det er effektivt, nedbrydes ren zinkbelægning relativt hurtigt, når den udsættes for fjendtlige miljøer eller forhold, der er ætsende.

Legering med nikkel forbedrer belægningens ydeevne betydeligt. Nikkel forbedrer:

• Korrosionsbestandighed (markerer brugen op til 510 gange mere modstandsdygtig over for korrosion i salttågetest)
• Hårdhed og slidstyrke
• Termisk såvel som kemisk modstandsdygtighed over for nedbrydning
• Det gør zink-nikkel-elektroplettering til en bedre beslutning, når lang levetid, sikkerhed og mindre vedligeholdelse er i fokus.

Fremtrædende egenskaber ved zink-nikkel-elektroplettering

• Modstandsdygtighed over for korrosion: Ikke begrænset til samme niveau af modstandsdygtighed som rene zinkbaserede belægninger, så meget som under salttågeforhold.
• Dækning: Med denne teknologi er der en ensartet lagtykkelse, selv på komplekse former.
• Højstyrkestål: Det minimerer den sandsynlige forekomst af brintskørhed.
• Miljømæssigt kompatibel: Kan kombineres med trivalent passivering for at være i overensstemmelse med RoHS og REACH.
• Termisk stabilitet: Beskyttelsen forbliver intakt under høje temperaturer som i maskinrum.

Oversigt over galvanisering af zink

En mere konventionel proces, kaldet galvanisering med zink, er at påføre en belægning af ren zink på overfladen af en del, så belægningen fungerer som en offeranode. Zinkkorrosionen forhindrer det underliggende uædle metal i at ruste.

Den brede brug af denne metode er begrundet i dens:

• Billig pris
• Praktisk at bruge
• Vedhæftning til stål- og jernoverflader

Men det matcher ikke zink-nikkel-belægningens overlegne ydeevne, når det drejer sig om områder, der er udsat for kraftig fugt, saltpåvirkning eller i en situation, hvor temperaturen ændrer sig drastisk.

• Galvanisering af zink har haft mange anvendelsesmuligheder:
• Skruer, møtrikker og bolte
• beslag og clips
• Let hardware til biler eller byggeri

Selv om det er meget anvendeligt til generelle formål, går mange industrier i øjeblikket over til at bruge galvanisk nikkel, som er galvanisk zinknikkel, for at forbedre produktets beskyttelse og holdbarhed.

Galvanisering af zink - et sikkert belægningsmetal

Zink er et let tilgængeligt metal og bruges i vid udstrækning i galvaniseringsprocesser på grund af dets lave anvendelsesomkostninger, effektivitet og anvendelighed. Der er fordele ved at bruge zink til galvanisering:

• Offeranode: Det forhindrer skader på grundmetallet ved at korrodere først.
• Godt sammenhængende: Det har en stærk klæbeevne til stål og jern, hvilket giver en god slidstyrke.
• Fleksibel anvendelse: Det kan stå alene eller bruges sammen med nikkel, jern eller kobolt.
• Let at behandle Plating-bade er omkostningseffektive og udviklede.
• Bred kompatibilitet; Materialet er nyttigt, når det gælder industrier som elektronikindustrien, byggebranchen og så videre.

Zink i kombination med nikkel er endnu stærkere og bliver til såkaldt zink til galvanisering og kan anvendes i dele med lang levetid.

Hvad er nikkel? 

Nikkel er et kemisk grundstof med symbolet og navnet Ni og atomnummeret 28. Det er korrosions- og oxidationsresistent, duktilt, formbart og sølvhvidt i farven og er et hårdt metal. Nikkel findes i almindelige legeringer, især rustfrit stål, batterier, belægninger, elektronisk udstyr og mønter.

Det er et af de mest fleksible metaller i moderne industri, som er centralt for avanceret produktion, energilagring og korrosionsbestandige belægninger som zink-nikkel-elektroplettering.

Nikkels fysiske og kemiske egenskaber

Tabel 1: Fysiske og kemiske egenskaber ved nikkel

Nikkel, som findes i store mængder i jordskorpen, har gode mekaniske egenskaber og kan derfor bruges i konstruktioner og ved høje temperaturer.

Industrielle anvendelser af nikkel

Nikkel er stærkt, modstandsdygtigt over for korrosion og varme, og det kan derfor anvendes til en lang række formål:

1. Legeringer

Legeringer, der indeholder nikkel, er korrosionsbestandige:

• Kromholdigt rustfrit stål
• Inconel og Monel (bruges i luft- og rumfartsindustrien, marineindustrien og den kemiske industri)

2. Galvanisering

Nikkel anvendes både på de dekorative og de nyttige elektroplader og giver:

• Derefter en poleret, ren finish
• Korrosionsbestandighed og slidstyrke
• Anvendelse i form af zink-nikkel-elektroplettering for at forstærke zink-elektroplettering

3. Batterier

Der er vigtige materialer i nikkel:

• Nikkel/metalhydrid-batterier (NiMh)
• Nikkel-cadmium-batterier (NiCd)
• Nikkelkatoder i litium-ion-batterier, især i elektriske køretøjer

4. Mønter og valuta

Nikkel eller nikkellegeringer bruges i vid udstrækning til mønter i mange forskellige lande på grund af deres slidstyrke og modstandsdygtighed over for anløbning.

5. Katalysatorer

Nikkel anvendes som katalysator inden for hydrogenering og kemisk forarbejdning.

Nikkel i galvanisering.

Nikkel tilbyder følgende i pletteringsapplikationerne:

• Hårdhed og sejhed
• Øget modstandsdygtighed over for korrosion
• Overfladefinish: Flot og glat

Zink-nikkel-processen for galvanisering

Zink Elektroplettering af nikkel Processen gør det muligt at anvende en række kontrollerede trin for at opnå en korrosionsbestandig, ensartet finish af en zink-nikkel-legering på metalkomponenterne. Den forenklede måde at udføre processen på kan være som følger:

1. Overfladeforberedelse og rengøring

Komponenten rengøres grundigt for at fjerne olie, rust, snavs eller tidligere belægninger. Det kan være alkalisk affedtning, syrebejdsning eller elektrorensning som en sikkerhedsforanstaltning for at sikre, at belægningen hæfter godt.

2. Aktivering

Metaloverfladen aktiveres normalt med en kort syredypning for at fjerne eventuelle resterende oxider. Det beroliger overfladen og giver en stærkere vedhæftning til zink-nikkel-legeringen.

3. Galvanisering

Delen dyppes i en elektrolyt, der indeholder bakterier med zink- og nikkelsalte opløst i den. Derefter løber der jævnstrøm igennem, og metalionerne aflejres på emnets overflade. Det almindelige legeringsforhold er 85-88 procent zink og 12-15 procent nikkel.

4. Skylning

Efter pletteringen renses emnet en sidste gang med vand for at fjerne rester af pletteringsopløsning og forhindre kontaminering i de efterfølgende procedurer.

5. Passivering

Med korrosionsbestandighed i tankerne udføres den mere typiske kromatpassivering, og en beskyttende, ofte fungibel finish er inkluderet, f.eks. er der på rustfrit stål enten en sort eller blank kromatfinish.

6. Tørring og inspektion

Den belagte overflade lufttørres derefter, undersøges visuelt, og almindeligvis testes belægningens tykkelse, vedhæftning og korrosionsbestandighed, før man accepterer, at overfladen er i overensstemmelse med specifikationen.

Fordele ved konventionel galvanisering med zink

Forzinkning, eller rettere galvanisering, er en metode, der bruges i stor udstrækning, men den giver ikke langvarig korrosionsbeskyttelse, som zink-nikkel-legeringen gør. Ved galvanisering af zink aflejres et rent zinkmetal på overfladen af et metalstykke, og det fungerer som en offerbelægning. Efter nogen tid ruster dette lag i stedet for metallet nedenunder.

Problemet med galvanisering af zink er, at denne belægning begynder at miste sin effektive modstandsdygtighed over for korrosion under forhold med en høj koncentration af salt eller industrielle forureningsprodukter. Omvendt har galvanisering med zink-nikkel en meget stærkere barriere på grund af nikkel, der tilføjer hårdhed og modstandsdygtighed over for ætsende elementer.

Desuden har de dele, der er behandlet med zink-nikkel-elektroplettering, reduceret brintskørhed - et vigtigt aspekt, når man har med højstyrkestål at gøre. For tidlig svigt i mekaniske dele kan opstå på grund af brintskørhed, hvilket så vidt muligt bør undgås af hensyn til sikkerhed og ydeevne.

Forskellige industrier har anset det for at være en bedre løsning at bruge galvanisering med zink-nikkel i stedet for den traditionelle galvanisering med zink, da førstnævnte er holdbar, langtidsholdbar og livsvarig. Med tiden kan det minimere vedligeholdelsesomkostningerne og forbedre driftssikkerheden.

Zinkens rolle i forbindelse med galvanisering

Opbevaring eller brug af zink som galvaniseringsmedium er mere eller mindre en universel affære i metalforædlingsbranchen. Zink spiller rollen som offeranode, dvs. det gennemgår korrosion i stedet for det uædle metal. Det er på grund af denne egenskab, at værdien af produktet, dvs. zink i galvanisering, er meget nyttig til at beskytte jernholdige metaller mod rust.

Følgende er nogle af grundene til, at producenterne stadig bruger zink, når de henviser til brugen af zink i galvanisering:

• Økonomisk forebyggelse: Zink er billigt og giver en god form for korrosionsbeskyttelse.
• God vedhæftning: Zink er et godt klæbemiddel; det er stærkt bundet til uædle metaller, hvilket giver belægningen en lang levetid.
• Mangfoldighed: Zink i galvanisering kan kombineres med andre metaller for at danne legeringer, som blandt andet omfatter zink-nikkel, zink-jern og zink-kobolt.
• En nem procedure: Sammenlignet med andre metaller er galvanisering med zink en etableret procedure, der er ret nem at anvende.

Effekten af zink som elektropletteringsmateriale øges, når det legeres med nikkel, og der opstår en synergistisk effekt, hvor de to metaller arbejder sammen om at producere en mere beskyttende/holdbar belægning.

Former for teknik i zink-nikkel-elektroplettering

1. Alkalisk plettering af zink-nikkel

Udnytter alkaliske bade med zink- og nikkelioner, der er bedst egnet til at belægge dem, der har komplicerede funktioner. Den har et godt indkast, en jævn dækning og en stressende indadvendthed. Normalt er finishen mat til halvblank. Temperatur og pH-værdi skal også opretholdes nøje.

2. Zink og galvanisering af nikkel

Bruger et lysere og glattere finish, surt kloridbaseret bad, som giver hurtigere plettering. Den er velegnet til masseproduktion af fastgørelseselementer og dekorative dele. Ikke så god til forsænkede steder, og belægninger kan indeholde øget indre stress.

3. Plettering af tønde

Fantastisk til at belægge små komponenter i massevis som møtrikker, skiver osv. Der er en hurtig og ensartet belægning af dele i en roterende tønde. Ikke-spild og vellykket, men ikke anvendelig til sarte eller mellemliggende dele.

4. Stativbelægning

Montering af dele på stativerne sker for at udføre plettering på en kontrolleret og præcis måde. Det er velegnet, når store, skrøbelige eller geometrisk komplicerede dele skal have en ensartet tykkelse og overfladekvalitet. Arbejdskrævende end tøndeplettering.

5. Avanceret metode - Pulse Plating

Afsætter en finere, mindre belastet belægning af legering ved hjælp af pulserende elektrisk strøm. Giver bedre korrosion og mekanisk opførsel. Specialiseret udstyr er dyrere og egner sig til avancerede eller krævende projekter.

Zink-nikkel Farve og udseende

Zink-nikkel-belægninger kan forekomme i forskellige farver, hvilket sandsynligvis afhænger af pletteringsprocessen, nikkelindholdet og efterbehandlingen (passivering). Basislegeringen har en naturlig mat overflade, men de tilgængelige tjenester kan forfines yderligere, så overfladebehandlingen bliver skræddersyet i forhold til funktionalitet og udseende.

Basis-udseende

Rå zink-nikkelbelægning er normalt grå, afhængigt af mathedsniveauet, til mat sølv i naturen. Den specifikke tone kan være matgrå til halvblank sølv, men det afhænger af, hvordan belægningsmaterialet er belagt, enten i det alkaliske eller det sure bad.

Efter passivering

Delene bliver ofte kromatiseret efter galvaniseringstrinnet. Det kan også påvirke den endelige farve og korrosionsbestandighed.

Sådanne almindelige passiveringer er:

• Klar/blå: Klar sølv eller blålig nuance: den mest almindelige
• Sort: Det er en mørk sort eller kulsort belægning; den bruges som visuel kontrast eller militærspecifikationer.
• Oliven/grønlig-gul: Denne farve er ikke så udbredt, men den anvendes stadig til særlige tekniske eller æstetiske krav

Lighed og identicitet

Zink-nikkel-aflejringer har en tendens til at være glatte og regelmæssige med hensyn til pæn fordeling, især når de leveres ved rack-plating eller pulse-plating. Ved tøndeplettering i store mængder kan der være mindre tonale forskelle, men de påvirker ikke ydeevnen.

Dekorativ brug

Zink-nikkel kan være både attraktivt og sort, så længe kerneformålet er funktionelt, selvom de aktiviteter, der er afhængige af hardware- og fastgørelseselementernes funktioner samt den udsatte mekaniske del, kan omfatte en subtil metallisk finish.

Undersøgelse af emnet, galvanisering af zink med kobber

Selv om det ikke er så udbredt som andre kombinationer, er galvanisering af zink med kobber en ganske specifik proces i metalforædlingsbranchen. Metoden indebærer aflejring af zink over kobber eller kobber over zink, alt efter hvad man ønsker. Normalt overtrækkes zink med kobber, som giver forbedret ledningsevne og vedhæftning.

Metal (zink) plating (galvanisering af zink med kobber) kan bruges i nogle elektroniske applikationer og i nogle æstetisk endelige dekorationer, hvor der kræves en lys, skinnende finish. Kobberlaget forbedrer zinkens vedhæftningsstyrke, og zink giver modstandsdygtighed over for korrosion. Det anvendes også i forbindelse med forberedelse af overflader til andre behandlinger, som f.eks. lodning eller maling.

Når det gælder zink, er det nødvendigt at huske, at galvanisering af zink med kobber kræver, at man kontrollerer badets kemi og strømtætheden, fordi der ved forkerte indstillinger kan observeres dårlig vedhæftning eller ujævn belægning. På grund af de forskellige elektrokemiske potentialer for zink og kobber er det vigtigt at kontrollere rækkefølgen og tykkelsen af belægningen og undgå galvanisk korrosion.

Selv om en galvaniseringsproces er en nicheproces, understreges galvaniseringsteknologiens evne og alsidighed med galvaniseringen af zink med kobber. Det er også et eksempel på, hvordan blandingen af flere metaller kan resultere i forbedrede egenskaber.

Anvendelser af zink-nikkel-elektroplettering

Galvanisering af zink og nikkel finder anvendelse i forskellige industrier, hvor spørgsmål om holdbarhed, korrosion og pålidelighed er meget vigtige. Nogle af de mest almindelige anvendelser er:

• Bilindustrien: Anvendes på bremsekalibre, dele af brændstofsystemet og fastgørelseselementer.
• Luft- og rumfartsindustrien: Passer godt til de elementer, der udsættes for barske miljøforhold.
• Elektronik: Relæer, kontakter og andre elektriske forbindelser er beskyttet mod oxidering af de elektriske stifter og kontakter.
• Konstruktion: De anvendes på bolte, møtrikker og konstruktionsdele.
• Forsvar og militær: Belægninger tilbydes til ekstreme MIL-SPEC-standarder.
• I begge disse industrier bruger man et begreb, der hedder zink-nikkel-elektroplettering, som bidrager til længere levetid for delene og mindre vedligeholdelse eller udskiftning. Brugen af det bliver stadig mere populær, selv i de omkostningsbevidste industrier, på grund af de langsigtede fordele.

Lovgivningsmæssige og miljømæssige overvejelser

I takt med at industrien skifter til bæredygtige og miljøvenlige processer, har galvaniseringsprocesserne også fået mere opmærksomhed. Konventionelle teknikker til galvanisering af zink indebærer af og til brug af giftige kemikalier, herunder cyanider og hexavalent krom, som er risikable for arbejdernes sundhed og miljøet.

Et alternativ, der sandsynligvis er mere miljøvenligt, især når galvaniseringen udføres på basis af trivalente passiveringssystemer, er den såkaldte zink-nikkel-elektroplettering. Disse systemer indeholder ikke giftige tungmetaller og overholder de verdensomspændende miljølove som RoHS (Restriction of Hazardous Substances) og REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals).

For det andet er behandlingen af affald og genbrug af kemikalier i dag meget bedre end for nogle år siden, hvilket betyder, at virksomhederne kan reducere deres miljøpåvirkning uden at bekymre sig om de galvaniserede deles ydeevne.

Fremtidige tendenser inden for galvanisering

Fremtiden for galvanisering, især den, der kaldes zink-nikkel-elektroplettering, er meget lys. Processens kvalitet og effektivitet vil sandsynligvis blive forbedret yderligere af innovationer inden for automatisering, badkemi og nanoteknologi. Andre forskere er også i gang med at finde ud af, hvordan man kan gøre galvaniseringsprocessen mere energieffektiv og miljøvenlig uden at reducere dens ydeevne.

Belægningsteknologier vil også blive udviklet på grund af det stigende behov for stærkere overfladebeskyttelse på tværs af de voksende industrier for vedvarende energi, elektriske køretøjer og elektronik. Blandt dem bør man i denne forbindelse tale om zink-nikkel-elektroplettering, som ligger midt imellem omkostninger, ydeevne og bæredygtighed.

GC Precision Mold: Din ideelle partner til fremragende zink-nikkel-elektroplader

GC Precision Mold er specialist i galvanisering af zink-nikkel af højeste kvalitet og har specialiseret sig i leverancer til bilindustrien, rumfart og industriel lyd. Vi fremstiller belægninger af høj kvalitet med den bedste finish, der har høj korrosionsbestandighed, er meget holdbare og har en god finish på grund af vores udstyr af høj kvalitet og kvalitetskontrol. Når det drejer sig om fine detaljer eller komplicerede dele, sørger vores gruppe for, at vi har nøjagtighed og kvalitet ved hver eneste lejlighed. Slå dig sammen med os for at få pålidelighed, hurtig ekspeditionstid og enestående viden om plettering.

Konklusion

Den alternative proces med at belægge overfladen er blevet kendt som galvanisering med zink og nikkel, og det har vist sig at være en bedre proces, da den er modstandsdygtig over for korrosion, holder længere og overholder de nuværende miljøstandarder. Selv om galvanisering på zink stadig kan ses som en effektiv løsning i forskellige anvendelser, er fordelene ved legeringen af zink og nikkel entydige og massive.

Zinkens funktioner i galvanisering samt kompleksiteten i galvanisering af zink med kobber gør det muligt for producenterne at få indsigt i den rette metode til overfladebehandling, der kan anvendes i deres branche. Med den teknologiske udvikling og øgede standarder vil brugen af moderne galvaniseringsmetoder, som f.eks. den såkaldte zink-nikkel-elektroplettering, kun blive mere fremtrædende.

Spørgsmål og svar

1. Hvad er galvanisering af zink-nikkel?

Zink-nikkel-elektroplettering består af en korrosionsbestandig belægning af zink i kombination med nikkel i et forhold med en specifik legeringsstyrke på normalt 85-88 procent zink og 12-15 procent nikkel. Det giver bedre beskyttelse end standard zinkbelægning, især under ekstreme forhold som f.eks. brug af køretøjer eller fartøjer.

2. Hvordan adskiller ZN sig fra konventionel galvanisering?

Selvom galvanisering med zink giver den nødvendige korrosionsbeskyttelse, giver galvanisering med nikkel en meget bedre beskyttelse mod rust, varme og kemisk påvirkning. Tilsætningen af nikkel øger stabiliteten og levetiden af den belagte komponent.

3. Er der noget metal, der egner sig til at blive belagt med zink-nikkel?

Det anvendes normalt på stål, støbejern og jernlegeringer. Overfladerne skal forberedes ordentligt, så der ikke opstår problemer med vedhæftningen, og så belægningen bliver god. Afhængigt af underlaget kan denne proces varieres en smule.

4. Hvilke industrier har størst gavn af galvanisering med zink-nikkel?

Bil-, rumfarts-, militær-, elektronik- og tung maskinindustri er nogle af de industrier, hvor zink bruges i form af galvanisering af skruer, beslag, stik og andre præcisionskomponenter. Det kan også bruges på de dele, der har brug for galvanisering af zink i kobbertilstand som forbehandling eller beskyttelse.