Allsidigheten, dimensjonsnøyaktigheten og de gode mekaniske egenskapene er noen av de vanligste egenskapene som har gjort plettering av sinkstøpegods til en av de mest brukte støpeformene. Men når kravet er å forbedre overflatebehandlingen, korrosjonsbestandigheten eller utseendet, blir plettering av sinkpressgods en kritisk prosess. Overflatebehandling som galvanisering gir en verden av muligheter for sinkstøpte deler, ettersom denne prosedyren kan forbedre både ytelsen og estetikken til produktene slik at de passer til ulike bruksområder innen bilindustrien, elektronikk, husholdningsartikler og medisinsk utstyr.

Dette er en komplett guide som vil hjelpe deg å forstå prosessen med plettering av sinkstøpegods, forberedelsene av overflaten og utfordringene den står overfor, samt de vanlige metodene som forkromming og synergien mellom trykkstøping av aluminiumslegeringer, plettering og anodisering.

Hva er pressstøping av sink?

Pressstøping av sink er en type produksjonsprosess der smeltet sinklegering presses under høyt trykk inn i en stålform. Dette brukes til å produsere komplekse deler i store volumer med små toleranser og god repeterbarhet. Det lave smeltepunktet, flyteevnen og de ypperlige mekaniske egenskapene til sink gjør at det i mange tilfeller er det beste metallet for å forme deler som krever styrke og presisjon til en rimelig pris.

Selv om dette er ønskede faktorer, må overflateegenskapene til sink normalt forbedres ved hjelp av pletteringsprosesser for å tilfredsstille høye krav til blant annet slitestyrke, korrosjonsbeskyttelse og skjønnhet. 

Hva menes med plettering av sink?

Plettering av sink betyr plettering med sink, f.eks. i form av et tynt belegg på overflaten av et annet metall eller materiale. Dette utføres gjerne ved hjelp av galvanisering, der vi avsetter sink på overflaten ved å la elektrisk strøm gå gjennom et kjemisk bad.

Det finnes to hovedbruksområder for sinkbelegg.

1. Sinkbelegg (på andre metaller)

• I dette tilfellet er sink etterbehandlingen som legges på et annet materiale, for eksempel stål eller jern.
• Hensikt: å unngå rust og korrosjon.
• Kjenner til festemidler, bolter, muttere og bilkomponenter.

2. Plettering av sinkstøping 

I dette tilfellet er sink det underliggende materialet, og andre materialer er belagt på det, for eksempel krom eller nikkel.

• Formål: å øke attraktiviteten, korrosjonsbeskyttelsen eller styrken til komponenter av sink.

• Plettering av sinkstøpegods er en prosess der man belegger (som krom eller nikkel) en trykkstøpt komponent av sinklegering for å forbedre overflateegenskapene.

Grunnen til at plettering av sinkstøping er nødvendig

Den nakne sinken inneholder oksidasjon, anløping eller estetisk skade med tiden. Derfor er det nødvendig med plettering av sinkstøpegods. Sinkdelen får et belegg av et annet metall, f.eks. nikkel, kobber eller krom, vanligvis ved enten galvanisering eller elektroløs plettering. Dette kan brukes på flere måter:

• Motstandsdyktighet mot korrosjon: Et belagt materiale fungerer som et skjold for å holde sinkkjernen innkapslet i fuktige og andre miljøprosjektiler.
• Estetikk: Plettering forbedrer glansen og finishen, noe som gir komponentene i produktene et bedre utseende og gjør dem mer attraktive for kunden.
• Motstandsdyktighet mot slitasje: Visse pletteringer gir hardhet og motstand mot korrosjon av overflaten, noe som gjør den slitesterk.

Elektrisk ledningsevne: I elektronikk kan metallbelegg forbedre den elektriske ytelsen.

Plettering av sinkstøpeprosessen

Plettering av sinklegeringer er en sensitiv metode som krever rengjøring, aktivering og mellombelegg. Prosessen kan skisseres som følger:

1. Rengjøring og avfetting av overflater

Den sinkstøpte delen bør rengjøres grundig før plettering. Alkaliske rengjøringsmidler eller ultralydavfettingsmidler fjerner oljer, fett, slipemidler og smuss. Dette er viktig for at pletteringslagene skal kunne feste seg godt.

2. Syrebeising/etsing

Etter avfetting rengjøres delen ved hjelp av syrebeising, noe som eliminerer eventuelle oksidlag eller andre forurensninger på overflaten. Den kan også lysetses for å gi overflaten en litt ru tekstur, noe som forbedrer den mekaniske bindingen av pletteringen til overflaten.

3. Sinkaktivering

Sink er et svært reaktivt metall som raskt danner oksider. Delen senkes ned i en løsning av sinkaktivator for å skape en ren, aktiv overflate som pletteringen skal foregå på. På denne måten unngår man oksidreaksjoner mellom rengjøring og plettering.

4. Streikelag av kobber

Sinkoverflaten blir deretter elektroplettert med et tynt lag kobber (også kalt strike). Dette laget forbedrer bindingen og fører til dannelsen av et solid substrat som fungerer som en plattform for den etterfølgende pletteringen. Direkte plettering på sink har en tendens til å danne blemmer eller flasse av hvis det ikke finnes et kobberbelegg.

5. Hovedbelegg (nikkel, krom osv.)

Kjernen får belegget av hovedmetallet etter kobberstreiken. Det er dette:

• Nikkel: for å være korrosjonsbestandig og glatt
• Krom: for å gjøre den langvarig og skinnende
• Tinn eller gull: enten elektrisk eller kosmetisk

Avsetningen av det valgte metallet skjer gjennom elektroplettering ved bruk av elektrisk strøm i et medium som inneholder metallioner.

6. Skylling og nøytralisering

Delene skylles deretter i avionisert vann mellom trinnene for å unngå forurensning mellom kjemibadene. Nøytraliserende prosedyrer eliminerer gjenværende syrer eller salter som kan påvirke kvaliteten på pletteringen.

7. Tørking/ inspeksjon

Etter den siste skyllingen tørkes delene ved hjelp av luftblåsere eller ovner. Deretter gjennomgår de en visuell undersøkelse, tykkelses- og vedheftstest for å sikre at belegget består testene.

Valgfri etterbehandling

Noen områder kan også påføres et ekstra toppstrøk, f.eks. en klarlakk eller tetningsmasse, for å motstå korrosjon eller for å få et bedre utseende. Andre områder kan poleres eller brennes (luster) slik at de får en speilblank overflate.

Utfordringer med plettering av sinkstøping

Selv om det er fordelaktig, er det flere tekniske problemer med plettering i sinkstøping:

• Overflateporøsitet: Støping kan forårsake porøsitet i gassen under støpingen, noe som gjør at pletteringen ikke kan feste seg.
• Sinkreaktivitet: Sink er svært reaktivt og må derfor pletteres så snart det er klargjort.
• Dimensjonstoleranser: Tykkelsen på pletteringen bør være godt kontrollert slik at den ikke påvirker detaljens endelige passform.

For å løse disse problemene er det nødvendig med høye standarder for presisjonsstøping og prosesskontroll.

Forkromming av sinkstøpegods

Forkromming av sinkstøpegods er en svært populær og ettertraktet prosess. Denne typen galvanisering innebærer at en del belegges med krom for å øke dens utseende og holdbarhet. I de fleste tilfeller utføres det med et kobberbaselag, deretter nikkel som toppes med et tynt lag krom.

Fordelaktige egenskaper ved forkromming:

• Speilblank overflate: En typisk finish på bilinnredning, baderomsarmaturer og maskinvare
• Hardhet: Krom er svært ripebestandig og slitesterkt
• Beskyttelse mot korrosjon: Kontroller maskiner, maskindeler eller deler som er utsatt for vær og vind eller kjemikalier
• Enkel rengjøring: Krom kan heller ikke lett bli flekkete eller til og med tørkes av.

Den største ulempen er at forkrommet sinkstøpegods bruker giftige kjemikalier som heksavalent krom, som har strenge miljørestriksjoner. Mange produsenter går nå over til treverdig krom og andre miljøvennlige pletteringsalternativer.

Fordelene med forkrommet sinkstøpte deler

1. Forbedrer utseendet

Kromfinishen er blank, skinnende og glatt, noe som er langt bedre enn utseendet til sinkstøpte komponenter. En slik speilblank overflate passer best på dekorative deler av produksjonen, for eksempel bilindustrien, hvitevarer og forbrukerprodukter.

2. Bedre motstandskraft mot korrosjon

Sink er fra naturens side ikke korroderende, men beskyttelsen forsterkes med et kromlag. Denne doble beskyttelsen beskytter komponenten mot luft, fuktighet, syrer, alkalier og oksidasjon, slik at den egner seg for bruk utendørs og ved høy luftfuktighet.

3. Svært motstandsdyktig mot slitasje og riper

Krom er et svært hardt metall, noe som gjør at overflaten på de belagte delene er svært motstandsdyktig mot riper og mekanisk slitasje. Denne styrken er spesielt nyttig for komponenter som stadig håndteres, gnides eller forskyves.

4. Lengre levetid for produktet

Dette skjer ved å øke overflatehardheten og korrosjonsbestandigheten, noe som forbedrer levetiden til de sinkstøpte komponentene ved hjelp av forkromming. Komponenter lever lenger, forblir sterkere, er funksjonelle og ser bra ut, noe som eliminerer kostbare utskiftninger eller reparasjoner.

5. Enkel rengjøring og vedlikehold

Den har en glatt kromfordypning som ikke blir skitten, ikke tar flekker og ikke etterlater fingeravtrykk, noe som betyr at den er enkel å rengjøre og vedlikeholde. Dette er spesielt viktig i baderomsinnredninger, sykehusutstyr og elektroniske kabinetter der renhet og estetikk er viktigst.

6. Fin pinne på sink

Deler som kan støpes i sink, er godt kompatible med plettering. Når krom påføres på en forberedt overflate med et underlag av kobber-nikkel, fester det seg på overflaten, noe som reduserer risikoen for avflassing eller avskalling ved bruk.

7. Det er kostnadseffektivt for masseprodusenter

Støping av sink er en produktprosess med svært store volumer, og forkrommingen har en svært høy verdi og øker ikke produksjonskostnadene drastisk. Dette gjør det mulig å produsere komponenter med lang levetid og godt utseende i et stort antall.

Alternativer for plettering av sinkstøpegods

1. Nikkelbelegg

Nikkelbelegg er en av de vanligste nikkelbeleggene som brukes på sinkstøpte deler. Det gir også god korrosjonsbestandighet, gir en glatt og polert følelse og forbedrer slitestyrken. Det brukes ofte som underlag for andre typer belegg, for eksempel krom.

2. Forkromming

Forkromming er en prosedyre for å belegge krom med en nikkelbase. Det gir en speilblank, blank overflate, ypperlig hardhet og slitestyrke. Det brukes vanligvis i badekar, bilpynt samt ornamenter.

3. Kobberbelegg

Kobberbelegg brukes vanligvis som en fiksering mellom sinkoverflaten og den endelige pletteringen. Det gir en utmerket binding og børster bort eventuelle små overflatefeil. Innen elektronikk brukes det noen ganger et tykkere kobberlag som EMI-skjerming.

4. Elektroløs nikkelbelegg

I motsetning til konvensjonell galvanisering involverer ikke elektroløs fornikling elektrisitet. Ved hjelp av en kjemisk reaksjon påføres nikkel på emnet på en ensartet måte. Den fungerer best på kompliserte former, har en fantastisk jevnhet og er motstandsdyktig mot korrosjon og slitasje.

5. Tinnbelegg

Tinnbelegg gir en myk, skinnende overflate som ikke er giftig og lett loddbar, og som derfor egner seg godt til elektriske komponenter. Det legges ofte over et kobberlag for å forbedre adhesjonen til sinkmetallet.

6. Forzinking (på andre metaller)

Selv om sinkstøpte deler vanligvis ikke blir belagt på denne måten, kan andre metaller (f.eks. stål) belegges med sinkbelegg. Det gir en grunnleggende rustsikkerhet, og det kan brukes som et offersjikt for å unngå rust.

Overflatebehandling av aluminiumslegering Pressstøping Plettering Anodisering

Selv om sink er en stor fordel ved trykkstøping, støpes det også med andre aluminiumlegeringer, som er lette og har et utmerket forhold mellom styrke og vekt. Aluminium byr imidlertid på nye problemer når det gjelder plettering og etterbehandling. Det er her støping av aluminiumslegeringer, prosessen med plettering og anodisering, kommer inn i bildet.

Hva betyr anodisering?

Anodisering innebærer elektrokjemisk fortykning av naturlig oksid på aluminiumkomponenter. I motsetning til konvensjonell plettering legger ikke teknologien til en annen metallplate, men endrer overflaten på selve aluminiumet.

En blanding av plettering og anodisering

Av de ovennevnte metodene har begge anvendelser i en bestemt bransje der den ene følger etter den andre, eller der det brukes ulike metoder for den enkelte delen. For eksempel

• Områder av konstruksjonen som må herdes nøye mot korrosjon, kan anodiseres.
• Ledningsevne kan påføres som nikkel- eller tinnbelegg på kontaktflatene.
• Riktig valg og tilrettelegging av legeringsprosesser for trykkstøping, aluminiumsbelegging og anodisering vil utgjøre en stor forskjell når det gjelder bruk og levetid. 

Teknisk sammenligningstabell Plettering av sinkstøping

Tabellen nedenfor viser en teknisk sammenligning av pletteringsprosesser for sinkstøping og deres viktige ytelses- og materialegenskaper, inkludert hardhet, tykkelse, vedheft, korrosjonsbestandighet og så videre. Tabellen passer best for ingeniører, materialforskere eller andre produksjonsspesialister.

Bruksområder for plettering av sinkstøping

1. Bilindustrien

De sinkbelagte trykkstøpte delene finner bred anvendelse i bilindustrien, der de brukes både til å tjene et funksjonelt formål og også til dekorasjon. Kromlister, emblemer, dørhåndtak og innvendige justeringer er et bedre alternativ siden de motstår korrosjon og slitasje. Andre komponenter under panseret kan også være belagt for å motstå varme og fuktighet.

2. Forbrukerelektronikk

Støpegods i plettert sink brukes i elektronikk som stilige kabinetter, knapper og kontakter. Pletteringen har også forbedret estetikken sammen med EMI-skjerming og holdbarhet, noe som er av ytterste viktighet for enheter med lang levetid og høy ytelse.

3. Baderoms- og kjøkkenutstyr

Forkrommede sinkstøpte deler brukes ofte i kraner, blandebatterier, håndtak og dusjhoder på grunn av deres høye vannbestandighet, blanke overflate og det faktum at de er enkle å rengjøre. Disse komponentene er rimelige, tiltalende og slitesterke, og er derfor ideelle å bruke på jobb hver dag i fuktige omgivelser.

4. Medisinsk utstyr

Pletterte sinkoverflater består av komponenter i instrumenthus, knotter og håndtak. De glatte, pletterte overflatene er hygieniske og lette å rengjøre, noe som er viktig for sterilisering, og den sterke, trykkstøpte sinken gir pålitelighet.

5. Arkitektonisk maskinvare og møbler

Eksempler på dette er støttepunkter og hengsler, knotter, sinkstøpegods med forkromming og andre R-elementer som skal se elegante og rustfrie ut. Disse komponentene er både attraktive og holdbare i boliger, næringsbygg og på arbeidsplasser.

6. Telekommunikasjon og elektriske deler

I telekommunikasjons- og kraftsystemer brukes kontakter, terminaler og beskyttelseshylser laget av sinkbelagte deler. Pletteringen gir utmerket ledningsevne, korrosjonsbestandighet og dimensjonsstabilitet ved bruk over lang tid.

Regulatoriske og miljømessige hensyn

1. Avfallshåndtering av avløpsvann og kjemikalier

Pletteringsprosesser, som hovedsakelig omfatter forkromming, fornikling og kobberplettering, produserer giftig avfall i form av farlig avløpsvann og slam som krever grundig behandling før det kan kastes. Tilsynsmyndigheter som EPA (Environmental Protection Agency) i USA og andre land i verden stiller høye krav til avfallsbehandling og utslipp.

2. Bruk av seksverdig krom

Tradisjonell forkromming inneholder ofte heksavalent krom, som er svært giftig og kreftfremkallende. Bruken av dette stoffet kontrolleres eller begrenses for tiden i mange land gjennom regler som REACH (EU) og RoHS. Derfor skjer det en langsom, men jevn overgang i industrien til treverdig krom og giftfrie stoffer som er trygge for miljøet og for arbeiderne.

3. Arbeidsplassen og utslipp til luft

De ulike pletteringsprosessene kan avgi flyktige organiske forbindelser (VOC), syretåke og metallrøyk. For å beskytte arbeiderne og for å kunne arbeide i henhold til OSHA-standarder eller andre standarder for sikkerhet på arbeidsplassen, bør disse utslippene begrenses ved hjelp av ventilasjonssystemer, røykvaskere og personlig verneutstyr (PPE).

4. Vann- og energibruk 

Pletteringsprosessen krever mye strøm og vann, særlig i galvaniseringsfasen og skylletrinnet. De fleste anleggene har innført lukkede kretsløpssystemer, lavenergiteknologi og resirkuleringsteknologi for å minimere miljøbelastningen og redusere driftskostnadene.

5. Samsvar/sertifisering

Lokale og internasjonale miljøforskrifter bør overholdes av produsentene, og det er vanlig at produsenter søker ISO 14001-sertifisering eller andre sertifiserte prosedyrer av lignende art for å bevise at de opptrer på en sunn og etisk måte. Pletteringsanleggene inspiseres og revideres jevnlig for å sikre at de tilfredsstiller alle miljøkrav.

Fremtidens trender innen pletteringsteknologi

Med utviklingen innen materialvitenskap og miljøteknologi blir den fremtidige offisielle behandlingen av sinkstøpegods og de tilhørende prosessene stadig mer miljøvennlige, kostnadseffektive og varierte:

• Slitasje- og varmebestandige nanobelegg
• Anodisering og plettering av hybridbelegg
• Kvalitetskontroll i AI med forbedret konsistens i en prosess

Slike innovasjoner vil ytterligere øke bruken av forkromming ved bruk av sinkstøping og støping av aluminiumslegeringer, plastbelegg og terninger, spesielt på elbiler, romfart og elementer av fornybar energi.

Konklusjon

Støpegods av sink blir vanligvis plettert for å forbedre skjønnheten, forhindre korrosjon eller oppfylle andre funksjonelle krav i den moderne produksjonsprosessen. Etter hvert som behovet for langvarige, stabile, vakre og velfungerende deler øker, fortsetter industrien å bruke avanserte pletteringsteknikker. Enten det gjelder den edle glansen fra forkrommingen av sinkstøpegods eller de høyteknologiske beskyttelsestiltakene ved anodisering av fosfor og aluminiumslegeringer, utvikler overflatebehandlingsteknologiene seg i et høyt tempo. Fremtiden ser lovende ut med renere, mer effektive og mer virkningsfulle overflatebehandlingssystemer, som ikke bare oppfyller tekniske krav, men som også er i tråd med globale bærekraftsmål.

Ofte stilte spørsmål 

1. Hva er sinkstøping, og hvilken betydning har prosessen?

Sinkstøping er en prosess der man legger et tynt lag (metallisk) av blant annet krom, nikkel og kobber på støpte komponenter av sinklegeringer. Dette forbedrer korrosjonsbestandigheten til delen, holdbarheten på overflaten og gjør den vakrere. Det brukes ofte i bil-, elektronikk- og husholdningsindustrien for å forbedre funksjonalitet og utseende.

2. Er det mulig å forkrome sinkstøpte deler?

Nei, sink blir ikke forkrommet. Til å begynne med gjennomgår sinkstøpingen et kobberstrøklag før nikkellaget. Deretter er det bare resten av forkrommingen som tas. De mange lagene gjør at systemet skaper en sterk festning, og det danner ingen avskalling eller flassing av krombelegget.

3. Hva er vanskeligheten med sinkstøpt plettering?

Det er problemer med overflatematerialet, da det kan bli forurenset, porøst og få problemer med dårlig vedheft når underlaget ikke er tilstrekkelig forberedt. Det dannes også lett oksyder av sink, og derfor bør overflaten aktiveres og pletteres så tidlig som mulig. Tilstrekkelig overflatebehandling og etterbehandling er viktige trinn for å få en høykvalitets og motstandsdyktig plettering uten defekter.

4. Er støping av plettert sink miljøvennlig?

Det er det, forutsatt at det gjøres på en ansvarlig måte. Mens konvensjonell plettering involverer giftige stoffer som heksavalent krom, er de fleste anlegg nå underlagt strenge miljøkontroller, er ufarlige og betaler for å bygge anlegg for rensing av avløpsvann og luftrensing, slik at det ikke har noen negativ effekt på naturen.