Galvanisering av sink og nikkel er en viktig overflatebehandling som brukes i mange bransjer for å forbedre slitestyrke, korrosjonsbestandighet og forskjønning. Det finnes en rekke metoder for galvanisering som brukes i dag, men den mest effektive av dem er den såkalte sink-nikkel-elektropletteringsmetoden, som er utviklet for å fungere i ekstreme miljøer. Dette gjøres ved å legge et lag av sink og nikkel på en metalloverflate, noe som øker holdbarheten og levetiden til metalloverflaten.

Her i denne artikkelen skal vi finne ut hva betydningen av sink-nikkel galvanisering er, hva forskjellen er med den normale sink galvanisering, og hva viktigheten av sink og galvanisering er. Vi skal også se nærmere på prosessen med galvanisering av sink med kobber. Denne guiden er ment å gi deg en klar og fullstendig definisjon av overflateteknikk, enten du er profesjonell i metallforedlingsindustrien eller bare er interessert i det.

Hva er galvanisering av sink og nikkel?

Elektroplettering av sink og nikkel er en overflatebehandling der en legering av sink og nikkel påføres et uedelt metall, vanligvis stål, ved hjelp av elektrokjemiske prosedyrer. Dette er et legeringsbelegg som forbedrer korrosjonsbestandigheten, særlig i miljøer som stiller høye krav, for eksempel i bilindustrien, romfartsindustrien og maritim virksomhet.

Sink- og nikkelioner må tilføres i sink-nikkel-elektropletteringsprosessen fordi begge ionene finnes i pletteringsløsningen, og under en kontrollert elektrisk strøm blir de avsatt samtidig på overflaten av en gitt komponent. En gjennomsnittlig kombinasjon i belegget er omtrent 85-88 prosent sink og 12-15 prosent nikkel.

Resultatet er ikke bare bedre korrosjonsbeskyttelse og styrke enn vanlig galvanisering med sink. Det er en egnet teknikk når det kreves høy ytelse, spesielt under forhold med høy luftfuktighet, eksponering for salt eller til og med langvarig slitasje.

Elektroplettering av sink vs. sink og nikkel - hvorfor er legeringen viktig?

Vanlig, ulegert galvanisk sink avsettes i ren form som et offersjikt på en uedelt metalldel. Selv om dette er effektivt, brytes det rene sinkbelegget relativt raskt ned når det utsettes for fiendtlige miljøer eller korrosive forhold.

Legering med nikkel forbedrer ytelsen til belegget betraktelig. Nikkel forbedrer:

• Korrosjonsbestandighet (viser at den er opptil 510 ganger mer motstandsdyktig mot korrosjon i salttåketester)
• Hardhet og slitestyrke
• Både termisk og kjemisk motstand mot nedbrytning
• Dette gjør sink-nikkel-elektroplettering til et bedre valg når lang levetid, sikkerhet og mindre vedlikehold står i fokus.

Fremtredende egenskaper ved galvanisering av sink og nikkel

• Motstandsdyktighet mot korrosjon: Ikke begrenset til samme motstandsnivå som rene sinkbaserte belegg, som for eksempel under salttåkeforhold.
• Dekning: Med denne teknologien får man en jevn beleggtykkelse, selv på komplekse former.
• Høyfast stål: Det minimerer sannsynligheten for at det oppstår hydrogensprøhet.
• Miljømessig kompatibel: Kan kombineres med treverdig passivering for å være i samsvar med RoHS og REACH.
• Termisk stabilitet: Beskyttelsen forblir intakt under høye temperaturer, som i maskinrom.

Oversikt over galvanisering av sink

En mer konvensjonell prosess, kalt galvanisering med sink, går ut på å påføre et belegg av ren sink på overflaten av en del, slik at belegget fungerer som en offeranode. Sinkkorrosjonen forhindrer at det underliggende uedle metallet ruster.

Den utstrakte bruken av denne metoden er begrunnet i dens:

• Billig pris
• Praktisk å bruke
• Vedheft til stål- og jernoverflater

Men det kan ikke måle seg med den overlegne ytelsen til sink-nikkel-belegg når det gjelder områder som utsettes for mye fuktighet, saltpåføring eller i en situasjon der temperaturen vil endre seg drastisk.

• Galvanisering med sink har blitt brukt til mange formål:
• Skruer, muttere, og bolter
• brakett og klips
• Lett maskinvare for bil- eller byggebransjen

Selv om det er svært godt egnet til generelle formål, går mange bransjer i dag over til å bruke galvanisering av nikkel, som er galvanisering av sinknikkel, for å gi bedre beskyttelse og holdbarhet av produktet.

Galvanisering av sink - et sikkert metallbelegg

Sink er et lett tilgjengelig metall og brukes i stor utstrekning i galvaniseringsprosesser på grunn av de lave kostnadene, effektiviteten og anvendeligheten. Det er mange fordeler med å bruke sink som galvaniseringsmetall:

• Offeranode: Det forhindrer at det uedle metallet skades ved å korrodere først.
• Veltilpasset: Det har en sterk klebeevne til stål og jern, noe som gjør at det har god slitestyrke.
• Fleksibel bruk: Det kan brukes alene eller sammen med nikkel, jern eller kobolt.
• Pletteringsbad som er enkle å behandle, er kostnadseffektive og velutviklede.
• Bred kompatibilitet; Materialet er nyttig i bransjer som elektronikkindustrien, byggebransjen og så videre.

Sink i kombinasjon med nikkel er enda sterkere, og blir såkalt sink for galvanisering, og kan brukes i deler med lang levetid.

Hva er nikkel? 

Nikkel er et kjemisk grunnstoff med symbolet og navnet Ni og atomnummer 28. Det er korrosjons- og oksidasjonsbestandig, duktilt, formbart og sølvhvitt i fargen og er et hardt metall. Nikkel finnes i vanlige legeringer, særlig i rustfritt stål, batterier, plettering, elektronisk utstyr og mynter.

Det er et av de mest fleksible metallene i moderne industri, og det er sentralt i avansert produksjon, energilagring og korrosjonsbestandige belegg som galvanisering med sink og nikkel.

Fysiske og kjemiske egenskaper ved nikkel

Tabell 1: Fysiske og kjemiske egenskaper for nikkel

Nikkel, som det er mest av i jordskorpen, har gode mekaniske egenskaper og kan derfor brukes i konstruksjoner og ved høye temperaturer.

Industriell bruk av nikkel

Nikkel er sterkt, motstandsdyktig mot korrosjon og varme, og kan derfor brukes til en rekke ulike formål:

1. Legeringer

Legeringer som inneholder nikkel, er korrosjonsbestandige:

• Kromholdig rustfritt stål
• Inconel og Monel (brukes i romfart, marineindustri og kjemisk industri)

2. Galvanisering

Nikkel brukes både på dekorative og nyttige elektroplater, noe som gir

• Deretter en polert, ren finish
• Motstandsdyktig mot korrosjon og slitasje
• Påføring i form av sink-nikkel-elektroplettering for å forsterke sink-elektroplettering

3. Batterier

Det finnes viktige materialer i nikkel:

• Nikkel/metallhydridbatterier (NiMh)
• Nikkel-kadmium-batterier (NiCd)
• Nikkelkatoder i litium-ion-batterier, særlig i elektriske kjøretøy

4. Mynter og valuta

Nikkel eller nikkellegeringer brukes i stor utstrekning i mynter i en rekke land på grunn av sin slitestyrke og motstandskraft mot anløping.

5. Katalysatorer

Nikkel brukes som katalysator i hydrogenering og kjemisk prosessering.

Nikkel i galvanisering.

Nikkel gir følgende fordeler i pletteringsapplikasjoner:

• Hardhet og seighet
• Økt motstand mot korrosjon
• Overflatefinish: Fin og glatt

Sink-nikkel-prosess for galvanisering

Sink galvanisering av nikkel prosessen gjør det mulig å gjennomføre en rekke kontrollerte trinn for å påføre metallkomponentene en korrosjonsbestandig, jevn overflate av en sink-nikkel-legering. Prosessen kan forenklet beskrives på følgende måte:

1. Klargjøring og rengjøring av overflaten

Komponenten rengjøres grundig for å fjerne olje, rust, smuss og eventuelle tidligere belegg. Dette kan være alkalisk avfetting, syrebeising eller elektrorensing, som en forholdsregel for å sikre at pletteringen hefter godt.

2. Aktivering

Metalloverflaten aktiveres vanligvis med en kort syredyping for å fjerne eventuelle gjenværende oksider. Dette beroliger overflaten slik at sink-nikkel-legeringen får en sterkere vedheft.

3. Galvanisering

Delen dyppes i en elektrolytt som inneholder bakterier med sink- og nikkelsalter oppløst i den. Deretter kjøres det likestrøm gjennom, og metallionene legger seg på overflaten av delen. Det vanlige legeringsforholdet er 85-88 prosent sink og 12-15 prosent nikkel.

4. Skylling

Etter pletteringen blir delen renset med vann for å fjerne rester av pletteringsløsningen og hindre kontaminering i de påfølgende prosedyrene.

5. Passivering

Med tanke på korrosjonsbestandighet utføres den mer typiske kromatpassiveringen, og en beskyttende, ofte fungibel finish er inkludert, f.eks. på rustfritt stål er enten en svart eller blank kromatfinish.

6. Tørking og inspeksjon

Deretter lufttørkes overflaten, undersøkes visuelt, og vanligvis testes tykkelsen på belegget, vedheft og korrosjonsbestandighet før man aksepterer at overflaten er i samsvar med spesifikasjonene.

Fordeler med konvensjonell galvanisering med sink

Forzinking, eller rettere sagt galvanisering, er en metode som brukes mye, men den gir ikke langvarig korrosjonsbeskyttelse som sink-nikkel-legering gjør. Ved galvanisering av sink avsettes et rent metallsink på overflaten av et metallstykke, og det fungerer som et offerbelegg. Etter en tid ruster dette laget i stedet for metallet under.

Problemet med galvanisering av sink er at dette belegget begynner å miste egenskapene til effektiv motstand mot korrosjon i forhold med en høy konsentrasjon av salt eller industrielle produkter av forurensning. Motsatt, sink nikkel galvanisering har en mye sterkere barriere, på grunn av nikkel som legger hardhet og korrosive element motstand.

Delene som er behandlet med sink-nikkel-elektroplettering, har dessuten mindre hydrogensprøhet - et viktig aspekt når man har med høyfast stål å gjøre. For tidlig svikt i mekaniske deler kan skyldes hydrogensprøhet, noe som bør unngås når det er mulig av hensyn til sikkerhet og ytelse.

Ulike bransjer har ansett det som et bedre alternativ å bruke galvanisering med sink-nikkel i stedet for tradisjonell galvanisering med sink, siden førstnevnte er slitesterk, langvarig og holdbar. Over tid kan dette minimere vedlikeholdskostnadene og forbedre driftssikkerheten.

Rollen til sink for galvanisering

Lagring eller bruk av sink som galvaniseringsmedium er mer eller mindre en universell affære i metallforedlingsbransjen. Sink fungerer som en offeranode, det vil si at det gjennomgår korrosjon i stedet for det uedle metallet. Det er denne egenskapen som gjør at sink i galvanisering er et svært nyttig produkt når det gjelder å beskytte jernholdige metaller mot rust.

Her følger noen av grunnene til at produsentene fortsatt bruker sink, når det er snakk om bruk av sink i galvanisering:

• Økonomisk forebygging: Sink er billig og gir en god form for korrosjonsbeskyttelse.
• God vedheft: Sink er et godt klebemiddel; det er sterkt bundet til uedle metaller, noe som gjør at belegget har lang levetid.
• Mangfold: Sink i galvanisering kan kombineres med andre metaller for å danne legeringer som sink-nikkel, sink-jern, sink-kobolt og andre.
• En enkel prosedyre: Sammenlignet med andre metaller er galvanisering med sink en etablert prosedyre som er ganske enkel å bruke.

Effekten av sink som galvaniseringsmateriale forsterkes når det legeres med nikkel, og det oppstår en synergieffekt der de to metallene sammen gir et mer beskyttende/holdbart belegg.

Former for teknikk i sink-nikkel-elektroplettering

1. Alkalisk plettering av sink-nikkel

Benytter alkaliske bad med sink- og nikkelioner som er best egnet til å belegge de som har kompliserte funksjoner. Det har god innkast, jevn dekning og stressende innside. Vanligvis er finishen matt til halvblank. Temperatur og pH bør også opprettholdes strengt.

2. Sink og galvanisering av nikkel

Bruker en lysere og jevnere finish, surt kloridbasert bad, som gir raskere plettering. Den er egnet for masseproduksjon av festemidler og dekorative deler. Ikke så bra på innfelte steder og belegg kan inneholde økt indre stress.

3. Tønnebelegg

Perfekt til massebelegging av små komponenter som muttere, skiver osv. Det er et raskt og konsistent belegg av deler i en roterende tønne. Ikke sløsing og vellykket, men ikke egnet for ømfintlige eller mellomstore deler.

4. Stativbelegg

Delene monteres på stativene for å utføre plettering på en kontrollert og presis måte. Det er egnet når store, skjøre eller geometrisk kompliserte deler skal fremstilles med jevn tykkelse og overflatekvalitet. Arbeidskrevende enn tønneplettering.

5. Avansert metode - pulsbelegg

Avsetter et finere, mindre belastet belegg av legering ved hjelp av pulserende elektrisk strøm. Gir bedre korrosjons- og mekaniske egenskaper. Spesialisert utstyr er dyrere og egner seg for avanserte eller krevende prosjekter.

Sink-nikkel Farge og utseende

Sink-nikkel-belegg kan ha ulike farger, noe som sannsynligvis avhenger av pletteringsprosessen, nikkelinnholdet og etterbehandlingen (passivering). Basislegeringen er fra naturens side matt eller matt, men de tilgjengelige tjenestene kan foredles ytterligere for å gjøre overflatebehandlingen skreddersydd med tanke på funksjonalitet og utseende.

Basisutseende

Ubehandlet sink-nikkelbelegg er vanligvis grått, avhengig av matthetsgraden, til matt sølvfarget. Den spesifikke tonen kan være matt grå til halvblank sølv, men det avhenger av hvordan belegningsmaterialet er belagt, enten i det alkaliske eller sure badet.

Etter passivering

Delene blir ofte kromatisert etter galvaniseringstrinnet. Dette kan også påvirke den endelige fargen og korrosjonsbestandigheten.

Slike vanlige passiveringsoverflater er:

• Klar/blå: Klar sølv eller blålig nyanse: den vanligste
• Svart: Det er et mørkt svart eller kullfarget belegg; det brukes som en visuell kontrast eller militære spesifikasjoner
• Oliven/grønngul: Denne fargen er ikke like utbredt, men den brukes likevel til spesielle tekniske eller estetiske krav

Likhet og identisitet

Sink-nikkel-avleiringer har en tendens til å være jevne og regelmessige når det gjelder fin fordeling, spesielt når de leveres ved rackplettering eller pulsplettering. Ved tønneplettering i store volumer kan det forekomme mindre tonale forskjeller, men de påvirker ikke ytelsen.

Dekorativ bruk

Sink-nikkel kan være like attraktivt som svart, så lenge hovedformålet er funksjonelt, selv om aktiviteter som er avhengige av funksjonene til maskinvare og festemidler, samt den eksponerte mekaniske delen, kan inkludere en subtil metallfinish.

Undersøkelse av emnet, galvanisering av sink med kobber

Selv om det ikke er like utbredt som andre kombinasjoner, er galvanisering av sink med kobber en ganske spesifikk prosess i metallforedlingsbransjen. Metoden innebærer at sink legges over kobber eller kobber over sink, avhengig av hva man ønsker. Vanligvis overbelegges sink med kobber, noe som gir bedre ledningsevne og vedheft.

Metallplettering (sink) (galvanisering av sink med kobber) kan brukes i enkelte elektroniske applikasjoner og i enkelte estetisk endelige dekorasjoner der det kreves en lys, skinnende overflate. Kobberlaget forbedrer vedheftingsstyrken til sink, og sink gir motstand mot korrosjon. Det brukes også for å klargjøre overflater for andre behandlinger, for eksempel lodding eller maling.

Når det gjelder sink, er det nødvendig å huske at galvanisering av sink med kobber krever at de kontrollerer badkjemien og strømtettheten, fordi det ved feil innstillinger kan observeres dårlig vedheft eller ujevnt belegg. På grunn av ulikheten i det elektrokjemiske potensialet til sink og kobber, er det viktig å kontrollere rekkefølgen og tykkelsen på pletteringen og unngå galvanisk korrosjon.

Selv om galvanisering er en nisjeprosess, understrekes galvaniseringsteknologiens kapasitet og allsidighet med galvanisering av sink med kobber. Det er også et eksempel på hvordan blandingen av flere metaller kan resultere i forbedrede egenskaper.

Bruksområder for galvanisering av sink og nikkel

Galvanisering av sink og nikkel finner anvendelse i ulike bransjer der holdbarhet, korrosjon og pålitelighet er svært viktig. Noen av de vanligste bruksområdene kan være

• Bilindustrien: Brukes på bremsekalipere, deler av drivstoffsystemet og festeanordninger.
• Luft- og romfartsindustrien: Passer godt til elementer som utsettes for tøffe miljøforhold.
• Elektronikk: Reléer, brytere og andre elektriske koblinger er sikret mot oksidasjon av de elektriske pinnene og kontaktene.
• Konstruksjon: De brukes på bolter, muttere og konstruksjonsdeler.
• Forsvar og militærvesen: Belegg tilbys i henhold til ekstreme MIL-SPEC-standarder.
• I begge disse bransjene brukes det et begrep som kalles sink-nikkel-elektroplettering, som bidrar til lengre levetid på delene og mindre behov for vedlikehold eller utskifting. På grunn av de langsiktige fordelene blir bruken stadig mer populær, selv i kostnadsbevisste bransjer.

Regulatoriske og miljømessige hensyn

I takt med at industrien har gått over til bærekraftige og miljøvennlige prosesser, har også galvaniseringsprosesser fått mer oppmerksomhet. Konvensjonelle teknikker for galvanisering av sink innebærer av og til bruk av giftige kjemikalier, blant annet cyanider og heksavalent krom, som er helseskadelige for arbeiderne og miljøet.

Et alternativ som sannsynligvis er mer miljøvennlig, særlig når galvaniseringen utføres på basis av treverdige passiveringssystemer, er den såkalte sink-nikkel-elektropletteringen. Disse systemene inneholder ikke giftige tungmetaller og er i samsvar med internasjonale miljølover som RoHS (Restriction of Hazardous Substances) og REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals).

For det andre er avfallshåndteringen og resirkuleringen av kjemikalier mye bedre i dag enn for noen år siden, noe som betyr at bedriftene kan redusere miljøpåvirkningen uten å bekymre seg for ytelsen til de galvaniserte delene.

Fremtidige trender innen galvanisering

Fremtiden for galvanisering, spesielt den som kalles sink-nikkel-elektroplettering, ser svært lys ut. Kvaliteten og effektiviteten i prosessen vil sannsynligvis bli ytterligere forbedret ved hjelp av innovasjoner innen automatisering, badkjemi og nanoteknologi. Andre forskere er også i ferd med å finne ut hvordan man kan gjøre galvaniseringsprosessen mer energieffektiv og miljøvennlig uten å redusere ytelsen.

Beleggingsteknologier vil også bli utviklet på grunn av det økende behovet for sterkere overflatebeskyttelse i bransjer som fornybar energi, elektriske kjøretøy og elektronikk. Blant disse bør man i denne sammenheng nevne galvanisering med sink og nikkel, som ligger midt mellom kostnad, ytelse og bærekraft.

GC Precision Mold: Din ideelle partner for fremragende sink-nikkel-elektroplate

GC Precision Mold er spesialist på galvanisering av sink-nikkel av høyeste kvalitet og har spesialisert seg på leveranser til bil-, romfarts- og industrilyd. Vi produserer høykvalitetsbelegg med den beste finishen som har høy korrosjonsbestandighet, er svært holdbare og har en god finish på grunn av vårt høykvalitetsutstyr og kvalitetskontroll. Når det gjelder fine detaljer eller kompliserte deler, sørger gruppen vår for at vi har nøyaktighet og kvalitet ved hver eneste anledning. Slå deg sammen med oss for å få pålitelighet, rask behandlingstid og eksepsjonelt fremragende kunnskap om plettering.

Konklusjon

Den alternative prosessen for overflatebelegg er blitt kjent som galvanisering med sink og nikkel, og dette har vist seg å være en bedre prosess ettersom den er motstandsdyktig mot korrosjon, varer lenger og overholder gjeldende miljøstandarder. Selv om galvanisering på sink også i dag kan ses på som en effektiv løsning i ulike bruksområder, er fordelene med legeringen av sink og nikkel utvetydige og massive.

Sinkens funksjoner ved galvanisering og kompleksiteten ved galvanisering av sink med kobber gjør det mulig for produsentene å få innsikt i hvilken metode for overflatebehandling som er riktig for deres bransje. I takt med den teknologiske utviklingen og de stadig høyere standardene vil bruken av moderne galvaniseringsmetoder, som den såkalte sink-nikkel-elektropletteringen, bare bli mer og mer utbredt.

Spørsmål og svar

1. Hva er galvanisering av sink-nikkel?

Elektroplettering med sink-nikkel består av et korrosjonsbestandig belegg av sink i kombinasjon med nikkel i et forhold med spesifikk legeringsstyrke, vanligvis 85-88 prosent sink og 12-15 prosent nikkel. Det gir bedre beskyttelse enn standard sinkbelegg, spesielt under ekstreme forhold som bruk i kjøretøy eller fartøy.

2. Hvordan skiller ZN seg fra konvensjonell galvanisering med sink?

Selv om galvanisering med sink gir den nødvendige korrosjonsbeskyttelsen, gir galvanisering med sink og nikkel mye bedre beskyttelse mot rust, varme og kjemisk eksponering. Nikkeltilsetningen øker stabiliteten og levetiden til den belagte komponenten.

3. Er det noe metall som egner seg for sink-nikkelbelegg?

Det brukes vanligvis på stål, støpejern og jernlegeringer. Overflatene bør være riktig forberedt slik at det ikke oppstår problemer med vedheft og at pletteringen blir god. Avhengig av underlaget kan denne prosessen varieres noe.

4. Hvilke bransjer har størst nytte av galvanisering med sink-nikkel?

Bil-, romfarts-, militær-, elektronikk- og tungmaskinindustrien er noen av bransjene der sink brukes i form av galvanisering av festemidler, braketter, kontakter og andre presisjonskomponenter. Det kan også brukes på de delene som trenger galvanisering av sink i kobbertilstand som forbehandling eller beskyttelse.