Electroplacarea cu zinc și nichel este o operațiune de finisare esențială care este utilizată în numeroase industrii pentru a spori rezistența la uzură, rezistența la coroziune și, de asemenea, în înfrumusețare. Există numeroase metode de galvanoplastie utilizate în prezent, însă cea mai performantă dintre acestea este așa-numita metodă de galvanoplastie zinc-nichel, care a fost concepută pentru a funcționa în medii extreme. Acest lucru se realizează prin placarea unui strat de zinc și nichel pe o suprafață metalică, sporind astfel durabilitatea și durata de viață a suprafeței metalice.

În acest articol, vom afla ce înseamnă galvanizarea cu zinc și nichel, care este diferența sa față de galvanizarea normală cu zinc și care este importanța zincului și a galvanizării. Vom merge până la a vedea care este procesul de galvanizare a zincului cu cupru. Acest ghid este menit să vă pună pe masă o definiție clară și completă a ingineriei suprafețelor, indiferent dacă sunteți un profesionist în industria finisării metalelor sau doar interesat de aceasta.

Ce este galvanoplastia zinc-nichel?

Electroplacarea cu zinc și nichel este o măsură de finisare a suprafețelor în care un aliaj de zinc și nichel este aplicat pe un metal de bază, în mod normal oțel, folosind proceduri electrochimice. Acesta este un aliaj de acoperire care îmbunătățește rezistența la coroziune, în special în medii cu cerințe ridicate, cum ar fi cele auto, aerospațiale și marine.

Ionii de zinc și nichel trebuie să fie introduși în procesul de galvanizare cu zinc și nichel datorită faptului că ambii ioni există în soluția de galvanizare și, în timpul unui curent electric controlat, se depun împreună pe suprafața unei anumite componente. O combinație medie în acoperire este de aproximativ 85-88% zinc și 12-15% nichel.

Finisajul rezultat nu este pur și simplu mai rezistent la coroziune și mai rezistent decât electroplacarea normală cu zinc. Este o tehnică adecvată în cazul unei performanțe ridicate necesare, în special în condiții de umiditate ridicată, expunere la sare sau chiar uzură pe termen lung.

Zinc vs. Zinc Nichel Electroplacare, de ce contează aliajul?

Zincul obișnuit nealiat pentru galvanizare este depus în formă pură ca strat de sacrificiu pe o piesă din metal de bază. Deși acest lucru este eficient, acoperirea cu zinc pur se degradează relativ repede atunci când este supusă unor medii ostile sau unor condiții corozive.

Alierea cu nichel îmbunătățește foarte mult performanța acoperirii. Nichelul îmbunătățește:

• Rezistență la coroziune (marchează utilizarea sa de până la 510 ori mai rezistentă la coroziune în testele de pulverizare salină)
• Duritatea și rezistența la uzură
• Rezistență termică și chimică la degradare
• Acest lucru face ca galvanizarea cu zinc și nichel să fie o decizie mai bună atunci când se pune accentul pe durata de viață lungă, siguranță și întreținere redusă.

Proprietăți proeminente ale unei galvanizări cu zinc-nichel

• Rezistență la coroziune: Nu sunt limitate la același nivel de rezistență ca cele ale acoperirilor pe bază de zinc pur, în special în condiții de pulverizare salină.
• Acoperire: Cu această tehnologie, se obține o grosime uniformă a stratului de acoperire, chiar și pe forme complexe.
• Oțel de înaltă rezistență: Aceasta minimizează apariția probabilă a fragilizării cu hidrogen.
• Conform cu mediul: Poate fi combinat cu pasivarea trivalentă pentru a fi conform RoHS și REACH.
• Stabilitate termică: Protecția rămâne intactă în condiții de temperatură ridicată, cum ar fi în sălile motoarelor.

Prezentare generală Electroplacarea cu zinc

Un proces mai convențional, numit galvanizare cu zinc, constă în aplicarea unui strat de zinc pur pe suprafața unei piese, astfel încât stratul să servească drept anod sacrificial. Coroziunea zincului împiedică metalul de bază de la bază să ruginească.

Utilizarea pe scară largă a acestei metode se bazează pe:

• Costuri reduse
• Comoditate la utilizare
• Aderența la suprafețele din oțel și fier

Dar nu se compară cu performanța superioară a acoperirii cu zinc-nichel atunci când vine vorba de zone care se confruntă cu umiditate excesivă, aplicații cu sare sau într-o situație în care temperaturile se vor schimba drastic.

• Utilizările galvanizării cu zinc au fost:
• Șuruburi, piulițe, șuruburi и
• suport și cleme
• Feronerie ușoară pentru automobile sau construcții

Deși aplicația sa este foarte bună atunci când este utilizată în scopuri generale, multe industrii se îndreaptă în prezent către utilizarea nichelării prin galvanizare, care este galvanizarea cu zinc și nichel, pentru a spori o mai bună protecție și durabilitate a produsului.

Electroplacarea zincului - un metal de acoperire sigur

Zincul este un metal ușor disponibil și este utilizat pe scară largă în procesele de galvanizare datorită costului scăzut de utilizare, eficienței și utilității sale. Există avantaje ale utilizării zincului în galvanoplastie:

• Anod sacrificial: Acesta previne deteriorarea metalului de bază prin coroziune mai întâi.
• Bine aderent: Are o proprietate adezivă puternică la oțel și fier, ceea ce îi conferă o bună rezistență la uzură.
• Aplicare flexibilă: Acesta poate fi utilizat singur sau împreună cu nichel, fier sau cobalt.
• Băi de placare ușor de procesat sunt rentabile și dezvoltate.
• Compatibilitate largă; Materialul este util în industrii precum industria electronică, industria construcțiilor și așa mai departe.

Zincul în combinație cu nichel este și mai puternic, devenind așa-numitul zinc pentru galvanizare, și poate fi aplicat în piese cu durată lungă de viață.

Ce este nichelul? 

Nichelul este un element chimic, cu simbolul și denumirea Ni și numărul atomic 28. Este rezistent la coroziune și oxidare, ductil, maleabil, de culoare alb-argintie și este un metal dur. Nichelul a fost găsit în aliaje comune, în special oțel inoxidabil, baterii, placare, echipamente electronice și monede.

Este unul dintre cele mai flexibile metale din industria modernă, care este esențial pentru producția avansată, stocarea energiei și acoperiri rezistente la coroziune, cum ar fi galvanizarea cu zinc și nichel.

Proprietățile fizice și chimice ale nichelului

Tabelul 1: Proprietățile fizice și chimice ale nichelului

Fiind în cea mai mare parte abundent în scoarța terestră, nichelul are proprietăți mecanice excelente și, prin urmare, poate fi utilizat în structuri și în condiții de temperatură ridicată.

Utilizări industriale ale nichelului

Nichelul este puternic, rezistent la coroziune, precum și la căldură, prin urmare poate fi aplicat într-o mare varietate de utilizări:

1. Aliaje

Aliajele care conțin nichel sunt rezistente la coroziune:

• Oțel inoxidabil cu conținut de crom
• Inconel și Monel (utilizate în industria aerospațială, industria navală și industria chimică)

2. Electroplacare

Nichelul se aplică atât pe electroplacile ornamentale, cât și pe cele utile, oferind:

• Apoi, un finisaj lustruit, curat
• Rezistență la coroziune și rezistență la abraziune
• Aplicarea sub formă de galvanizare cu zinc și nichel pentru a consolida galvanizarea cu zinc

3. Bateriile

Există materiale cheie în nichel:

• Baterii nichel/hidridă metalică (NiMh)
• Baterii nichel-cadmiu (NiCd)
• Catozi de nichel în baterii litiu-ion, în special vehicule electrice

4. Monede și valută

Nichelul sau aliajul de nichel este utilizat pe scară largă în monedele unei varietăți de țări, datorită calităților sale de uzură îndelungată și rezistenței la pătare.

5. Catalizatori

Nichelul este utilizat ca catalizator în sectoarele hidrogenării și prelucrării chimice.

Nichel în galvanoplastie.

Nichelul oferă următoarele în aplicațiile de placare:

• Duritate și tenacitate
• Rezistență crescută la coroziune
• Finisaj de suprafață: Frumos și neted

Zinc Nichel Procesul de galvanizare

Zinc nichel electroplacare permite aplicarea unui număr de etape controlate pentru a aplica un finisaj uniform, rezistent la coroziune, din aliaj de zinc-nichel pe componentele metalice. Modul simplificat al procesului poate fi următorul:

1. Pregătirea și curățarea suprafeței

Componenta este bine curățată pentru a o elibera de ulei, rugină, murdărie sau orice strat anterior. Aceasta poate fi degresare alcalină, decapare acidă sau electrocurățare, ca măsură de precauție pentru a se asigura că placarea este bine aderentă.

2. Activare

Suprafața metalică este de obicei activată prin scufundare acidă de scurtă durată, pentru a îndepărta orice oxizi rămași. Acest lucru înmoaie suprafața pentru o aderență mai puternică cu aliajul zinc-nichel.

3. Electroplacarea

Secțiunea este înmuiată într-un electrolit care conține bacterii în care sunt dizolvate săruri de zinc și nichel. Se trece apoi un curent continuu, iar ionii metalici se depun pe suprafața piesei. Raportul său comun de aliaj este de 85-88% zinc și 12-15% nichel.

4. Clătire

După placare, piesa este curățată definitiv cu apă pentru a elimina soluția de placare rămasă și pentru a opri contaminarea în următoarele proceduri.

5. Pasivarea

Având în vedere rezistența la coroziune, se realizează pasivarea cromată tipică și se include un finisaj protector, frecvent fungibil, de exemplu, pe oțelul inoxidabil este un finisaj cromat negru sau strălucitor.

6. Uscare și inspecție

Suprafața acoperită este apoi uscată la aer, examinată vizual și, de obicei, grosimea acoperirii, aderența și rezistența la coroziune sunt testate înainte de a accepta că suprafața este conformă cu specificațiile.

Avantaje față de electroplacarea convențională cu zinc

Placarea cu zinc, sau mai degrabă electroplacarea, este o metodă utilizată pe scară largă, dar nu oferă o protecție pe termen lung împotriva coroziunii, așa cum o face aliajul zinc-nichel. Procesul de galvanizare cu zinc constă în depunerea unui zinc metalic pur pe suprafața unei piese metalice, care servește drept strat sacrificial. După un anumit timp, acest strat ruginește mai degrabă decât metalul de dedesubt.

Problema cu galvanizarea zincului este că această acoperire începe să își piardă proprietățile de rezistență eficientă la coroziune în condiții de concentrație ridicată de sare sau produse industriale de poluare. În schimb, electroplacarea cu zinc și nichel are o barieră mult mai puternică, datorită nichelului care adaugă duritate și rezistență la elementele corozive.

În plus, piesele tratate prin galvanizare cu zinc și nichel au o fragilizare redusă a hidrogenului - un aspect important atunci când este vorba de oțeluri cu rezistență ridicată. Ruperea prematură a pieselor mecanice poate avea loc prin fragilizarea cu hidrogen, care ar trebui evitată ori de câte ori este posibil din motive de siguranță și performanță.

Diferite industrii au considerat că este o opțiune mai bună să utilizeze galvanizarea cu zinc și nichel, spre deosebire de galvanizarea tradițională cu zinc, având în vedere că prima este durabilă, de lungă durată și durabilă. În timp, această mișcare poate minimiza costurile de întreținere și poate îmbunătăți fiabilitatea funcționării.

Rolul zincului pentru galvanoplastie

Depozitarea sau utilizarea zincului ca mediu de galvanizare este mai mult sau mai puțin o chestiune universală în domeniul finisării metalelor. Zincul joacă rolul de anod de sacrificiu, adică este supus coroziunii, în locul metalului de bază. Datorită acestei proprietăți, valoarea produsului, și anume zincul în galvanoplastie, este foarte utilă în protejarea metalelor feroase împotriva ruginei.

Următoarele sunt câteva dintre motivele pentru care producătorii încă folosesc zinc, atunci când se referă la utilizarea zincului în galvanoplastie:

• Prevenirea economică: Zincul este ieftin și oferă o formă bună de protecție împotriva coroziunii.
• Aderență bună: Zincul este un adeziv bun; este foarte bine legat de metalele de bază, ceea ce face ca acoperirea să aibă o durată lungă de viață.
• Diversitate: Zincul în galvanizare poate fi combinat cu alte metale pentru a forma aliaje care includ zinc-nichel, zinc-fier, zinc-cobalt, printre altele.
• O procedură ușoară: În comparație cu alte metale, galvanizarea cu zinc este o procedură consacrată și destul de ușor de aplicat.

Efectele zincului ca material de galvanizare sunt sporite atunci când este aliat cu nichel și se produce un efect sinergic în care cele două metale lucrează împreună pentru a produce un strat mai protector/durabil.

Forme de tehnică în galvanoplastia zinc-nichel

1. Placarea alcalină a zincului și nichelului

Desfășoară băi alcaline cu ioni de zinc și nichel care sunt cele mai potrivite pentru acoperirea celor care au caracteristici complicate. Are o aruncare bună, acoperire uniformă și interioritate stresantă. De obicei, finisajul este mat până la semiluminos. Temperatura și pH-ul trebuie, de asemenea, menținute cu strictețe.

2. Zinc și galvanoplastie nichel

Utilizează un finisaj mai strălucitor și mai neted, o baie acidă pe bază de clorură, care oferă o placare mai rapidă. Este potrivit pentru producția în masă de elemente de fixare și piese decorative. Nu este atât de bun la locurile încastrate și acoperiri pot conține stres intern crescut.

3. Placarea țevii

Minunat pentru placarea componentelor mici în masă, cum ar fi piulițele, șaibele etc. Există o acoperire rapidă și consistentă a pieselor într-un butoi rotativ. Fără risipă și de succes, dar nu se aplică pieselor delicate sau intermediare.

4. Placarea rafturilor

Montarea pieselor pe rafturi se face pentru a efectua placarea într-un mod controlat și precis. Este adecvată atunci când piesele mari, fragile sau cu geometrie complexă trebuie să aibă o grosime și o calitate uniformă a suprafeței. Necesită mai multă forță de muncă decât placarea în butoi.

5. Metoda avansată - Pulse Plating

Depune un strat mai fin și mai puțin tensionat de aliaj prin utilizarea curentului electric pulsat. Personalizează mai bine coroziunea și comportamentul mecanic. Echipamentul specializat este mai scump și potrivit pentru proiecte high-end sau severe.

Zinc-Nichel Culoare și aspect

Acoperirile de zinc-nichel pot apărea într-o varietate de culori, care depinde probabil de procesul de placare, conținutul de nichel și tratamentul ulterior (pasivare). Aliajul de bază are în mod natural un finisaj mat sau mat, deși serviciile disponibile pot fi rafinate în continuare pentru a face finisajul personalizat în funcționalitate și aspect.

Aspect de bază

Placarea cu zinc-nichel brut este de obicei de culoare gri, în funcție de nivelul de mat, până la argintiu mat. Tonul specific poate fi gri mat până la argintiu semiluminos, deși depinde de modul în care materialul de acoperire este acoperit, în baie alcalină sau acidă.

După pasivare

Piesele sunt frecvent cromatizate după etapa de galvanizare. Acest lucru ar putea influența, de asemenea, culoarea finală și rezistența la coroziune.

Astfel de finisaje de pasivare comune sunt:

• Transparent/albastru: Argint clar sau nuanță albăstruie: cea mai comună
• Negru: Acesta este un strat negru închis sau cărbune; este folosit ca contrast vizual sau specificații militare
• Olive/Galben-verzui: Această culoare nu este la fel de răspândită, dar totuși, este aplicată pentru anumite cerințe tehnice sau estetice

Asemănare și identicitate

Depozitele de zinc-nichel tind să fie netede și regulate în ceea ce privește distribuția plăcută, în special atunci când sunt obținute prin placare pe rafturi sau prin placare pulsatorie. În cazul depunerii în butoaie la volume mari, pot exista diferențe minore de ton, dar acestea nu afectează performanța.

Utilizare decorativă

Zincul-nichel poate fi atât atractiv, cât și negru, în măsura în care scopul său principal este funcțional, deși activitățile care depind de funcțiile de hardware și elemente de fixare, precum și secțiunea mecanică expusă, pot include un finisaj metalic subtil.

Investigarea subiectului, Electroplacarea zincului cu cupru

Chiar dacă nu este la fel de răspândită ca alte combinații, galvanizarea zincului cu cupru este un proces destul de specific în domeniul finisării metalelor. Metoda presupune depunerea zincului peste cupru sau a cuprului peste zinc, în funcție de ceea ce se dorește. În mod normal, zincul este acoperit cu cupru, care oferă conductivitate și aderență îmbunătățite.

Placarea cu metal (zinc) (galvanizarea zincului cu cupru) poate fi utilizată în unele aplicații electronice și în unele decorațiuni finale din punct de vedere estetic în care este necesar un finisaj strălucitor și strălucitor. Stratul de cupru sporește puterea de aderență a zincului, iar zincul oferă rezistență la coroziune. Se aplică, de asemenea, în cazul pregătirii suprafețelor pentru a primi alte tratamente, cum ar fi în timpul lipirii sau vopsirii.

În ceea ce privește zincul, este necesar să ne amintim că galvanizarea zincului cu cupru necesită controlul chimiei băii și al densității curentului, deoarece, la setări necorespunzătoare, se poate observa o aderență slabă sau o acoperire inegală. Datorită disimilarității potențialului electrochimic al zincului și al cuprului, este important să se controleze ordinea și grosimea placării și să se evite coroziunea galvanică.

Deși un proces de galvanoplastie este un proces de nișă, capacitatea și versatilitatea tehnologiei de galvanoplastie sunt evidențiate prin galvanoplastia zincului cu cupru. Acesta este, de asemenea, un caz în care amestecul mai multor metale poate duce la îmbunătățirea proprietăților de performanță.

Utilizări ale galvanizării cu zinc-nichel

Electroplacare cu zinc și nichel găsește aplicații în diverse industrii în care durabilitatea, coroziunea și fiabilitatea sunt foarte importante. Unele aplicații comune pot fi:

• Industria auto: Se aplică pe etrierele de frână, pe părți ale sistemelor de combustibil și pe elemente de fixare.
• Industria aerospațială: Se potrivește bine elementelor care sunt supuse unor condiții de mediu dure.
• Electronică: Releele, comutatoarele și alte racorduri electrice sunt protejate împotriva oxidării pinilor și contactelor electrice.
• Construcție: Acestea sunt aplicate la șuruburi, piulițe și piese structurale.
• Apărare și armată: Acoperirile sunt oferite la standarde MIL-SPEC extreme.
• În aceste două industrii, se utilizează un termen numit galvanizare cu zinc și nichel, care contribuie la prelungirea duratei de viață a pieselor și la reducerea cheltuielilor de întreținere sau înlocuire. Utilizarea sa câștigă popularitate chiar și în industriile care țin cont de costuri, datorită bunurilor pe termen lung.

Considerente de reglementare și de mediu

Odată cu orientarea industriilor către procese durabile și ecologice, procesele de galvanizare au primit, de asemenea, mai multă atenție. Tehnicile convenționale de galvanizare a zincului implică uneori utilizarea unor substanțe chimice toxice, inclusiv cianuri și crom hexavalent, care sunt riscante pentru sănătatea muncitorilor și a mediului.

O alternativă care este mai probabil să fie ecologică, în special atunci când galvanizarea este realizată pe baza sistemelor de pasivare trivalentă, este așa-numita galvanizare cu zinc și nichel. Aceste sisteme nu conțin metale grele otrăvitoare și sunt conforme cu legile mondiale privind mediul, cum ar fi RoHS (Restriction of Hazardous Substances) și REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals).

În al doilea rând, tratarea deșeurilor și reciclarea substanțelor chimice sunt în prezent mult mai bune decât erau în urmă cu câțiva ani, ceea ce înseamnă că firmele își pot reduce impactul asupra mediului fără să își facă griji cu privire la performanța pieselor galvanizate.

Tendințe viitoare în galvanoplastie

Viitorul galvanoplastiei, în special al celei numite galvanoplastie zinc-nichel, este foarte luminos. Calitatea și eficiența procesului vor fi probabil îmbunătățite în continuare prin inovații în automatizare, chimia băii și nanotehnologie. Alți cercetători descoperă, de asemenea, cum să facă procesul de galvanoplastie mai eficient din punct de vedere energetic și mai ecologic, fără a-i reduce performanța.

Tehnologiile de acoperire vor fi, de asemenea, dezvoltate datorită nevoii crescânde de protecție mai puternică a suprafețelor în industriile în curs de dezvoltare ale energiei regenerabile, vehiculelor electrice și electronicii. Dintre acestea, în acest sens, ar trebui să se vorbească despre galvanizarea cu zinc și nichel, care se află la mijloc de drum între cost, performanță și durabilitate.

GC Precision Mold: Partenerul dvs. ideal de excelență în galvanizarea zinc-nichel

GC Precision Mold este un specialist în galvanizarea zinc-nichel de cea mai înaltă calitate și este specializată în livrări către industria auto, aerospațială și industrială. Producem acoperiri de înaltă calitate cu cel mai bun finisaj care au o rezistență ridicată la coroziune, sunt foarte durabile și au un finisaj bun datorită echipamentelor noastre de înaltă calitate și controlului calității. Când vine vorba de detalii fine sau de piese complicate, grupul nostru se asigură că avem acuratețe și calitate de fiecare dată. Faceți echipă cu noi pentru a avea fiabilitate, termene rapide și cunoștințe excepționale de placare.

Concluzie

Procesul alternativ de acoperire a suprafeței a ajuns să fie cunoscut sub numele de galvanizare cu zinc și nichel, iar acesta s-a dovedit a fi un proces mai bun, deoarece este rezistent la coroziune, durează mai mult și respectă standardele actuale de mediu. În timp ce, chiar și în prezent, galvanoplastia pe zinc poate fi considerată o soluție eficientă în diverse aplicații, beneficiile oferite de alierea zincului și nichelului sunt clare și masive.

Funcțiile zincului în galvanoplastie, precum și complexitatea galvanoplastiei zincului cu cuprul permit producătorilor să înțeleagă metodologia adecvată de finisare a suprafețelor aplicabilă industriei lor. Odată cu progresul tehnologic și cu creșterea standardelor, practica utilizării metodelor moderne de galvanoplastie, cum ar fi așa-numita galvanoplastie zinc-nichel, va deveni din ce în ce mai importantă.

Întrebări și răspunsuri

1. Ce este galvanoplastia zinc-nichel?

Electroplacarea cu zinc și nichel constă într-o acoperire rezistentă la coroziune din zinc în combinație cu nichel într-un raport de rezistență specifică a aliajului, de obicei de 85-88% zinc și 12-15% nichel. Acesta oferă o protecție mai bună decât acoperirea standard cu zinc, în special în condiții extreme, cum ar fi utilizarea vehiculelor sau a navelor.

2. Prin ce diferă ZN de galvanizarea convențională cu zinc?

Deși electroplacarea cu zinc oferă protecția necesară împotriva coroziunii, electroplacarea cu zinc și nichel oferă o protecție mult mai bună împotriva ruginii, căldurii și expunerii la substanțe chimice. Includerea nichelului crește stabilitatea și durata de viață a componentei acoperite.

3. Este vreun metal potrivit pentru a fi placat cu zinc-nichel?

Se aplică cel mai adesea pe oțel, fontă și aliaje de fier. Suprafețele trebuie să fie pregătite corespunzător, astfel încât să nu existe probleme de aderență și să se obțină o performanță bună a placării. În funcție de substrat, acest proces poate fi ușor modificat.

4. Care sunt industriile care beneficiază cel mai mult de galvanoplastia zinc-nichel?

Industriile auto, aerospațială, militară, electronică și a mașinilor grele sunt unele dintre industriile în care zincul este utilizat sub formă de zinc utilizat în galvanizarea elementelor de fixare, a suporturilor, a conectorilor și a altor componente de precizie. Acesta poate fi, de asemenea, utilizat pe acele piese care au nevoie de galvanizare zinc în stare de cupru ca pretratament sau protecție.