Гальваническое покрытие никелем с цинком - важнейшая операция финишной обработки, которая применяется во многих отраслях промышленности для повышения износостойкости, коррозионной стойкости, а также для улучшения внешнего вида. В настоящее время используется множество методов нанесения гальванических покрытий, но наиболее эффективным среди них является так называемый метод цинк-никелевого гальванического покрытия, который был разработан для работы в экстремальных условиях. При этом на металлическую поверхность наносится слой цинка и никеля, что увеличивает прочность и срок службы металлической поверхности.

В этой статье мы узнаем, что такое никель-цинковое гальваническое покрытие, в чем его отличие от обычного цинкового гальванического покрытия и каково значение цинка и гальванического покрытия. Мы также подробно рассмотрим процесс гальванического покрытия цинка медью. Цель этого руководства - дать четкое и полное определение технологии обработки поверхностей, независимо от того, являетесь ли вы профессионалом в области обработки металлов или просто интересуетесь ею.

Что такое цинк-никелевое гальваническое покрытие?

Гальваническое покрытие никелем с цинком - это способ обработки поверхности, при котором сплав цинка и никеля наносится на основной металл, обычно сталь, с помощью электрохимических процедур. Это покрытие из сплава, которое улучшает коррозионную стойкость, особенно в средах с высокими требованиями, таких как автомобильная, аэрокосмическая и морская.

Ионы цинка и никеля необходимо вводить в процесс гальванического покрытия цинк-никель, поскольку оба иона существуют в гальваническом растворе, и при контролируемом электрическом токе они совместно осаждаются на поверхности данного компонента. Среднее сочетание в покрытии составляет примерно 85-88 процентов цинка и 12-15 процентов никеля.

Полученное покрытие не просто обеспечивает более высокую защиту от коррозии и прочность, чем обычное цинковое гальваническое покрытие. Это подходящая технология, когда требуется высокая производительность, особенно в условиях повышенной влажности, воздействия соли или даже длительного износа.

Цинк против цинк-никелевого гальванического покрытия, почему сплав имеет значение?

Обычный нелегированный гальванический цинк осаждается в чистом виде в качестве жертвенного слоя на деталь из основного металла. Хотя это и эффективно, покрытие из чистого цинка сравнительно быстро разрушается при воздействии неблагоприятной окружающей среды или коррозионных условий.

Легирование никелем значительно улучшает характеристики покрытия. Никель улучшает:

• Коррозионная стойкость (при испытаниях в соляном тумане коррозионная стойкость увеличивается до 510 раз)
• Твердость и износостойкость
• Устойчивость к термическому и химическому разрушению
• Это делает гальваническое покрытие никелем с цинком лучшим решением, когда речь идет о длительном сроке службы, безопасности и меньшем объеме технического обслуживания.

Основные свойства цинк-никелевого гальванического покрытия

• Устойчивость к коррозии: Не имеет такого же уровня стойкости, как покрытия на основе чистого цинка, как в условиях соляного тумана.
• Охват: Благодаря этой технологии обеспечивается равномерная толщина покрытия даже на сложных формах.
• Высокопрочная сталь: Это минимизирует вероятность возникновения водородного охрупчивания.
• Соответствует экологическим нормам: Может сочетаться с трехвалентной пассивацией, чтобы соответствовать требованиям RoHS и REACH.
• Термическая стабильность: Защита сохраняется в условиях высоких температур, например, в машинных отделениях.

Обзор Цинковое гальваническое покрытие

Более традиционный процесс, называемый гальваническим цинкованием, заключается в нанесении покрытия из чистого цинка на поверхность детали, так что покрытие служит жертвенным анодом. Коррозия цинка предотвращает ржавление основного металла.

Широкое применение этого метода обусловлено его:

• Дешевая стоимость
• Удобство в использовании
• Адгезия к стальным и железным поверхностям

Но он не сравнится с превосходными характеристиками цинково-никелевого покрытия, когда речь идет о местах с повышенной влажностью, солевым покрытием или в условиях резкого изменения температуры.

• Цинковое гальваническое покрытие используется в различных областях:
• Винты, гайки и болты
• кронштейн и зажимы
• Автомобильная или строительная легкая фурнитура

Несмотря на то, что его применение очень хорошо при использовании в общих целях, многие отрасли промышленности в настоящее время переходят к использованию гальванического никеля, который представляет собой никель-цинковое гальваническое покрытие, для повышения уровня защиты и долговечности изделия.

Гальваническое цинкование - надежное покрытие металла

Цинк - легкодоступный металл, который широко используется в гальванических процессах благодаря своей дешевизне, эффективности и полезности. Использование цинка в качестве гальванического покрытия имеет свои преимущества:

• Жертвенный анод: Он предотвращает повреждение основного металла, поскольку сначала происходит коррозия.
• Хорошо прижился: Он обладает сильным адгезионным свойством к стали и железу, что делает его износостойким.
• Гибкое применение: Он может быть как самостоятельным, так и использоваться вместе с никелем, железом или кобальтом.
• Простые в обработке ванны для гальванических покрытий экономически эффективны и разработаны.
• Широкая совместимость; Материал полезен в таких отраслях, как электронная промышленность, строительство и т.д.

Цинк в сочетании с никелем становится еще прочнее, превращаясь в так называемый цинк для гальванических покрытий, и может применяться в деталях с длительным сроком службы.

Что такое никель? 

Никель - химический элемент, символ и название Ni, атомный номер 28. Он устойчив к коррозии и окислению, ковкий, ковкий, серебристо-белого цвета и является твердым металлом. Никель используется в сплавах, в частности в нержавеющей стали, батареях, гальванических покрытиях, электронном оборудовании и монетах.

Это один из самых гибких металлов в современной промышленности, который играет центральную роль в передовом производстве, хранении энергии и нанесении антикоррозийных покрытий, таких как никель-цинковое гальваническое покрытие.

Физические и химические свойства никеля

Таблица 1: Физические и химические свойства никеля

Находясь в основном в земной коре, никель обладает отличными механическими свойствами и поэтому может использоваться в конструкциях и высокотемпературных условиях.

Промышленное использование никеля

Никель прочен, устойчив к коррозии и высоким температурам, поэтому может применяться в самых разных областях:

1. Сплавы

Сплавы, содержащие никель, устойчивы к коррозии:

• Хромосодержащая нержавеющая сталь
• Инконель и монель (используются в аэрокосмической, морской и химической промышленности)

2. Гальваническое покрытие

Никель применяется как для декоративных, так и для полезных гальванических покрытий, обеспечивая:

• Затем полированная, чистая отделка
• Коррозионная стойкость и стойкость к истиранию
• Применение в виде никель-цинкового гальванического покрытия для усиления цинкового гальванического покрытия

3. Батареи

В составе никеля есть ключевые материалы:

• Никель/металлгидридные (NiMh) аккумуляторы
• Никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторы
• Никелевые катоды в литий-ионных аккумуляторах, в частности, в электромобилях

4. Монеты и валюта

Никель или никелевый сплав широко используется в чеканке монет разных стран благодаря своим долговечным свойствам и устойчивости к потускнению.

5. Катализаторы

Никель применяется в качестве катализатора в гидрогенизации и химической переработке.

Никель в гальванических покрытиях.

Никель обеспечивает следующие преимущества при нанесении покрытий:

• Твердость и прочность
• Повышенная устойчивость к коррозии
• Отделка поверхности: Красивая и гладкая

Цинк-никель Процесс гальванического покрытия

Цинк никелевое гальваническое покрытие Процесс позволяет выполнить несколько контролируемых этапов, чтобы нанести на металлические детали равномерное антикоррозийное покрытие из цинково-никелевого сплава. В упрощенном виде процесс может выглядеть следующим образом:

1. Подготовка и очистка поверхности

Компонент хорошо очищается, чтобы избавить его от масла, ржавчины, грязи или любого предыдущего покрытия. Это может быть щелочное обезжиривание, кислотное травление или электроочистка в качестве меры предосторожности для обеспечения хорошего сцепления покрытия.

2. Активация

Металлическая поверхность обычно активируется коротким погружением в кислоту, чтобы удалить все оставшиеся окислы. Это смягчает поверхность для более прочного сцепления с цинково-никелевым сплавом.

3. Гальваническое покрытие

Деталь погружается в электролит, содержащий бактерии с растворенными в них солями цинка и никеля. Затем через него пропускается постоянный ток, и ионы металла осаждаются на поверхности детали. Обычное соотношение сплавов - 85-88 процентов цинка и 12-15 процентов никеля.

4. Промывка

После нанесения покрытия деталь подвергается окончательной очистке водой, чтобы удалить остатки раствора и предотвратить загрязнение при последующих процедурах.

5. Пассивация

Для обеспечения коррозионной стойкости используется более типичная хроматная пассивация, а также защитное, часто взаимозаменяемое покрытие, например, на нержавеющей стали - черное или блестящее хроматное покрытие.

6. Сушка и осмотр

Затем поверхность с покрытием высушивается на воздухе, визуально осматривается, проверяется толщина покрытия, адгезия и коррозионная стойкость, после чего принимается решение о том, что поверхность соответствует спецификации.

Преимущества перед обычным цинковым гальваническим покрытием

Цинкование, или, точнее, гальваника, - широко используемый метод, но он не обеспечивает долговременной защиты от коррозии, как это делает цинково-никелевый сплав. Процесс гальванического цинкования заключается в том, что на поверхность металлической детали наносится чистый металлический цинк, который служит жертвенным покрытием. Через некоторое время этот слой ржавеет быстрее, чем металл под ним.

Проблема с гальваническим покрытием из цинка заключается в том, что такое покрытие начинает терять свойства эффективной устойчивости к коррозии в условиях высокой концентрации соли или промышленных продуктов загрязнения. Напротив, гальваническое покрытие цинк-никель имеет гораздо более прочный барьер, благодаря никелю, который добавляет твердость и устойчивость к агрессивным элементам.

Кроме того, детали, обработанные с помощью гальванического покрытия никель-цинк, имеют пониженное водородное охрупчивание - важный аспект при работе с высокопрочными сталями. Преждевременное разрушение механических деталей может произойти из-за водородного охрупчивания, которого следует избегать по мере возможности из соображений безопасности и производительности.

Различные отрасли промышленности считают лучшим вариантом использование никель-цинкового гальванического покрытия по сравнению с традиционным цинковым гальваническим покрытием, учитывая, что первое является прочным, долговечным и долговечным. Со временем этот шаг позволяет минимизировать затраты на обслуживание и повысить надежность эксплуатации.

Роль цинка для гальванических покрытий

Хранение или использование цинка в качестве гальванической среды является более или менее универсальным делом в сфере металлообработки. Цинк выполняет роль жертвенного анода, то есть подвергается коррозии вместо основного металла. Именно благодаря этому свойству цинк в гальванике очень полезен для защиты черных металлов от ржавчины.

Ниже перечислены некоторые причины, по которым производители до сих пор используют цинк в гальванических покрытиях:

• Экономическая профилактика: Цинк стоит недорого и обеспечивает хорошую защиту от коррозии.
• Хорошая адгезия: Цинк - хороший адгезив, он хорошо сцепляется с основными металлами, что обеспечивает долгий срок службы покрытия.
• Разнообразие: Цинк в гальванике может сочетаться с другими металлами, образуя сплавы, среди которых цинк-никель, цинк-железо, цинк-кобальт и другие.
• Простая процедура: По сравнению с другими металлами, гальваническое покрытие цинком является устоявшейся процедурой, которая довольно проста в применении.

Эффект цинка как гальванического материала усиливается при сплавлении с никелем, и возникает синергетический эффект, когда два металла работают вместе, создавая более защитное/долговечное покрытие.

Формы техники в цинк-никелевом гальваническом производстве

1. Щелочное покрытие цинк-никель

Использует щелочные ванны с ионами цинка и никеля, которые лучше всего подходят для нанесения сложных покрытий. Она обладает хорошей броскостью, равномерным покрытием и напряженной внутренней поверхностью. Финишное покрытие обычно матовое или полублестящее. Температура и pH также должны строго поддерживаться.

2. Цинк и гальваническое покрытие никелем

Использует более яркое и гладкое покрытие, кислотную ванну на основе хлорида, что обеспечивает более быстрое нанесение покрытия. Подходит для крепежа и декоративных деталей массового производства. Не очень хорошо подходит для углубленных мест, а покрытия могут содержать повышенное внутреннее напряжение.

3. Покрытие ствола

Прекрасно подходит для массового нанесения покрытия на небольшие детали, например, гайки, шайбы и т.д. Быстрое и равномерное покрытие деталей во вращающемся барабане. Безотходно и успешно, но не применимо для тонких или промежуточных деталей.

4. Облицовка стоек

Установка деталей на стойки производится для контролируемого и точного нанесения покрытия. Применяется в тех случаях, когда необходимо изготовить крупные, хрупкие или геометрически сложные детали с равномерной толщиной и качеством поверхности. Трудоемче, чем бочковое гальванопокрытие.

5. Усовершенствованный метод - импульсное покрытие

Нанесение более тонкого, менее напряженного покрытия на сплав с помощью импульсного электрического тока. Обеспечивает лучшие коррозионные и механические характеристики. Специализированное оборудование стоит дороже и подходит для элитных или тяжелых проектов.

Цинк-никель Цвет и внешний вид

Цинк-никелевые покрытия могут иметь различные цвета, которые зависят от процесса нанесения, содержания никеля и последующей обработки (пассивации). Базовый сплав имеет естественную тусклую или матовую отделку, хотя доступные услуги могут быть доработаны, чтобы сделать отделку индивидуальной по функциональности и внешнему виду.

Базовый внешний вид

Необработанное цинково-никелевое покрытие обычно имеет цвет от серого, в зависимости от степени тусклости, до тускло-серебристого. Конкретный тон может быть от матово-серого до полуярко-серебристого, хотя это зависит от способа нанесения покрытия - в щелочной или кислотной ванне.

После пассивации

После нанесения гальванического покрытия детали часто подвергаются хроматированию. Это также может повлиять на конечный цвет и коррозионную стойкость.

К таким распространенным видам пассивирующего покрытия относятся:

• Прозрачный/синий: Прозрачный серебристый или голубоватый оттенок: самый распространенный вариант
• Черный: Это темно-черное или угольное покрытие, которое используется для визуального контраста или в военных целях.
• Оливковый/зеленовато-желтый: Этот цвет не так широко распространен, но все же применяется в соответствии с определенными техническими или эстетическими требованиями

Сходство и идентичность

Цинк-никелевые отложения, как правило, имеют ровное и равномерное распределение, особенно если они нанесены методом гальванического покрытия или импульсного гальванического покрытия. При нанесении покрытия в бочках большого объема могут наблюдаться незначительные тональные различия, но они не влияют на производительность.

Декоративное использование

Цинк-никель может быть как привлекательным, так и черным, если его основное назначение - функциональное, хотя деятельность, зависящая от функций фурнитуры и крепежа, а также открытая механическая часть, может включать в себя тонкую металлическую отделку.

Исследование темы "Гальваническое покрытие цинка медью

Несмотря на то, что гальваническое покрытие цинка медью не так распространено, как другие комбинации, оно является довольно специфическим процессом в сфере отделки металла. Этот метод подразумевает нанесение цинка на медь или меди на цинк, в зависимости от того, что вы хотите получить. Обычно цинк покрывается медью, которая обеспечивает улучшенную проводимость и адгезию.

Металлическое (цинковое) покрытие (гальваническое покрытие цинка медью) может использоваться в некоторых электронных приложениях и в некоторых эстетически завершенных украшениях, где требуется яркая, блестящая отделка. Медный слой повышает прочность сцепления с цинком, а цинк обеспечивает устойчивость к коррозии. Он также применяется в случае подготовки поверхностей к другим видам обработки, например, при пайке или покраске.

Когда речь идет о цинке, необходимо помнить, что гальваническое покрытие цинка медью требует контроля химического состава ванны и плотности тока, поскольку при неправильных настройках может наблюдаться плохая адгезия или неравномерное покрытие. Из-за несхожести электрохимических потенциалов цинка и меди важно контролировать порядок и толщину нанесения покрытия и избегать гальванической коррозии.

Хотя процесс гальванического покрытия является нишевым процессом, возможности и универсальность технологии гальванического покрытия подчеркиваются гальваническим покрытием цинка медью. Это также пример того, как смесь нескольких металлов может привести к улучшению эксплуатационных свойств.

Применение цинк-никелевого гальванического покрытия

Гальваническое покрытие никелем с цинком находит применение в различных отраслях промышленности, где вопросы долговечности, коррозии и надежности очень важны. Среди них можно назвать такие распространенные области применения, как:

• Автомобильная промышленность: Наносится на тормозные суппорты, детали топливных систем и крепежные элементы.
• Аэрокосмическая промышленность: Хорошо подходит для элементов, которые подвергаются суровым условиям окружающей среды.
• Электроника: Реле, переключатели и другие электрические устройства защищены от окисления электрических контактов и штырьков.
• Строительство: Они применяются для болтов, гаек и деталей конструкций.
• Оборона и вооруженные силы: Предлагаются покрытия, соответствующие экстремальным стандартам MIL-SPEC.
• В обеих этих отраслях используется так называемое никель-цинковое гальваническое покрытие, которое способствует увеличению срока службы деталей и снижению затрат на их обслуживание или замену. Его использование набирает популярность даже в экономных отраслях благодаря долгосрочным выгодам.

Нормативно-правовое регулирование и охрана окружающей среды

С переходом промышленности на устойчивые и экологически безопасные процессы все большее внимание уделяется гальваническим процессам. Традиционные методы нанесения цинковых гальванических покрытий иногда связаны с использованием токсичных химикатов, включая цианиды и шестивалентный хром, которые представляют опасность для здоровья рабочих и окружающей среды.

Альтернативой, которая чаще всего считается экологически безопасной, особенно если гальваническое покрытие выполняется на основе трехвалентных пассивирующих систем, является так называемое цинк-никелевое гальваническое покрытие. Эти системы не содержат ядовитых тяжелых металлов и соответствуют мировым экологическим законам, таким как RoHS (Restriction of Hazardous Substances) и REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals).

Во-вторых, обработка отходов и переработка химикатов сейчас намного лучше, чем несколько лет назад, а это значит, что фирмы могут уменьшить свое воздействие на окружающую среду, не беспокоясь о качестве гальванических деталей.

Будущие тенденции в гальванике

Будущее гальваники, особенно гальваники цинк-никель, очень радужно. Качество и эффективность процесса, вероятно, еще больше повысятся благодаря инновациям в области автоматизации, химии ванн и нанотехнологий. Другие исследователи также выясняют, как сделать процесс гальванизации более энергоэффективным и экологичным без снижения его производительности.

Технологии нанесения покрытий также будут развиваться в связи с растущей потребностью в более надежной защите поверхности в развивающихся отраслях возобновляемой энергетики, электромобилей и электроники. Среди них в этом отношении следует выделить гальваническое покрытие никель-цинк, которое занимает среднее положение между стоимостью, производительностью и устойчивостью.

GC Precision Mold: Ваш идеальный партнер в области гальванопластики цинка и никеля

GC Precision Mold является специалистом по цинк-никелевому гальваническому покрытию высочайшего качества и специализируется на поставках для автомобильной, аэрокосмической и промышленной промышленности. Мы производим высококачественные покрытия с наилучшей отделкой, которые обладают высокой коррозионной стойкостью, очень долговечны и имеют хорошую отделку благодаря нашему высококачественному оборудованию и контролю качества. Когда дело доходит до мелких деталей или сложной обработки, наша группа гарантирует точность и качество в каждом случае. Сотрудничайте с нами, чтобы получить надежность, быстрое выполнение работ и исключительно выдающиеся знания в области нанесения покрытий.

Заключение

Альтернативный процесс нанесения покрытия на поверхность стал известен как гальваническое покрытие цинком и никелем. Этот процесс оказался более эффективным, поскольку он устойчив к коррозии, служит дольше и соответствует современным экологическим стандартам. Хотя и сейчас гальваническое покрытие на цинке может рассматриваться как эффективное решение в различных областях применения, преимущества, обеспечиваемые сплавом цинка и никеля, однозначны и масштабны.

Функции цинка в гальванике, а также сложность гальванического покрытия цинка медью позволяют производителям получить представление о правильной методологии обработки поверхности, применимой к их отрасли. С развитием технологий и повышением стандартов практика использования современных методов нанесения гальванических покрытий, таких как так называемое никель-цинковое гальваническое покрытие, будет становиться все более распространенной.

Вопросы и ответы

1. Что такое цинково-никелевое гальваническое покрытие?

Цинк-никелевое гальваническое покрытие представляет собой коррозионно-стойкое покрытие из цинка в сочетании с никелем в соотношении удельной прочности сплава обычно 85-88 процентов цинка и 12-15 процентов никеля. Оно обеспечивает лучшую защиту по сравнению со стандартным цинковым покрытием, особенно в экстремальных условиях, например, при эксплуатации автомобилей или судов.

2. Чем ZN отличается от обычного цинкового гальванического покрытия?

Хотя цинковое гальваническое покрытие обеспечивает необходимую защиту от коррозии, никель-цинковое гальваническое покрытие обеспечивает гораздо лучшую защиту от ржавчины, жары и химического воздействия. Включение никеля увеличивает стабильность и срок службы покрытого компонента.

3. Подходит ли какой-либо металл для нанесения на него цинково-никелевого покрытия?

Чаще всего оно наносится на сталь, чугун и сплавы железа. Поверхности должны быть правильно подготовлены, чтобы не было проблем с адгезией и чтобы покрытие было качественным. В зависимости от подложки этот процесс может быть несколько изменен.

4. В каких отраслях промышленности цинк-никелевое гальваническое покрытие приносит больше пользы?

Автомобильная, аэрокосмическая, военная, электронная промышленность и тяжелое машиностроение - вот некоторые из отраслей, где цинк используется в виде гальванического покрытия крепежных деталей, кронштейнов, соединителей и других прецизионных компонентов. Он также может быть использован на тех деталях, которые нуждаются в гальваническом цинковании в медном состоянии в качестве предварительной обработки или защиты.