Mångsidigheten, måttnoggrannheten och de höga mekaniska egenskaperna är några av de gemensamma egenskaper som har gjort plätering av zinkgjutning till en av de mest använda pressgjutningstyperna. Men när kravet är att förbättra ytfinishen, korrosionsbeständigheten eller utseendet blir plätering av zinkgjutning en kritisk process. Ytbehandlingsalternativ som galvanisering erbjuder en värld av möjligheter för zinkgjutna delar, eftersom denna procedur kan förbättra både prestanda och estetik hos produkterna för att passa olika applikationer inom fordons-, elektronik-, hushållshårdvaru- och medicinska sektorer.

Detta är en komplett guide som hjälper dig att förstå processen för plätering av zinkgjutgods, beredningen av den ytan och utmaningarna som den står inför samt de vanliga metoderna som förkromning och synergin mellan gjutning av aluminiumlegering, plätering och anodisering.

Vad är pressgjutning av zink?

Pressgjutning av zink är en typ av tillverkningsprocess genom vilken smält zinklegering pressas under högt tryck in i en stålform. Detta används för att producera komplexa delar i stora volymer med små toleranser och god repeterbarhet. Zinkens låga smältpunkt, smidighet och utmärkta mekaniska egenskaper gör den till den metall som i många fall väljs för att tillverka delar som kräver styrka och precision till ett rimligt pris.

Även om detta är önskvärda faktorer, måste zinkens ytegenskaper normalt förbättras med hjälp av pläteringsprocesser för zinkgjutgods för att uppfylla högre krav som slitstyrka, korrosionsskydd och skönhet. 

Vad menas med zinkplätering?

Zinkplätering innebär plätering med zink, t.ex. i form av en tunn beläggning på ytan av en annan metall eller ett annat material. Detta sker vanligen genom elektroplätering, där vi avsätter zink på ytan genom att leda en elektrisk ström genom ett kemiskt bad.

Det finns två huvudsakliga användningsområden för zinkplätering.

1. Zinkplätering (på andra metaller)

• I det här fallet är zink den ytbehandling som läggs på ett annat material, t.ex. stål eller järn.
• Avsikt: att undvika rost och korrosion.
• Kännedom om fästelement, bultar, muttrar och fordonskomponenter.

2. Pressgjutning av zink Plätering 

I det här fallet är zink det underliggande materialet och andra material pläteras på det, till exempel krom eller nickel.

• Syfte: att göra zinkdetaljer mer attraktiva, skydda mot korrosion eller öka deras hållfasthet.

• Plätering av zinkgjutning avser beläggning (som i krom eller nickel) av en gjuten komponent av zinklegering för att förbättra ytegenskaperna.

Anledningen till varför plätering av zinkgjutning krävs

Den nakna zinken innehåller oxidation, missfärgning eller estetiska skador med tiden. Plätering av zinkgjutning är nödvändig där. Zinkdelen får en beläggning av en annan metall, t.ex. nickel, koppar eller krom, vanligtvis genom antingen elektroplätering eller elektrolös plätering. Detta kan användas på flera sätt:

• Motståndskraft mot korrosion: Ett pläterat material fungerar som en sköld för att hålla zinkkärnan inkapslad i fuktiga och andra miljöbetingade projektiler.
• Estetik: Plätering förbättrar glansen och finishen, vilket ger ett bättre utseende på komponenterna i produkter n mer önskvärda för kunden uppåtriktade produkter.
• Motståndskraft mot slitage: Vissa pläteringar ger hårdhet och motståndskraft mot korrosion av ytan, vilket gör den slittålig.

Elektrisk ledningsförmåga: Inom elektronik förbättrar viss metallplätering den elektriska prestandan.

Plätering Zink Pressgjutning Process

Plätering av zinklegeringar är en känslig metod och den kräver lämplig rengöring, aktivering och mellanliggande beläggning. Processen skulle kunna beskrivas på följande sätt:

1. Ytrengöring och avfettning

Den zinkgjutna delen bör rengöras noggrant före plätering. Alkaliska rengöringsmedel eller ultraljudsavfettare avlägsnar oljor, fett, släppmedel och smuts. Detta är viktigt för att pläteringsskikten ska fästa bra.

2. Syrabetning/etsning

Efter avfettning rengörs detaljen genom syrabetning, vilket eliminerar eventuella oxidskikt eller andra föroreningar på ytan. Den kan också lättetsas för att skapa en lite grov struktur på ytan, vilket förbättrar pläteringens mekaniska bindning till ytan.

3. Aktivering av zink

Zink är en mycket reaktiv metall som snabbt bildar oxider. Delen sänks ned i en lösning av zinkaktivator för att skapa en ren aktiv yta på vilken pläteringen ska ske. Detta hjälper till att undvika oxidreaktioner mellan rengöring och plätering.

4. Kopparskikt

Zinkytan elektropläteras sedan med ett fint kopparskikt (som också kallas strike). Detta skikt förbättrar bindningen och leder till att ett fast substrat bildas som fungerar som en plattform för den efterföljande pläteringen. Direktplätering på zink tenderar att bilda blåsor eller flagna om kopparskiktet saknas.

5. Huvudplätering (nickel, krom etc.)

Kärnan får beläggningen av huvudmetallen efter kopparslaget. Detta är..:

• Nickel: att vara korrosionsbeständig och slät
• Chrome: för att göra det långvarigt och glänsande
• Tenn eller guld: antingen elektriska eller kosmetiska

Deponeringen av den valda metallen sker genom elektroplätering med hjälp av elektrisk ström i ett medium som innehåller metalljoner.

6. Sköljning och neutralisering

Delarna sköljs sedan i avjoniserat vatten mellan stegen för att undvika kontaminering mellan kemibaden. Neutraliserande procedurer eliminerar kvarvarande syror eller salter som kan påverka pläteringens kvalitet.

7. Torkning/ Inspektion

Efter slutlig sköljning torkas delarna med hjälp av luftblåsare eller ugnar. De genomgår sedan en visuell undersökning, tjockleks- och vidhäftningstest för att säkerställa att beläggningen klarar testerna.

Valfri efterbehandling

Vanligtvis kan en ytterligare topplack, t.ex. en klar lack eller tätningsmedel, också appliceras på vissa områden, för att motstå korrosion eller för att få ett bättre utseende. Andra delar kan poleras eller brännas (luster) så att de får en spegelblank yta.

Plätering Zinkpressgjutning Utmaningar

Även om det är fördelaktigt finns det flera tekniska svårigheter med plätering vid pressgjutning i zink:

• Porositet på ytan: Gjutning kan orsaka porositet i gasen under gjutningen, vilket gör att pläteringen inte kan fästa.
• Reaktivitet för zink: Zink är mycket reaktivt och måste därför pläteras så snart det är färdigt.
• Dimensionstoleranser: Tjockleken på pläteringsytorna bör vara väl kontrollerad så att de inte påverkar detaljens slutliga passform.

För att lösa dessa problem krävs höga krav på precisionsgjutning och processtyrning.

Förkromning Zinkgjutning

Förkromning av zinkgjutgods är en mycket populär och eftertraktad process. Denna typ av elektroplätering innebär att en del beläggs med krom för att öka dess utseende och uthållighet. I de flesta fall utförs det med en kopparbasbeläggning, sedan nickel som toppas med ett tunt lager krom.

Fördelaktiga egenskaper hos förkromning:

• Spegelblank finish: En typisk finish för bilinredning, badrumsinredning och hårdvara
• Hårdhet: Krom är mycket reptåligt och slitstarkt
• Korrosionsskydd: Kontroll av maskiner, maskindelar eller delar som utsätts för väder eller kemikalier
• Lätt att rengöra: Krom kan inte heller lätt fläckas eller ens torkas bort.

Den betydande nackdelen är att förkromad zinkgjutning använder giftiga kemikalier som sexvärt krom, som har stränga miljörestriktioner. Många tillverkare byter till trivalent krom och andra miljövänliga pläteringsalternativ.

Fördelarna med pressgjutningsdelar av förkromad zink

1. Förbättrar utseendet

Kromfinishen är ljus, glänsande och slät, vilket är mycket bättre än utseendet på zinkgjutna komponenter. En sådan spegelliknande finish passar bäst på dekorativa delar av tillverkningen, såsom fordon, apparater och konsumentprodukter.

2. Bättre motståndskraft mot korrosion

Zink är naturligt icke-korrosivt, men skyddet blir starkare om man lägger till ett kromskikt. Detta dubbla skydd skyddar komponenten mot luft, fukt, syror, alkalier och oxidation, vilket gör den lämplig för utomhusbruk och användning i miljöer med hög luftfuktighet.

3. Mycket slit- och reptålig

Krom är en mycket hård metall och detta gör att de pläterade delarnas yta är mycket motståndskraftig mot repor och mekaniskt slitage. En sådan styrka är särskilt användbar för komponenter som ständigt hanteras, gnuggas eller flyttas.

4. Längre livslängd för produkten

Detta sker genom att öka ythårdheten och korrosionsbeständigheten och förbättra livslängden på de zinkgjutna komponenterna genom förkromning. Komponenterna lever längre, förblir starkare, är funktionella och ser dessutom bra ut, vilket eliminerar kostsamma utbyten eller reparationsarbeten.

5. Enkel rengöring och underhåll

Den har en slät kromskåra som inte blir smutsig, inte tar emot fläckar och inte lämnar några fingeravtryck, vilket innebär att den lätt kan rengöras och underhållas. Detta är särskilt viktigt för badrumsinredningar, sjukhusutrustning och elektronik där renlighet och estetik är av största vikt.

6. Fin pinne på zink

Delar som kan gjutas i zinkgjutning har en god kompatibilitet med plätering. När krom appliceras på en förberedd yta med ett koppar-nickelunderlag fastnar det på ytan och minskar därmed risken för flagning eller skalning vid användning.

7. Det är kostnadseffektivt för massproducenter

Zinkgjutning är en produktprocess med mycket stora volymer och förkromning är en process med mycket högt värde som inte leder till någon drastisk ökning av produktionskostnaderna. Detta gör det möjligt att tillverka långlivade, snygga komponenter i stort antal.

Alternativ för plätering av zinkgjutning

1. Nickelplätering

Bland de vanligaste nickelpläteringarna som appliceras på de zinkgjutna delarna är nickelpläterad. Det ger också stor korrosionsbeständighet, ger en slät och polerad känsla och förbättrar slitstyrkan. Det appliceras vanligtvis som underbeläggning av andra typer av beläggning, såsom krom.

2. Krombeläggning

Förkromning är ett förfarande för beläggning av krom med en nickelbas. Det ger en spegelblank yta, utmärkt hårdhet och nötningsbeständighet. Det används vanligtvis i badtider, biltrim samt ornament.

3. Kopparplätering

Kopparplätering appliceras vanligtvis som en fix-up mellan zinkytan och den slutliga pläteringen. Det ger en utmärkt bindning och borstar bort alla små ytfel. Inom elektroniken används ibland ett tjockare kopparskikt för EMI-skärmning.

4. Elektrolös nickelplätering

I motsats till konventionell elektroplätering involverar elektrolös nickelplätering inte elektricitet. Nickel appliceras på ett enhetligt sätt på detaljen med hjälp av en kemisk reaktion. Den fungerar bäst med komplicerade former, har en fantastisk jämnhet och är motståndskraftig mot korrosion och slitage.

5. Tennplätering

Tennplätering ger en mjuk, blank yta som inte är giftig och som lätt kan lödas, vilket gör den lämplig för elektriska komponenter. Förtentningen görs ofta över ett kopparskikt för att förbättra vidhäftningen till zinkmetallen.

6. Zinkplätering (på andra metaller)

Även om zinkgjutna delar vanligtvis inte pläteras på detta sätt, kan andra metaller (t.ex. stål) beläggas med zinkplätering. Det ger ett grundläggande rostskydd och kan appliceras som ett offerskikt för att undvika rost.

Ytbehandling Aluminiumlegering Pressgjutning Plätering Anodisering

Vid pressgjutning, även om zinkgjutning har en stor fördel, används även andra aluminiumlegeringar, som är lätta och har ett utmärkt förhållande mellan styrka och vikt. Aluminium innebär dock nya problem när det gäller plätering och efterbehandling. Det är här pressgjutning av aluminiumlegeringar, processen för plätering och anodisering, kommer in i bilden.

Vad innebär anodisering?

Anodisering innebär en elektrokemisk förtjockning av naturlig oxid på aluminiumkomponenter. Tekniken, till skillnad från konventionell plätering, lägger inte till en annan metallplatta utan ändrar själva aluminiumytan.

En blandning av plätering och anodisering

Av ovanstående har båda metoderna tillämpningar i en viss bransch där den ena följer den andra eller där olika metoder för delen används. Till exempel:

• Strukturområden som måste skyddas noggrant mot korrosion kan anodiseras.
• Konduktivitet kan appliceras som nickel- eller tennplätering på kontaktytorna.
• Lämpligt val och arrangemang av legeringsprocesser för pressgjutning, aluminiumplätering och anodisering skulle göra stor skillnad när det gäller tillämpning och livslängd. 

Teknisk jämförelsetabell Plätering Zinkpressgjutning

Tabellen nedan visar en teknisk jämförelse av pläteringsprocesser för zinkgjutning och deras viktiga prestanda och materialegenskaper, inklusive hårdhet, tjocklek, vidhäftning, korrosionsbeständighet och så vidare. Tabellen passar bäst för ingenjörer, materialforskare eller andra tillverkningsspecialister.

Användning av plätering Zinkgjutning

1. Fordonsindustrin

De pläterade zinkgjutna delarna används i stor utsträckning inom fordonsindustrin, där de används både för att tjäna ett funktionellt syfte och även för dekoration. Kromlister, emblem, dörrhandtag och interiörjusteringar är ett bättre alternativ eftersom de motstår korrosion och slitage. Andra komponenter under huven kan också pläteras för att motstå värme och fukt.

2. Konsumentelektronik

Pressgjutgods i pläterad zink används inom elektronik som snygga höljen, knappar och kontakter. Pläteringen har också förbättrat estetiken tillsammans med EMI-avskärmning och hållbarhet, vilket är av yttersta vikt för högpresterande enheter med lång livslängd.

3. Hårdvara för badrum och kök

Förkromade zinkgjutna delar används ofta i kranar, kranar, handtag och duschhuvuden på grund av deras höga vattenbeständighet, glansiga yta och det faktum att de är lätta att rengöra. Dessa komponenter är billiga, tilltalande och tuffa, och därför idealiska att bära för att arbeta dagligen på en fuktig plats.

4. Medicinsk utrustning

Ytbehandlingar av pläterad zink består av komponenter i instrumenthus, knoppar och handtag. De slätpläterade ytornas rengörbarhet och hygieniska egenskaper är viktiga för steriliseringen, och den starka pressgjutna zinken ger tillförlitlighet.

5. Arkitektonisk hårdvara och möbler

Exempel på detta är stödpunkter och gångjärn, knoppar, förkromat zinkgjutgods och andra R som behöver ett elegant och rostfritt utseende. Dessa komponenter är både attraktiva och hållbara i bostäder, kommersiella och arbetsplatser.

6. Telekommunikation och elektriska delar

I telekommunikations- och kraftsystem används kontakter, plintar och skyddshöljen av pläterade zinkdelar. Pläteringen ger utmärkt ledningsförmåga, korrosionsbeständighet och dimensionsstabilitet under långvarig användning.

Lagstiftning och miljöhänsyn

1. Avfallshantering av avloppsvatten och kemikalier

Pläteringsprocesser, som huvudsakligen omfattar förkromning, förnickling och kopparplätering, ger upphov till giftigt avfall i form av farligt avloppsvatten och slam som kräver noggrann behandling innan det kan kasseras. Tillsynsmyndigheter som EPA (Environmental Protection Agency) i USA och andra länder i världen ställer höga krav på avfallshantering och utsläpp.

2. Användning av hexavalent krom

Traditionell förkromning innehåller ofta hexavalent krom, som är mycket giftigt och cancerframkallande. Användningen av detta ämne kontrolleras eller begränsas för närvarande i många länder genom regler som REACH (EU) och RoHS. Följaktligen sker det en långsam men stadig övergång inom industrin till trevärt krom och giftfria ämnen som är säkra för miljön och för arbetstagarna.

3. Arbetsplats- och luftutsläpp

De olika pläteringsprocesserna kan avge flyktiga organiska föreningar (VOC), syradimma och metallångor. För att skydda arbetstagarna och kunna arbeta i enlighet med OSHA eller andra säkerhetsstandarder på arbetsplatsen bör dessa utsläpp begränsas med hjälp av ventilationssystem, rökskrubbrar och personlig skyddsutrustning (PPE).

4. Vatten- och energianvändning 

Pläteringsprocessen kräver mycket el och vatten, särskilt i galvaniseringsfasen och sköljningsfasen. De flesta anläggningar har infört slutna kretslopp, lågenergiteknik och återvinningsteknik för att minimera miljöbelastningen och minska driftskostnaderna.

5. Efterlevnad/certifiering

Tillverkarna ska följa lokal och internationell miljölagstiftning, och det är vanligt att tillverkare ansöker om ISO 14001-certifiering eller andra certifierade förfaranden av liknande slag för att bevisa att de arbetar på ett sunt och etiskt sätt. Pläteringsanläggningar inspekteras och granskas regelbundet för att säkerställa att de uppfyller alla miljökrav.

Framtida trender inom pläteringsteknik

Med utvecklingen av materialvetenskap och miljöteknik blir den framtida officiella renoveringen av zinkgjutgods och de tillhörande processerna mer miljövänliga, kostnadseffektiva och varierade:

• Slitage- och värmebeständiga nanobeläggningar
• Anodisering och plätering av hybridbeläggningar
• Kvalitetskontroll inom AI med förbättrad konsekvens i en process

Sådana innovationer kommer att ytterligare öka marknadsapplikationen för förkromning vid användning av zinkgjutning och gjutning av aluminiumlegeringar, plastplätering och tärning, särskilt på elbilar, flyg och delar av applikationer för förnybar energi.

Slutsats

Zinkgjutning är konventionellt pläterad för att förbättra skönheten, förhindra korrosion eller uppfylla andra funktionella krav i den moderna tillverkningsprocessen. Eftersom behovet av att ha långvariga, stabila, vackra och högfunktionella delar ökar, fortsätter industrierna att använda avancerade pläteringstekniker. Oavsett om det är den ädla glansen av förkromning av zinkgjutning i bilar eller de högteknologiska skydden av fosfor och aluminiumlegeringsgjutning av anodiseringsskydd, utvecklas ytbehandlingstekniker i takt med deras utveckling. Framtiden ser lovande ut med renare, effektivare och mer ändamålsenliga ytbehandlingssystem, som inte bara uppfyller tekniska krav utan också är förenliga med globala hållbarhetsmål.

Vanliga frågor och svar 

1. Vad är zinkgjutning och betydelsen av processen?

Plätering genom pressgjutning av zink avser processen att lägga ett tunt lager (metalliskt) av krom, nickel och koppar, bland andra metaller, på pressgjutna komponenter av zinklegering. Detta förbättrar delens korrosionsbeständighet, dess hållbarhet på ytan samt dess skönhet. Det används ofta inom fordons-, elektronik- och heminredningsindustrin för att förbättra funktionaliteten och utseendet.

2. Är det möjligt att förkroma pressgjutna delar i zink?

Nej, zink blir inte förkromat. Till att börja med genomgår zinkgjutningen ett kopparskikt före nickelskiktet. Sedan förkromas endast resten. De många skikten gör att systemet skapar ett starkt fäste och det bildas ingen avskalning eller flagning av krombeläggningen.

3. Vad är svårigheten med plätering av zinkgjutning?

Det finns problem med ytornas material eftersom de kan bli förorenade, porösa och få problem med dålig vidhäftning när underlaget inte är tillräckligt förberett. Zinkoxider bildas också lättast, och därför bör ytan aktiveras och pläteras så snart som möjligt. Tillräcklig ytbehandling och efterbehandling är viktiga steg för att få en högkvalitativ och motståndskraftig plätering utan defekter.

4. Är pläterad zinkgjutning miljövänlig?

Det är det, förutsatt att det görs på ett ansvarsfullt sätt. Medan konventionell plätering innehåller giftiga ämnen som sexvärt krom, är de flesta anläggningar nu föremål för stränga miljökontroller, är ofarliga och betalar för att bygga anläggningar för rening av avloppsvatten och luftrening så att det inte blir någon negativ effekt på naturen.