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Was ist beim Galvanisieren und Vernickeln zu beachten?

Als ich Mitte der 1980er Jahre meine Karriere in der Metallveredelung begann, dachte die Branche über ihre Herkunft und Entwicklungsrichtung nach. Es ist interessant, auf die Zeit zurückzublicken und sich an all die Veränderungen zu erinnern, die seit Beginn der 1990er Jahre stattgefunden haben. Umweltthemen dominieren die Branche. 

Ich erinnere mich besonders daran, dass der Markt mit neuen Technologien und neuen Geräten überschwemmt wird, um Umweltprobleme im Zusammenhang mit dem Galvanikprozess zu lösen. Es folgte die Entwicklung der Galvanotechnik, die die weltweite Besorgnis über die Luft- und Wasserverschmutzung im Zusammenhang mit dem Schrott von Galvanikprodukten löste. Die Herausforderung für professionelle Chemieformulierer besteht darin, umweltfreundliche Verfahren zu entwickeln, die den Anforderungen an korrosionsbeständige Lacke gerecht werden.

Bisher war die gesamte Branche sehr anpassungsfähig und kann OEMs in verschiedenen Branchen Oberflächen anbieten, die strengen Umweltstandards entsprechen und gleichzeitig extrem anspruchsvolle Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit erfüllen.

Man kann sagen, dass in den letzten Jahren Zink- und Zink-Nickel-Beschichtungen neuen und verbesserten Technologien zur galvanischen Nachbehandlung die größte Aufmerksamkeit gewidmet haben. Die Automobilindustrie ist die treibende Kraft für neue Entwicklungen. Beschleunigte Korrosionstests wie Salzsprühtest, Schlammtest, Schotterstraßentest, Temperatur- und Feuchtigkeitstest usw. versuchen alle, reale Bedingungen zu simulieren, um dem Unternehmen ein Leistungsbarometer zur Verfügung zu stellen, um die Verbesserung seiner Korrosionsleistung zu messen.

Was ist beim Galvanisieren und Vernickeln zu beachten?

Verzinkt

Zusätzlich zur Dicke der Verzinkung muss eine Nachbehandlung durchgeführt werden, um eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit bereitzustellen. Wählen Sie das Oberflächenbehandlung nach den Anforderungen des Kunden.

Chromat (Passivierung)

Im normalen Gespräch können die Begriffe Chromat und Passivator trotz technischer Unterschiede synonym verwendet werden. Chromat ist eine Konversionsschicht, bei der sechswertiges Chrom mit der Zinkschicht reagiert, um sie in eine Schutzschicht umzuwandeln. Angetrieben durch die Entfernung von sechswertigem Chrom aus dem Produktionsprozess und den Endteilen wurden Passivatoren entwickelt. Der pH-Wert des dreiwertigen Passivators ist sehr niedrig, normalerweise zwischen 1.8 und 2.5. Passivatoren sind komplexe chemische Prozesse, die Metalle, Beschleuniger, Oxidationsmittel und Komplexbildner umfassen. Dreiwertige Passivierungsmittel können in zwei Kategorien eingeteilt werden: Dünnfilm und Dickfilm.

Asterisk alkalisches Zink mit dreiwertigem Passivator und organischer Versiegelung für Komplex Stempeln Teile. Quelle | Sternenklarer Himmel

Es wird angegeben, dass der dreiwertige Dünnfilmpassivator eine dünne dreiwertige Chrombeschichtung auf der galvanisierten Oberfläche bereitstellen kann. Manchmal wird den Passivierungsformulierungen Kobalt zugesetzt, um zusätzliche Korrosionsbeständigkeit bereitzustellen. Die europäische Politik hat die Verwendung von Kobalt verboten, was zur jüngsten Entwicklung neuer kobaltfreier Alternativen führte. Die Korrosionsbeständigkeit hängt von mehreren Faktoren im Produktionsprozess ab, wie der Wirksamkeit der Salpetersäure-Glanzlösung vor dem Passivierungsprozess, der Konzentration des Passivierungsprozesses, pH-Wert, Zeit während des Prozesses, Badtemperatur, Qualität usw. Beschichtungsablagerungen , der Gehalt an Verunreinigungen in der Passivierungslösung, die Sauberkeit des Waschtanks und die erfolgreiche Trocknung der Teile. Dünnschichtpassivatoren arbeiten im Allgemeinen bei Umgebungstemperaturen und scheiden wesentlich dünnere Beschichtungen ab als Dickschichtprodukte. Die Dicke des Passivierungsfilms reicht von 1 Mikrometer oder mehr.

Im Allgemeinen haben Dünnfilm-Passivierungsschichten ein blaueres Aussehen als Dickfilm-Passivierungsschichten.

Dickschichtpassivatoren werden normalerweise erhitzt und enthalten höhere Konzentrationen an Metallsalzen. Aufgrund ihrer Dicke bieten diese Passivatoren im Allgemeinen eine höhere Korrosionsbeständigkeit zu geringeren Kosten, da keine anderen Materialien erforderlich sind, um die Leistungsanforderungen zu erfüllen.

Großraumbetrieb mit alkalischem Zink-Nickel-System von Asterion. Diese Teile haben eine gleichmäßige Verteilung und ein hohes Projektionsvermögen. Foto mit freundlicher Genehmigung von Wisconsin Electroplating Factory (Racine, Wisconsin)

Zink-Nickel-Beschichtung

Es gibt mehrere offensichtliche Unterschiede bei der Nachbehandlung von Zink-Nickel-Beschichtungen. Nach dem Auftragen der Beschichtung und vor dem Passivierungsprozess wird die Oberfläche mit einer nicht oxidierenden Säure aktiviert.

Passivieren

Obwohl die Zink-Nickel-Beschichtung beim Galvanisieren eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist, wird empfohlen, ein Passivierungsmittel zu verwenden, um eine zusätzliche Schutzschicht hinzuzufügen, um die Bildung von weißen Korrosionsprodukten zu reduzieren. Typische Zink-Nickel-Passivatoren können eine transparente blaue oder schwarze Oberfläche erzeugen. In einigen Fällen muss die transparente hellblaue Oberfläche mit einer nachfolgenden Versiegelung behandelt werden, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Der Schwarzpassivator wird fast immer mit der fertigen Versiegelung nachbehandelt, um die funktionellen und ästhetischen Eigenschaften der Beschichtung zu verbessern. Der pH-Wert der Passivierungslösung liegt normalerweise zwischen 3.0 und 4.0, um eine transparente blaue Oberfläche zu erhalten; zwischen 2.0 und 2.5, um ein schwarzes Finish zu erzeugen. Das empfohlene Passivierungsverfahren für Zink-Nickel ist eine Dünnschichtformulierung.

Sealer

Wenn die angegebene Zink- oder Zink-Nickel-Beschichtung einen Korrosionsschutz erfordert, der über die Fähigkeit des Passivierers hinausgeht, ist eine zusätzliche Bearbeitung erforderlich. Um dem erhöhten Korrosionsschutz gerecht zu werden, wird ein transparenter Dichtstoff spezifiziert. Normalerweise spezifizieren Zinkbeschichtungen ein Dichtmittel zur Verbesserung des Korrosionsschutzes, um die Anforderungen der strengen beschleunigten Korrosionsprüfung zu erfüllen.

Silikatdichtstoffe sind seit vielen Jahren auf dem Markt und gelten als transparente Decklacke auf passivierten Oberflächen als sehr zuverlässig. Der zusätzliche Korrosionsschutz dieser Dichtstoffe und der Schutz durch Passivatoren sowie die geringeren Betriebskosten machen diese Dichtstoffe zu einer beliebten Wahl. Die Silikat-Dichtmasse zeichnet sich durch eine amorphe Glasbeschichtung aus, die den Passivierungsfilm sehr gut „versiegeln“ kann. Silikatdichtstoffe neigen dazu, den Blaustich von Blaupassivatoren zu reduzieren, was zu fast transparenten Filmen führt. Dieser Vorgang ist der letzte Vorgang nach dem Passivieren (und Spülen nach dem Passivieren). Dieser Prozess wird normalerweise in einem Wassertank erhitzt. Es ist zu beachten, dass, wenn das Teil wegen Wasserstoffversprödung gebrannt werden muss, nach dem Brennzyklus eine Silikat-Dichtmasse verwendet werden sollte.

Organische Nanopartikel-Versiegelung ist die neueste Innovation in der Versiegelungstechnologie. Dieses einzigartige Verfahren kann in einem einzigen Tank am Ende der Produktionslinie vor dem Trocknen verwendet werden. Das Verfahren erfordert keine Erwärmung und kann bei schwach alkalischem pH betrieben werden. Backen nach dem Brett ist akzeptabel. Die durch den Dichtstoff erzeugte transparente Folie besitzt selbstheilende Eigenschaften (ähnlich dem sechswertigen Chromat) und weist einen hohen Elastizitätsmodul auf, der für gekräuselte Teile nach der Galvanisierung erforderlich ist. Ein weiterer neuartiger Vorteil dieser Versiegelungsmaschine ist ihre starke Fähigkeit, das Vorhandensein von Verunreinigungen zu tolerieren, die in den Passivierungstank geschleppt werden, beispielsweise bei automatischen Hochleistungsmaschinen.

Nanoadditive können die Beschichtungslösung passivieren

Neben der Verwendung von Nanopartikel-Technologie in Kombination mit organischen Dichtstoffen besteht eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Korrosionsleistung darin, spezielle Nanopartikel in die Passivierungswanne zu geben. Diese Nanopartikel werden in den Passivierungsfilm eingebaut und verbessern dadurch die Verschleißfestigkeit und Korrosionsleistung. Wenn der Nanopartikel-Passivator dem organischen Nanopartikel-Versiegelungsmittel eng folgt, kann seine Leistung traditionelle Standards übertreffen. Es sollte beachtet werden, dass Nanopartikel nicht als Versiegelungsmittel betrachtet werden, aber sie können dem Passivierungsprozess hinzugefügt werden, um die Passivierungsleistung zu verbessern. Wenn die Platzverhältnisse die Verwendung eines separaten abgedichteten Tanks verbieten, ist dies eine sehr praktikable Option, aber die Spezifikationen des Teils erfordern einen verbesserten Korrosionsschutz. Die Nanopartikeltechnologie hat ein breites Anwendungsspektrum und kann in Dünnschicht- und Dickschichtformulierungen verwendet werden. Wenn Tankraum verfügbar ist, kann das Hinzufügen von Nanopartikel-Passivierungstanks und die Verwendung des endgültigen Nanopartikel-Versiegelungsmittels einen erheblichen Korrosionsschutz auf der verzinkten Oberfläche bieten. Die meisten Nanopartikelprozesse werden durch das Backen nach der Verarbeitung nicht beeinträchtigt.

Proprietäre Chemikalienlieferanten blicken weiterhin in die Zukunft, um korrosionsbeständige Technologien bereitzustellen, die die immer strengeren Umweltanforderungen erfüllen und die Anforderungen an eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit erfüllen. Wie der griechische Philosoph Heraklit sagte: „Das Einzige, was man feststellen kann, ist der Wandel.“ Seien Sie bereit, auf sich ändernde Anforderungen zu reagieren und arbeiten Sie mit Ihren eigenen Chemikalienlieferanten zusammen, um den sich ständig ändernden Markt für Metallveredelung zu erfüllen.

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