Накратко

Хроматната конверсия е химическа обработка, прилагана върху цинкови пресформовки, за да се създаде защитен, корозионноустойчив слой на повърхността. Този процес е изключително ефективен при предотвратяването на "бяла корозия" — честа форма на окисление при цинка. Покритието също служи като отлична основа за боя и други финишни покрития, значително подобрявайки адхезията. Различни цветове, като жълт, маслиненодървес или черен, обикновено показват различни нива на защита срещу корозия.

Разбиране на хроматната конверсия за цинкови пресформовки

Хроматното преобразувано покритие е химичен филм, нанесен върху цинкови пресформовки, за да се предотврати корозията и да се повиши издръжливостта на материала. Процесът, известен като пасивиране, включва химична реакция между хроматен разтвор и цинковата повърхност. Тази реакция превръща най-външния слой на метала в непроницаем защитен филм, който е част от самата детайл, а не просто добавен слой като боя.

На молекулно ниво хроматният разтвор реагира с цинка, изразходвайки микроскопичен слой от повърхността и го замествайки с нов, стабилен съединителен слой, състоящ се предимно от хромови оксиди. Според обяснение от Valence Surface Technologies този пасивиращ слой ефективно запечетва метала от околната среда, като влага и кислород, които са основните причини за корозията. Това е от решаващо значение за цинковите пресформовки, които са подложни на специфичен вид деградация, известен като бяла ръжда или бяла корозия.

За разлика от боядисването или напудряването, при които се добавя отделен слой върху основата, хроматното преобразуване химически променя съществуващата повърхност. Това води до минимални промени в размерите — критичен фактор за прецизно изработени компоненти с тесни допуски. Покритието също запазва електрическата проводимост на цинка, което го прави подходящо за електронни корпуси и съединители, където е важно заземяването.

Процес на хроматно преобразуване: стъпка по стъпка

Нанасянето на хроматно преобразуващо покритие е точен, многостепен процес, който изисква внимателен контрол на концентрацията на химикалите, температурата и времето на потапяне, за да се постигне равномерна и ефективна повърхност. Въпреки че отделните стъпки могат да варират, основният процес за обработка на цинкови отливки включва задълбочена подготовка и контролирано химическо потапяне. Целта е да се създаде напълно чиста повърхност, която може еднородно да реагира с хроматния разтвор.

Типичното приложение следва последователност, проектирана за максимална адхезия и защита. Въз основа на най-добрите отраслови практики, процесът може да бъде разграден на следните ключови етапи:

1. Пълно почистване и обезмасляване: Частта от цинков сплав трябва напълно да бъде освободена от масла, мазнини, мръсотия и други повърхностни замърсители. Това обикновено се постига чрез използване на алкални почистващи средства или разтворители. Безупречната повърхност е задължителна, тъй като всяко остатъчно вещество ще попречи на хроматния разтвор да реагира правилно с цинка, което води до неравномерно или неефективно покритие.
2. Изплакване: След почистването частта се изплаква обилно с вода, за да се премахнат остатъците от почистващите агенти. Този етап е от решаващо значение, за да се предотврати замърсяването на последващите химически бани.
3. Киселинно етсиране или деоксидиране (по избор): В зависимост от състоянието на цинковата повърхност може да се използва слаба киселинна вана за премахване на съществуващи оксиди или за леко етсиране на повърхността. Това създава по-активна повърхност, където да протече преобразуващата реакция. След това следва поредно изплакване.
4. Потапяне в хроматен разтвор: Чистата детайл се потапя в химическа вана, съдържаща хроматен разтвор. Продължителността на потапянето, температурата на разтвора и неговия химичен състав се контролират точно. Тези фактори определят дебелината, цвета и защитните свойства на крайното покритие.
5. Финално изплакване и сушене: След потапянето детайлът се изплаква отново, за да се премахне излишният хроматен разтвор. След това се суши внимателно, често с топъл въздух. Покритието обикновено е меко и желирано веднага след обработката и изисква време, за да се напълно изкуси и затвърди, което може да отнеме до 24 часа.

Типове хроматни покрития: Шествалентни срещу тривалентни и цветови индикатори

Хроматните конверсни покрития се разделят на две основни категории според състоянието на валентността на използвания хром: традиционен шествалентен хром (Cr6+) и по-съвременният, по-екологичен тривалентен хром (Cr3+). Това разграничение е от съществено значение за спазване на разпоредбите, безопасността и избора на приложението. Както SKS Die Casting посочва, използването на шествалентен хром в момента е строго ограничено от директиви като RoHS (ограничаване на опасни вещества) поради токсичността и канцерогенните му свойства.

Шествалентният хром е бил стандарт в индустрията в продължение на десетилетия, ценен за изключителната си устойчивост на корозия и свойството за самоизлекуване, при което покритието може да пре-пасивира малки драскотини. Въпреки това, значителните рискове за здравето и околната среда са насочили индустрията към по-безопасни алтернативи. Тривалентният хром е водещата алтернатива, която осигурява добра защита срещу корозия, без високата токсичност на своя предшественик. Както е отбелязано от National Plating Company , тривалентните процеси отговарят на изискванията на RoHS и REACH, което ги прави стандарт за нови продукти, особено в автомобилната и електронната индустрия.

Изборът между тези видове включва компромис между производителност, безопасност и съответствие. По-долу е дадена сравнителна таблица на техните основни характеристики:

Цветът на крайното покритие често е функционален индикатор за неговата дебелина и степен на корозионна устойчивост. Това важи особено за хексавалентни покрития, при които прозрачният или син цвят осигурява основна защита, жълтият или златният предлагат по-добра устойчивост, а маслиновозеленият или черният осигуряват най-високо ниво на защита. Въпреки че тривалентните покрития често са прозрачни, те могат да бъдат оцветени, за да имитират тези цветове с цел идентификация или естетически ефект.

Основни предимства и промишлени приложения

Прилагането на хроматно преобразувано покритие върху цинкови отливки се дължи на редица функционални предимства, които директно водят до подобрена производителност и по-дълъг живот на компонентите. Тези предимства правят този процес задължителна завършваща обработка в много индустрии, където надеждността е от първостепенно значение. Основните предимства са директно свързани с защитата, подготовката на повърхността и запазването на вродените свойства на основния метал.

Най-значимите предимства от прилагането на това покритие включват:

• Подобрена корозионна устойчивост: Основната функция е да предпази цинковата основа от външни фактори, които причиняват бяла корозия. Това значително удължава експлоатационния живот на компонентите, особено във влажни или умерено корозивни среди.
• Подобрена адхезия на боя и финишни покрития: Покритието създава химически инертна и стабилна повърхност, която служи като отличен праймър. Боята, праховите покрития и адхезивите се свързват по-силно с хроматирана повърхност в сравнение с чист цинк, което намалява риска от напуквания, люспене или отделяне.
• Запазена електрическа проводимост: За разлика от много по-дебели покрития като боя или анодиране, тънкият хроматиран филм позволява на електрическия ток да преминава през него. Това го прави идеален за електронни кутии, съединители и шасийни компоненти, които изискват заземяване или екраниране от ЕМИ.
• Минимална промяна на размерите: Тъй като покритието е изключително тънко — често по-малко от един микрон — то не променя значително размерите на детайла. Това е от решаващо значение за високоточни компоненти с тесни допуски, които трябва перфектно да паснат в сглобка.

Тези предимства правят хроматното конверсионно покритие незаменимо в различни сектори. В автомобилната индустрия то се използва за здравени елементи, скоби и компоненти на горивната система, за да се предотврати корозията. Електронният сектор разчита на него за корпуси, радиатори и свързващи елементи. То се среща също в промишлена техника, арматура и приложения в авиационната и космическата индустрия, където издръжливите и надеждни метални компоненти са от съществено значение. Например производителите на здрави прецизно леени компоненти разчитат на такива високоефективни покрития, за да отговарят на строгите изисквания за качество и издръжливост в автомобилния сектор.

Често задавани въпроси

1. Съответства ли хроматното конверсионно покритие на разпоредбите на RoHS?

Зависи от вида. Покритията, използващи шествалентен хром (Cr6+), не са съобразени с разпоредбите на RoHS поради токсичността на веществото. Въпреки това, съвременните конверсионни покрития с тривалентен хром (Cr3+) напълно отговарят на изискванията на RoHS и REACH и са стандарт за нови продукти в регулираните индустрии.

2. Колко дебело е хроматно конверсионно покритие?

Хроматните преобразуващи покрития са изключително тънки, обикновено в диапазона от 0,25 до 1,0 микрона (0,00001 до 0,00004 инча). Тази минимална дебелина е ключово предимство, тъй като защитава детайла, без да засяга размерните му допуски.

3. Може ли да се боядисва върху хроматно преобразуващо покритие?

Да, едно от основните предимства на хроматното преобразуващо покритие е, че служи като отличен праймер за боя, прахови покрития и други органични повърхности. То значително подобрява адхезията на следващия слой, което води до по-траен и по-дълготраен крайния финален вид.