SHRNUTÍ

Chromátová konverzní úprava je chemická úprava používaná na zinečné odlitky za účelem vytvoření ochranné, korozivzdorné povrchové vrstvy. Tento proces je vysoce účinný při zabránění tzv. „bílé korozi“, což je běžná forma oxidace zinku. Tato úprava navíc výborně slouží jako základ pro nátěry a jiné povrchové úpravy, výrazně zlepšuje jejich přilnavost. Různé barvy, jako žlutá, olivově zelená nebo černá, obvykle označují různé úrovně ochrany proti korozi.

Princip chromátové konverzní úpravy pro zinečné odlitky

Chromátová konverzní úprava je chemický film aplikovaný na zinkové odlitky za účelem potlačení koroze a zvýšení odolnosti materiálu. Tento proces, známý jako pasivace, spočívá v chemické reakci mezi chromátovým roztokem a povrchem zinku. Tato reakce přeměňuje nejvrchnější vrstvu kovu na nepropustnou ochrannou fólii, která je pevnou součástí dílu, nikoli pouze přidanou vrstvou jako barva.

Na molekulární úrovni reaguje chromátový roztok se zinkem, spotřebovává mikroskopickou vrstvu povrchu a nahrazuje ji novou, stabilní sloučeninovou vrstvou tvořenou především oxidy chromu. Podle vysvětlení od Valence Surface Technologies tato pasivační vrstva efektivně izoluje kov od prostředí, jako je vlhkost a kyslík, které jsou hlavními příčinami koroze. To je zásadní pro zinkové odlitky, které jsou náchylné k určitému typu degradace známému jako bílý zinek nebo bílá koroze.

Na rozdíl od nátěru nebo práškového nátěru, které přidávají výraznou vrstvu na povrch podkladu, chromátová konverzní úprava chemicky mění stávající povrch. Výsledkem jsou minimální změny rozměrů, což je kritický faktor u přesně opracovaných součástí s úzkými tolerancemi. Tato úprava také zachovává elektrickou vodivost zinku, čímž se stává vhodnou úpravou pro elektronické skříně a konektory, kde je nezbytné uzemnění.

Chromátová konverzní úprava: Přehled jednotlivých kroků

Aplikace chromátové konverzní úpravy je přesný, vícestupeňový proces, který vyžaduje pečlivou kontrolu koncentrace chemikálií, teploty a doby ponoření, aby byl dosažen rovnoměrný a účinný povrchový účinek. I když se jednotlivé kroky mohou lišit, základní postup pro úpravu zinkových odlitků pod tlakem zahrnuje důkladnou přípravu a řízené ponoření do chemické lázně. Cílem je vytvořit dokonale čistý povrch, který se může rovnoměrně zreagovat s chromátovým roztokem.

Typická aplikace zahrnuje postup navržený pro maximální přilnavost a ochranu. Na základě osvědčených postupů v průmyslu lze tento proces rozdělit do následujících klíčových fází:

1. Důkladné čištění a odmašťování: Zincová tlaková litina musí být zcela volná od olejů, tuků, nečistot a dalších povrchových znečišťujících látek. Tento stav je obvykle dosažen použitím alkalických čisticích prostředků nebo rozpouštědel. Naprosto čistý povrch je nepodmíněnou podmínkou, protože jakékoli zbytky by bránily tomu, aby se chromanové řešení správně propojilo se zinkem, což by vedlo k nerovnoměrnému nebo neúčinnému povlaku.
2. Oplachování: Po čištění je díl důkladně opláchnut vodou, aby se odstranily zbytky čisticích prostředků. Tento krok je nezbytný pro zabránění kontaminaci následných chemických lázní.
3. Kyselinové leptání nebo odoxidování (volitelné): V závislosti na stavu zinkového povrchu lze použít mírnou kyselinu k odstranění stávajících oxidů nebo lehkému leptání povrchu. Tím vznikne aktivnější plocha, na které může probíhat konverzní reakce. Následuje další oplach.
4. Ponoření do chromanového roztoku: Čistá součást se ponoří do chemické lázně obsahující chromanový roztok. Doba ponoření, teplota roztoku a jeho chemické složení jsou přesně řízeny. Tyto faktory určují tloušťku, barvu a ochranné vlastnosti konečného povlaku.
5. Konečný oplach a sušení: Po ponoření se součást znovu opláchne, aby se odstranil přebytečný chromanový roztok. Poté se pečlivě usuší, často teplým vzduchem. Povlak je typicky ihned po zpracování měkký a želatinózní a vyžaduje čas na úplné dozrání a ztvrdnutí, což může trvat až 24 hodin.

Typy chromanových povlaků: šestimocné vs. třímocné a barevné indikátory

Chromátové přeměnové povlaky jsou obecně rozděleny do dvou hlavních typů na základě oxidačního stavu použitého chromu: tradiční šestimocný chrom (Cr6+) a modernější, pro životní prostředí bezpečnější třímocný chrom (Cr3+). Toto rozlišení je rozhodující pro dodržování předpisů, bezpečnost a výběr aplikace. Jak SKS Die Casting uvádí, použití šestimocného chromu je nyní přísně omezeno směrnicemi jako RoHS (Omezení nebezpečných látek) kvůli jeho toxicitě a karcinogenním vlastnostem.

Šestimocný chrom byl desetiletí průmyslovým standardem, ceněným zejména za vynikající odolnost proti korozi a schopnost samoregenerace, kdy povlak dokáže znovu pasivovat malé škrábance. Jeho významné riziko pro zdraví a životní prostředí však vedlo průmysl k hledání bezpečnějších alternativ. Třímocný chrom je nejvýznamnější náhradou, která nabízí dobré korozeodolné vlastnosti bez vysoké toxicity svého předchůdce. Jak uvádí National Plating Company , trojmocné procesy jsou v souladu s normami RoHS a REACH, a proto jsou standardem pro nové produkty, zejména v automobilovém a elektronickém průmyslu.

Volba mezi těmito typy zahrnuje kompromis mezi výkonem, bezpečností a souladem s předpisy. Níže je uvedeno srovnání jejich klíčových vlastností:

Barva konečného povlaku často slouží jako funkční indikátor jeho tloušťky a úrovně odolnosti proti korozi. To platí zejména u šestimocných povlaků, kde bezbarvý nebo modrý povrch poskytuje základní ochranu, žlutý nebo zlatý lepší odolnost a olivově zelený nebo černý povrch nabízí nejvyšší úroveň ochrany. Ačkoli trojmocné povlaky jsou často bezbarvé, lze je obarvit tak, aby tyto barvy napodobovaly pro účely identifikace nebo estetického vzhledu.

Klíčové výhody a průmyslové aplikace

Přijetí chromátového konverzního povlakování na zinkové litiny je vedeno řadou funkčních výhod, které přímo přinášejí lepší výkonnost a dlouhověkost komponent. Tyto výhody z něj dělají nezbytný proces dokončování v mnoha odvětvích, kde je spolehlivost na prvním místě. Hlavní výhody jsou přímo spojeny se chráněním, přípravou povrchu a zachováním vlastností základního kovu.

Mezi nejvýznamnější výhody použití tohoto povlaků patří:

• Zvýšená odolnost proti korozi: Hlavní funkcí je ochrana substrátu zinku před faktory v životním prostředí, které způsobují bílou korozi. To výrazně prodlužuje životnost komponent, zejména v vlhké nebo mírně korozivní atmosféře.
• Zlepšená přilnavost barvy a povrchu: Nátěr vytváří chemicky inertní a stabilní povrch, který slouží jako vynikající základní nátěr. Nátěry, práškové nátěry a lepidla se navzájem lépe spojují s chromátovým povrchem než s holým zinkem, čímž se snižuje riziko odlupování, lupání nebo odštěpování.
• Udržovaná elektrická vodivost: Na rozdíl od mnoha silnějších nátěrů, jako je barva nebo anodizace, tenká chromátová vrstva umožňuje průchod elektrického proudu. To ji činí ideální pro elektronické skříně, konektory a rámové komponenty, které vyžadují uzemnění nebo odstínění elektromagnetických interferencí (EMI).
• Minimální změna rozměrů: Jelikož je nátěr mimořádně tenký – často méně než jeden mikron – neovlivňuje výrazně rozměry součásti. To je zásadní pro vysoce přesné komponenty s úzkými tolerancemi, které musí dokonale zapadnout do sestavy.

Tyto výhody činí chromátové přeměnové povlaky nepostradatelnými v různých odvětvích. V automobilovém průmyslu se používají u spojovacích prvků, konzol a součástí palivového systému k prevenci koroze. Elektronický průmysl na ně spoléhá u skříní, chladičů a konektorů. Nacházejí se také v průmyslových strojích, kovovém zboží a leteckých aplikacích, kde jsou nezbytné trvanlivé a spolehlivé kovové komponenty. Například výrobci odolných tlakově litých dílů spoléhají na takové vysoce výkonné povlaky, aby splnili přísné požadavky na kvalitu a trvanlivost automobilového sektoru.

Nejčastější dotazy

1. Je chromátový přeměnový povlak ve shodě s normou RoHS?

Záleží na typu. Povlaky obsahující šestimocný chrom (Cr6+) nejsou ve shodě s RoHS kvůli toxicitě této látky. Moderní povlaky na bázi trojmocného chromu (Cr3+) jsou však plně ve shodě s RoHS a REACH a jsou standardem pro nové produkty v regulovaných odvětvích.

2. Jaká je tloušťka chromátového přeměnového povlaku?

Chromátové přeměnové povlaky jsou extrémně tenké, obvykle v rozmezí 0,25 až 1,0 mikronu (0,00001 až 0,00004 palce). Tato minimální tloušťka je klíčovou výhodou, protože chrání díl, aniž by ovlivnila jeho rozměrové tolerance.

3. Lze nanášet barvu na chromátový přeměnový povlak?

Ano, jednou z hlavních výhod chromátového přeměnového povlaku je, že slouží jako vynikající základní nátěr pro barvy, práškové nátěry a jiné organické povrchy. Výrazně zlepšuje přilnavost následující vrstvy, čímž vznikne odolnější a trvanlivější povrch.