Краткое содержание

Хроматное конверсионное покрытие — это химическая обработка, применяемая к отливкам из цинка под давлением для формирования защитного, устойчивого к коррозии поверхностного слоя. Данный процесс высокоэффективен в предотвращении «белой коррозии» — распространенной формы окисления цинка. Покрытие также служит отличной грунтовкой для краски и других покрытий, значительно улучшая адгезию. Различные цвета, такие как желтый, оливково-зеленый или черный, обычно указывают на разные уровни защиты от коррозии.

Понимание хроматного конверсионного покрытия для цинковых отливок под давлением

Хроматное конверсионное покрытие — это химическая пленка, наносимая на цинковые литые детали для предотвращения коррозии и повышения долговечности материала. Процесс, известный как пассивация, включает химическую реакцию между хроматным раствором и поверхностью цинка. Эта реакция преобразует верхний слой металла в непроницаемую защитную пленку, которая является неотъемлемой частью самого изделия, а не просто добавочным слоем, как краска.

На молекулярном уровне хроматный раствор реагирует с цинком, разрушая микроскопический слой поверхности и заменяя его новым стабильным соединением, состоящим в основном из оксидов хрома. Согласно объяснению Технологии поверхности валентности , этот пассивационный слой эффективно изолирует металл от внешних факторов, таких как влажность и кислород, которые являются основными причинами коррозии. Это особенно важно для цинковых литых деталей, склонных к определённому виду разрушения, известному как белая ржавчина или белая коррозия.

В отличие от окраски или порошкового покрытия, которые добавляют отдельный слой поверх основы, хроматное конверсионное покрытие химически изменяет существующую поверхность. Это приводит к минимальным изменениям размеров — критически важному фактору для прецизионных компонентов с жёсткими допусками. Покрытие также сохраняет электропроводность цинка, что делает его подходящей обработкой для корпусов электроники и разъёмов, где необходима заземлённость.

Процесс хроматного конверсионного покрытия: пошаговый обзор

Нанесение хроматного конверсионного покрытия — это точный многоэтапный процесс, который требует тщательного контроля концентрации химикатов, температуры и времени погружения для получения равномерного и эффективного покрытия. Хотя конкретные этапы могут варьироваться, базовый процесс обработки цинковых литых деталей включает тщательную подготовку и контролируемое химическое погружение. Цель заключается в создании абсолютно чистой поверхности, способной равномерно реагировать с хроматным раствором.

Типичное применение включает последовательность операций, предназначенную для обеспечения максимальной адгезии и защиты. На основе отраслевых передовых методов процесс можно разделить на следующие основные этапы:

1. Тщательная очистка и обезжиривание: Деталь из цинкового сплава должна быть полностью свободна от масел, смазки, грязи и других поверхностных загрязнений. Обычно это достигается с помощью щелочных очистителей или растворителей. Безупречная поверхность является обязательным условием, поскольку любые остатки препятствуют правильной реакции хроматного раствора с цинком, что приводит к неравномерному или неэффективному покрытию.
2. Промывка: После очистки деталь тщательно промывается водой для удаления остатков чистящих средств. Этот этап имеет важное значение для предотвращения загрязнения последующих химических ванн.
3. Кислотное травление или декапирование (опционально): В зависимости от состояния цинковой поверхности может использоваться слабый кислотный раствор для удаления существующих оксидов или легкого травления поверхности. Это создает более активную поверхность, способствующую протеканию реакции конверсии. После этого следует повторная промывка.
4. Погружение в хроматный раствор: Очищенная деталь погружается в химический раствор, содержащий хромат. Продолжительность погружения, температура раствора и его химический состав строго контролируются. Эти факторы определяют толщину, цвет и защитные свойства конечного покрытия.
5. Финальная промывка и сушка: После погружения деталь снова промывается для удаления избытка хроматного раствора. Затем ее тщательно высушивают, зачастую с помощью теплого воздуха. Покрытие обычно остается мягким и желеобразным сразу после обработки и требует времени для полного отверждения и затвердевания, что может занять до 24 часов.

Типы хроматных покрытий: шестивалентные и трехвалентные, а также цветовые индикаторы

Хроматные конверсионные покрытия в целом делятся на два основных типа в зависимости от валентного состояния используемого хрома: традиционный шестивалентный хром (Cr6+) и более современный, экологически безопасный трёхвалентный хром (Cr3+). Это различие имеет важное значение для соблюдения нормативных требований, безопасности и выбора области применения. Как SKS Die Casting отмечает, использование шестивалентного хрома в настоящее время строго ограничено директивами, такими как RoHS (ограничение использования опасных веществ), из-за его токсичности и канцерогенных свойств.

Шестивалентный хром десятилетиями являлся отраслевым стандартом, ценясь за исключительную устойчивость к коррозии и способность к самоизлечению, при которой покрытие может повторно пассивировать незначительные царапины. Однако значительные риски для здоровья и окружающей среды побудили отрасль перейти на более безопасные альтернативы. Трёхвалентный хром является ведущей заменой, обеспечивая хорошую защиту от коррозии без высокой токсичности своего предшественника. Как указано National Plating Company , процессы с трехвалентным хромом соответствуют директивам RoHS и REACH, что делает их стандартом для новых продуктов, особенно в автомобильной и электронной промышленности.

Выбор между этими типами представляет собой компромисс между производительностью, безопасностью и соответствием нормативным требованиям. Ниже приведено сравнение их основных характеристик:

Цвет конечного покрытия зачастую является функциональным индикатором его толщины и уровня коррозионной стойкости. Это особенно справедливо для шестивалентных покрытий, где прозрачное или голубое покрытие обеспечивает базовую защиту, желтое или золотистое — повышенную устойчивость, а оливково-зеленое или черное — наивысший уровень защиты. Хотя трехвалентные покрытия часто бывают прозрачными, их можно окрашивать для имитации этих цветов с целью идентификации или эстетики.

Ключевые преимущества и промышленное применение

Использование хроматного химического покрытия на цинковых отливках обусловлено рядом функциональных преимуществ, которые напрямую способствуют улучшению производительности и долговечности компонентов. Эти преимущества делают его необходимым процессом отделки в многочисленных отраслях промышленности, где надежность имеет первостепенное значение. Основные преимущества напрямую связаны с защитой, подготовкой поверхности и сохранением inherent свойств основного металла.

Наиболее значительные преимущества нанесения этого покрытия включают:

• Улучшенная коррозионная стойкость: Основная функция — защита цинковой основы от воздействия окружающей среды, вызывающего белую коррозию. Это значительно увеличивает срок службы компонентов, особенно в условиях повышенной влажности или умеренно агрессивных атмосфер.
• Улучшенная адгезия краски и покрытий: Покрытие создает химически инертную и стабильную поверхность, которая служит отличной грунтовкой. Краски, порошковые покрытия и клеи прочно сцепляются с хроматированной поверхностью по сравнению с чистым цинком, что снижает риск сколов, отслаивания или расслаивания.
• Сохранение электропроводности: В отличие от многих более толстых покрытий, таких как краска или анодирование, тонкая хроматная пленка пропускает электрический ток. Это делает ее идеальной для электронных корпусов, разъемов и шасси, которым требуется заземление или экранирование от электромагнитных помех.
• Минимальное изменение размеров: Поскольку покрытие чрезвычайно тонкое — часто менее одного микрона — оно не изменяет существенно размеры детали. Это имеет решающее значение для высокоточных компонентов с жесткими допусками, которые должны идеально подходить по размеру в сборке.

Эти преимущества делают хроматное конверсионное покрытие незаменимым в различных отраслях. В автомобильной промышленности оно используется для крепежных элементов, кронштейнов и компонентов топливной системы с целью предотвращения коррозии. Электронная отрасль полагается на него при производстве корпусов, радиаторов и разъёмов. Оно также применяется в промышленном оборудовании, металлоизделиях и аэрокосмической отрасли, где необходимы прочные и надёжные металлические компоненты. Например, производители прочных компонентов из литого под давлением сплава полагаются на такие высокопроизводительные покрытия, чтобы соответствовать строгим стандартам качества и долговечности автомобильной отрасли.

Часто задаваемые вопросы

1. Соответствует ли хроматное конверсионное покрытие директиве RoHS?

Зависит от типа. Покрытия, содержащие шестивалентный хром (Cr6+), не соответствуют директиве RoHS из-за токсичности этого вещества. Однако современные конверсионные покрытия на основе трёхвалентного хрома (Cr3+) полностью соответствуют директивам RoHS и REACH и являются стандартом для новых продуктов в регулируемых отраслях.

2. Какова толщина хроматного конверсионного покрытия?

Плёнки хроматирования чрезвычайно тонкие, обычно в диапазоне от 0,25 до 1,0 мкм (от 0,00001 до 0,00004 дюйма). Эта минимальная толщина является ключевым преимуществом, поскольку защищает деталь, не влияя на её размерные допуски.

3. Можно ли наносить краску поверх плёнки хроматирования?

Да, одно из основных преимуществ плёнки хроматирования заключается в том, что она служит отличной грунтовкой для краски, порошковых покрытий и других органических покрытий. Она значительно улучшает адгезию последующего слоя, обеспечивая более прочное и долговечное покрытие.