POVZETEK

Kromatna pretvorbena prevleka je kemična obdelava, ki se uporablja pri litju iz cinka za oblikovanje zaščitne, korozijo odpornega površinskega sloja. Ta postopek je zelo učinkovit pri preprečevanju »bele korozije«, ki je pogosta oblika oksidacije na cinku. Prevleka hkrati deluje tudi kot odličen podlag za barve in druge zaključne obdelave, kar znatno izboljša oprijem. Različne barve, kot so rumena, olivno zelena ali črna, običajno kažejo na različne ravni zaščite pred korozijo.

Razumevanje kromatne pretvorbeno prevleke za litje iz cinka

Kromatno pretvorbeno prevleko je kemični film, ki se nanese na cinkane litine, da prepreči korozijo in izboljša trdnost materiala. Postopek, znan kot pasivacija, vključuje kemično reakcijo med kromatno raztopino in cinkovo površino. Ta reakcija spremeni najzunanjši sloj kovine v nepropustno zaščitno prevleko, ki je sestavni del samega dela, in ne le dodatni sloj, kot na primer barva.

Na molekularni ravni reagira kromatna raztopina s cinkom, porabi mikroskopski sloj površine in ga nadomesti z novim, stabilnim spojinami slojem, sestavljenim predvsem iz kromovih oksidov. Glede na pojasnilo od Valence Surface Technologies ta pasivacijski sloj učinkovito zapre kovino pred okoljskimi dejavniki, kot sta vlažnost in kisik, ki sta glavna vzroka za korozijo. To je zelo pomembno za cinkane litine, ki so nagnjene k posebni obliki razgradnje, znani kot bela rjava ali bela korozija.

Za razliko od barvanja ali nanosa praška, ki dodajata ločen sloj na površino podlage, kromatno prevlečno obdelovanje kemično spremeni obstoječo površino. To povzroči minimalne spremembe dimenzij, kar je pomemben dejavnik za natančno izdelane komponente z majhnimi dopustnimi odstopanji. Prevleka ohranja tudi električno prevodnost cinka, zaradi česar je primerano obdelovanje za elektronske ohišja in priključke, kjer je bistveno ozemljitev.

Kromatni proces pretvorbe: korak po korak

Nanašanje kromatne prevleke je natančen večstopenjski postopek, ki temelji na skrbnem nadzoru koncentracije kemikalij, temperature in časa potopitve, da se doseže enakomeren in učinkovit zaključek. Čeprav se posamezni koraki lahko razlikujejo, osnovni postopek za obdelavo cinkastih litijev vključuje temeljito pripravo in nadzorovano kemično potopitev. Cilj je ustvariti popolnoma čisto površino, ki se lahko enakomerno reagira s kromatno raztopino.

Tipična aplikacija sledi zaporedju, ki je zasnovano za največjo oprijemljivost in zaščito. Na podlagi najboljših praks v industriji se lahko postopek razdeli na naslednje ključne faze:

1. Temeljito čiščenje in odmaščevanje: Zinc kovinski del mora biti popolnoma prost olj, maščob, umazanije in drugih površinskih onesnaževal. To se običajno doseže z uporabo alkalnih čistil ali topil. Brezhibna površina je nesporna, saj vsak ostanki preprečujejo, da bi kromatna raztopina pravilno reagirala s cinkom, kar vodi do neenakomerne ali neučinkovite prevleke.
2. Ponavljanje: Po čiščenju se del temeljito sperge z vodo, da se odstranijo morebitni ostanki čistil. Ta korak je bistven za preprečevanje kontaminacije nadaljnjih kemičnih kopeli.
3. Kislinsko grabenje ali deoksidacija (izbirno): Glede na stanje cinkove površine se lahko uporabi blago kislinsko kopel za odstranitev obstoječih oksidov ali za blago prebrazlitev površine. To ustvari bolj aktivno površinsko območje, kjer se lahko zgodi konverzijska reakcija. Nato sledi še ena izpirka.
4. Potop v kromatno raztopino: Čist del potopimo v kemično kopel, ki vsebuje kromatno raztopino. Čas potopitve, temperatura raztopine in njena kemična sestava so natančno nadzorovani. Ti dejavniki določajo debelino, barvo in zaščitne lastnosti končnega premaza.
5. Končna izpirka in sušenje: Po potopitvi se del še enkrat izperi, da se odstrani odvečna kromatna raztopina. Nato se previdno posuši, pogosto z toplim zrakom. Premaz je takoj po obdelavi navadno mehak in želatinast ter potrebuje čas, da se popolnoma utrdi, kar lahko traja do 24 ur.

Vrste kromatnih premazov: Šestvalentni nasproti trivalentnemu in indikatorji barve

Prevleke na osnovi kromatov so razdeljene na dva glavna tipa glede na valenčno stanje uporabljenega kroma: tradicionalni šestvalentni krom (Cr6+) in sodobnejši, okolju bolj prijazen trovalentni krom (Cr3+). To razlikovanje je ključno za skladnost z zakonodajo, varnostjo in izbiro uporabe. Kot SKS Die Casting poudarja, je uporaba šestvalentnega kroma trenutno strogo omejena z direktivami, kot je RoHS (omejitev nevarnih snovi), zaradi njegove toksičnosti in karcinogenosti.

Šestvalentni krom je bil desetletja standard v industriji, saj je cenjen zaradi izjemne odpornosti proti koroziji in sposobnosti samoodpiranja, pri kateri prevleka lahko ponovno pasivira manjše poškodbe. Kljub temu so pomembna tveganja za zdravje in okolje spodbudila industrijo k prehodu na varnejše alternative. Trovalentni krom je vodilna zamenjava, ki ponuja dobro zaščito pred korozijo brez visoke toksičnosti svojega predhodnika. Kot je opazil National Plating Company , trivalentni procesi so skladni z zahtevami RoHS in REACH, zaradi česar so postali standard za nove izdelke, zlasti v avtomobilski in elektronski industriji.

Izbira med temi vrstami pomeni kompromis med zmogljivostmi, varnostjo in skladnostjo. Spodaj je primerjava njihovih ključnih lastnosti:

Barva končnega premaza je pogosto funkcionalni kazalec njegove debeline in ravni odpornosti proti koroziji. To velja še posebej za heksavalentne premaze, kjer prosojna ali modra površina zagotavlja osnovno zaščito, rumena ali zlata nudi boljšo odpornost, olivno siva ali črna pa najvišjo raven zaščite. Čeprav so trivalentni premazi pogosto prosojni, jih je mogoče obarvati, da ponovijo te barve zaradi identifikacije ali estetskih razlogov.

Ključne prednosti in industrijske uporabe

Uveljavitev kromatnega pretvorbenega premaza na cinkovih litih delih je posledica širokega spektra funkcijskih prednosti, ki se neposredno odražajo v izboljšani zmogljivosti in življenjski dobi komponent. Te prednosti naredijo postopek za ključno zaključno obdelavo v številnih panogah, kjer je zanesljivost najpomembnejša. Glavne prednosti so neposredno povezane s korozivno zaščito, pripravo površine ter ohranjanjem lastnosti osnovnega kovinskega materiala.

Najpomembnejše prednosti uporabe tega premaza vključujejo:

• Izboljšana odpornost proti koroziji: Glavna funkcija je zaščita cinkove podlage pred okoljskimi dejavniki, ki povzročajo belega korozijo. To znatno podaljša življenjsko dobo komponent, zlasti v vlažnih ali zmerno korozivnih atmosferah.
• Izboljšana adhezija barve in površinske obdelave: Prevleka ustvari kemijsko inertno in stabilno površino, ki služi kot odličen podložni premaz. Barve, prahove prevleke in lepila se pritrdijo trdneje na kromirano površino kot na golo cinko, s čimer se zmanjša tveganje za razpoke, luščenje ali odluščevanje.
• Ohranjena električna prevodnost: Zaradi tanke kromate površine, za razliko od debelih prevlek, kot sta barva ali anodizacija, lahko električni tok prodira skozi. Zato je ta površina idealna za elektronske ohišja, priključke in šasije, ki zahtevajo ozemljitev ali zaščito pred elektromagnetnimi motnjami (EMI).
• Minimalna sprememba dimenzij: Ker je prevleka izjemno tanka – pogosto manj kot en mikron – ne spremeni bistveno dimenzij delov. To je ključno za visoko natančne komponente z majhnimi tolerancami, ki morajo popolnoma ustrezati sestavku.

Te prednosti naredijo kromatno pretvorbeno prevleko nezamenljivo v različnih sektorjih. V avtomobilski industriji se uporablja za zatiči, nosilce in komponente gorivnega sistema, da se prepreči korozija. Elektronski sektor se na njo zanaša za ohišja, toplotne ponore in priključke. Prav tako se uporablja v industrijskih strojih, armaturah in letalskih aplikacijah, kjer so bistvene trpežne in zanesljive kovinske komponente. Na primer, proizvajalci robustnih die-cast komponent se zanašajo na take visokoučinkovite prevleke, da izpolnijo stroga merila kakovosti in trpežnosti avtomobilskega sektorja.

Pogosta vprašanja

1. Ali je kromatna pretvorbena prevleka skladna z direktivo RoHS?

To je odvisno od vrste. Prevleke, ki uporabljajo šestvalentni krom (Cr6+), niso skladne z RoHS zaradi toksičnosti te snovi. Sodobne pretvorbene prevleke na osnovi trivalentnega kroma (Cr3+) pa so popolnoma skladne z RoHS in REACH ter so standard za nove izdelke v reguliranih panogah.

2. Kakšna je debelina kromatne pretvorbeno prevleke?

Kromatne prevleke so izjemno tanke, običajno med 0,25 in 1,0 mikrona (0,00001 do 0,00004 palca). Ta minimalna debelina je ključna prednost, saj del zaščiti, ne da bi vplivala na dimensionalne tolerance.

3. Ali je mogoče nanesti barvo preko kromatne prevleke?

Da, ena od glavnih prednosti kromatne prevleke je, da služi kot odličen podložni sloj za barve, prahove in druge organske prevleke. Značilno izboljša oprijem naslednjega sloja, kar pripomore k bolj trdni in trajni površini.