Коротко

Покриття хроматним перетворенням — це хімічна обробка, яка застосовується до виробів із цинкового лиття під тиском для утворення захисного поверхневого шару, стійкого до корозії. Цей процес дуже ефективно запобігає «білій корозії» — поширеній формі окиснення цинку. Таке покриття також виступає чудовим грунтом для фарби та інших покриттів, значно покращуючи адгезію. Різні кольори, такі як жовтий, оливково-зелений або чорний, зазвичай вказують на різний рівень захисту від корозії.

Розуміння хроматного перетворення для цинкових виливків

Хроматне перетворення — це хімічна плівка, яку наносять на цинкові виливки для запобігання корозії та підвищення міцності матеріалу. Процес, відомий як пасивація, полягає у хімічній реакції між хроматним розчином і поверхнею цинку. Ця реакція перетворює зовнішній шар металу на непроникну захисну плівку, що є невід'ємною частиною самого виробу, а не просто додатковим шаром, як фарба.

На молекулярному рівні хроматний розчин реагує з цинком, руйнуючи мікроскопічний шар поверхні та замінюючи його новим стабільним сполуком, що складається переважно з оксидів хрому. Згідно з поясненням від Valence Surface Technologies , цей пасивний шар ефективно ізолює метал від таких факторів навколишнього середовища, як вологість і кисень, що є основними причинами корозії. Це має важливе значення для цинкових виливків, які схильні до специфічного виду руйнування, відомого як білий іржавчина або біла корозія.

На відміну від фарбування або порошкового покриття, які додають окремий шар на поверхню основи, хроматне перетворення хімічно змінює існуючу поверхню. Це призводить до мінімальних змін у розмірах — критичного фактора для прецизійних компонентів із жорсткими допусками. Покриття також зберігає електропровідність цинку, що робить його придатним для обробки електронних корпусів і з’єднувачів, де важливе заземлення.

Процес хроматного перетворення: поетапний огляд

Нанесення хроматного перетворення — це точний багатоетапний процес, який ґрунтується на ретельному контролі концентрації хімічних речовин, температури та часу занурення для отримання рівномірного та ефективного покриття. Хоча конкретні кроки можуть відрізнятися, основний процес обробки цинкових литих деталей передбачає ретельну підготовку та контрольоване хімічне занурення. Мета полягає в створенні бездоганно чистої поверхні, яка може рівномірно реагувати з хроматним розчином.

Типове застосування передбачає послідовність дій, спрямованих на досягнення максимальної адгезії та захисту. На основі передових галузевих практик процес можна розбити на такі ключові етапи:

1. Ретельне очищення та видалення жиру: Деталь із цинкового сплаву має бути повністю позбавлена масел, жиру, бруду та інших забруднювачів поверхні. Зазвичай цього досягають за допомогою лужних засобів для очищення або розчинників. Ідеально чиста поверхня є обов’язковою умовою, оскільки будь-які залишки перешкоджатимуть правильній реакції хроматного розчину з цинком, що призведе до неоднорідного або неефективного покриття.
2. Промивання: Після очищення деталь ретельно промивають водою, щоб видалити залишки засобів для очищення. Цей крок є критичним, щоб запобігти забрудненню наступних хімічних ванн.
3. Кислотне травлення або знезараження (за бажанням): Залежно від стану цинкової поверхні, може використовуватися слабкий кислотний розчин для видалення наявних оксидів або легкого травлення поверхні. Це створює більш активну поверхневу ділянку для перебігу реакції перетворення. Після цього слідує ще одне промивання.
4. Занурення у хроматний розчин: Очищену деталь занурюють у хімічну ванну, що містить хроматний розчин. Тривалість занурення, температура розчину та його хімічний склад строго контролюються. Ці фактори визначають товщину, колір і захисні властивості остаточного покриття.
5. Остаточне промивання та сушіння: Після занурення деталь знову промивають, щоб видалити зайвий хроматний розчин. Потім її ретельно висушують, найчастіше гарячим повітрям. Покриття зазвичай є м'яким і желе подібним безпосередньо після обробки і потребує часу для повного затвердіння, що може тривати до 24 годин.

Типи хроматних покриттів: шестивалентні проти тривалентних та індикатори кольору

Хроматні перетворювальні покриття загалом поділяються на два основні типи залежно від стану валентності використаного хрому: традиційний шестивалентний хром (Cr6+) та більш сучасний, екологічно безпечний тривалентний хром (Cr3+). Це розмежування має важливе значення для дотримання нормативних вимог, безпеки та вибору застосування. Як SKS Die Casting зазначає, використання шестивалентного хрому тепер суворо обмежене директивами, такими як RoHS (обмеження небезпечних речовин), через його токсичність і канцерогенні властивості.

Шестивалентний хром десятиліттями був галузевим стандартом, цінуючись за винятковий опір корозії та здатність до самовідновлення, коли покриття може повторно пасивувати невеликі подряпини. Однак значні ризики для здоров’я та навколишнього середовища спонукали галузь переходити на безпечніші альтернативи. Тривалентний хром є провідною заміною, забезпечуючи добрий захист від корозії без високої токсичності свого попередника. Як зазначено National Plating Company , тривалентні процеси відповідають вимогам RoHS та REACH, що робить їх стандартом для нових продуктів, особливо в автомобільній та електронній галузях.

Вибір між цими типами передбачає компроміс між продуктивністю, безпекою та відповідністю нормативним вимогам. Нижче наведено порівняння їхніх основних характеристик:

Колір остаточного покриття часто є функціональним показником його товщини та рівня стійкості до корозії. Це особливо стосується шестивалентних покриттів, де прозоре або блакитне покриття забезпечує базовий захист, жовте або золоте — підвищений опір, а оливково-зелене або чорне — найвищий рівень захисту. Хоча тривалентні покриття найчастіше прозорі, їх можна фарбувати, щоб імітувати ці кольори задля ідентифікації або естетичних цілей.

Основні переваги та галузі промислового застосування

Використання хроматного перетворювального покриття на цинкових литих сплавах зумовлене низкою функціональних переваг, які безпосередньо забезпечують покращення роботи компонентів та їх довговічність. Ці переваги роблять його обов’язковим процесом остаточної обробки в багатьох галузях, де надійність є пріоритетною. Основні переваги пов’язані безпосередньо з захистом, підготовкою поверхні та збереженням власних властивостей основного металу.

Найважливішими перевагами нанесення цього покриття є:

• Покращена корозійна стійкість: Основна функція — захист цинкової основи від впливу навколишнього середовища, що призводить до білої корозії. Це значно подовжує термін експлуатації компонентів, особливо в умовах високої вологості або помірно агресивних атмосфер.
• Покращена адгезія фарби та покриттів: Покриття створює хімічно інертну та стабільну поверхню, яка добре підходить як грунт. Фарби, порошкові покриття та клеї краще прилягають до хромуваної поверхні, ніж до чистого цинку, що зменшує ризик відшарування, відлущування або скалування.
• Збереження електропровідності: На відміну від багатьох товстіших покриттів, таких як фарба чи анодування, тонка хромувана плівка дозволяє електричному струму проходити крізь неї. Це робить її ідеальною для електронних корпусів, з’єднувачів та шасі, які потребують заземлення або екранування ЕМІ.
• Мінімальна зміна розмірів: Оскільки покриття надзвичайно тонке — часто менше мікрона — воно суттєво не змінює розміри деталі. Це має важливе значення для прецизійних компонентів із жорсткими допусками, які мають ідеально підходити в складальному вузлі.

Ці переваги роблять хроматне перетворення незамінним у різних галузях. У автомобільній промисловості його використовують для кріпильних елементів, кронштейнів та компонентів паливної системи, щоб запобігти корозії. Електронна галузь покладається на нього для корпусів, радіаторів та з'єднувачів. Воно також застосовується в промисловому обладнанні, кріпильних виробах і авіаційній галузі, де важливі міцність і надійність металевих компонентів. Наприклад, виробники міцних литих деталей під тиском покладаються на такі високоефективні покриття, щоб відповідати суворим стандартам якості та довговічності автомобільної галузі.

Поширені запитання

1. Чи відповідає хроматне перетворене покриття вимогам RoHS?

Залежить від типу. Покриття, що використовують шестивалентний хром (Cr6+), не відповідають вимогам RoHS через токсичність цієї речовини. Однак сучасні покриття на основі тривалентного хрому (Cr3+) повністю відповідають вимогам RoHS та REACH і є стандартом для нових продуктів у регульованих галузях.

2. Яка товщина хроматного перетвореного покриття?

Хроматні перетворювальні покриття є надзвичайно тонкими, зазвичай в діапазоні від 0,25 до 1,0 мкм (від 0,00001 до 0,00004 дюйма). Ця мінімальна товщина є ключовою перевагою, оскільки вона захищає деталь, не впливаючи на її розмірні допуски.

3. Чи можна фарбувати поверх хроматного перетворювального покриття?

Так, однією з основних переваг хроматного перетворювального покриття є те, що воно чудово підходить як грунт для фарби, порошкових покриттів та інших органічних покриттів. Воно значно покращує адгезію наступного шару, забезпечуючи більш міцне й довговічне покриття.