Studium vlastností povlaku slitiny zinku a niklu na ocelových spojovacích prvcích

Povlak ze slitiny zinku a niklu v zásadě neobsahuje vodíkové křehnutí a má vynikající odolnost proti korozi, takže se stává vhodnou ochrannou vrstvou pro ocelové spojovací prvky. Prostřednictvím procesního testu galvanického pokovování slitiny zinku a niklu se analyzuje a zkoumá vzhled a tloušťka povlaku slitiny zinku a niklu, obsah niklu, pevnost spojení, odolnost proti korozi a přizpůsobení barvy. Výsledky ukazují, že galvanicky pokovená slitina zinku a niklu je spolehlivou a nákladově efektivní ochrannou vrstvou vhodnou pro ocelové spojovací prvky.

V současnosti je zinkování nejpoužívanější antikorozní povrchovou úpravou ocelových spojovacích prvků. Obecně jsou vnitřní spojovací prvky považovány hlavně za dekorativní a většina z nich používá galvanicky pozinkovanou jako preferovanou metodu povrchové úpravy; venkovní spojovací prvky jsou převážně antikorozní. Jako povrchová ochranná vrstva se kromě galvanického pozinkování volí také žárové zinkování (především upevňovací prvky M10 výše). Avšak pro zvláště drsná venkovní prostředí, jako jsou mořské prostředí s vysokou vlhkostí a vysokou solnou mlhou, je často obtížné splnit požadavky na použití u galvanizovaných spojovacích prvků proti korozi. Galvanizovaná vrstva kadmia vykazuje vynikající odolnost proti korozi v mořském prostředí a lidé začali používat vrstvu kadmia jako upevňovací prostředek ochranné vrstvy v mořském prostředí a účinek je lepší [1,2]. Vzhledem k tomu, že moje země přikládá ochraně životního prostředí velký význam, byl proces pokovování kadmiem zařazen do katalogu „odstranění zpětných výrobních procesů a produktů“, který zveřejnila bývalá Státní hospodářská a obchodní komise. Proto je velmi nutné provést výzkum alternativních procesů pokovování kadmiem.

Na počátku 80. let 20. století moje země zahájila výzkum v oblasti galvanického pokovování slitin zinku a postupně vyvinula a aplikovala různé procesy galvanického pokovování slitin zinku a niklu. Když je obsah niklu v povlaku ze slitiny zinku a niklu 8 % až 15 % (nejlepší hodnota je 13 %), jeho odolnost proti korozi je vynikající, což je asi 3 až 5krát větší než u povlaku zinku při stejné tloušťce; a obsah niklu je 15 Povlak ze slitiny zinku a niklu pod % lze také pasivovat a odolnost proti korozi je po pasivaci značně zvýšena; povlak ze slitiny zinku a niklu je v zásadě bez vodíkového křehnutí a svařitelnost a tažnost jsou také dobré [3]. Proto je povlak ze slitiny zinku a niklu vyzrálou a rozumnou ochrannou vrstvou vhodnou pro spojovací prvky. V tomto článku je prostřednictvím souvisejících procesních testů analyzována a zkoumána výkonnost povlaků ze slitin zinku a niklu.

1. Experimentální část

1.1 Vzorek

Vzorek je šroub s vnitřním šestihranem, specifikace závitu du003dM6, jmenovitá délka Lu003d20mm, úroveň výkonu je 8,8 a materiál je ocel 45#.

1.2 Průběh procesu

Odmaštění→mytí horkou vodou→mytí studenou vodou→slabá eroze→dvoustupňové mytí studenou vodou→galvanické pokovování slitiny zinku a niklu→dvoustupňové mytí studenou vodou→pasivace→mytí studenou vodou→mytí horkou vodou→sušení.

2. Výsledky a diskuse

2.1 Vzhled a tloušťka povlaku

Povlak ze slitiny zinku a niklu je pasivován, aby vytvořil jasný duhově zbarvený pasivační film.

Čím silnější je povlak ze slitiny zinku a niklu, tím delší je životnost ochrany. S uvážením závitové mezery spojovacích prvků se obecně volí tloušťka povlaku (5μm~10μm) [4]. V tomto experimentu byl povlak vzorku šroubu testován přenosným tloušťkoměrem a tloušťka byla asi 8 μm.

2.2 Obsah niklu v povlaku

Použitím rentgenové fluorescenční spektroskopie (XRF) k analýze povlaku ze slitiny zinku a niklu bylo zjištěno, že obsah niklu v povlaku je asi 8 %.

2.3 Pevnost povlaku

Poté, co je vzorek šneku udržován při 200 °C po dobu jedné hodiny a ochlazen na pokojovou teplotu, je povlak dobře připojen k substrátu.

Destička vzorku (materiál: st12) galvanicky pokovená vzorkem šroubu v drážce po zkoušce leštěním ocelovou kuličkou třením (GB5270-85), povlak je neporušený a nedochází k žádnému jevu, jako je odlupování povlaku od substrátu.

Výsledky ukazují, že pevnost spojení povlaku ze slitiny zinku a niklu a substrátu je dobrá.

2.4 Odolnost povlaku proti korozi

Podle GB/T10125 byl proveden test neutrální solnou mlhou (NSS) a ve srovnání s pozinkovaným šroubem (pasivace barev) je odolnost povlaku ze slitiny zinku a niklu proti korozi lepší než u povlaku zinku. Studie ukázaly [5], že když je povlak ze slitiny zinku a niklu zkorodován, přítomnost niklu způsobí, že jeho korozním produktem je ZnCl24Zn(OH)2, který je rovnoměrně a hustě pokryt na povrchu a není snadné vést elektrický proud, takže má ochranný účinek na povlak; Kromě toho má nikl inhibiční účinek na katodový proces, což také přispívá ke zlepšení odolnosti proti korozi. Korozními produkty zinkových povlaků jsou však především volné, nechráněné polovodičové ZnO. Tyto důvody přiměřeně vysvětlují výsledky testů v tabulce 2.

2.5 Sladění nátěru a barvy

Vzorková deska (materiál: st12, tloušťka povlaku ze slitiny zinku a niklu je asi 8μm) se používá ke zkoumání kompatibility povlaku s různými typy primerů a pevnost adheze primeru se testuje podle metody uvedené v SJ/ T10674, podle GB/T1732 Metoda se používá k testování odolnosti základního nátěru proti nárazu a povlak ze slitiny zinku a niklu má dobrou shodu s epoxidem a polyuretanem primery.

Povlak ze slitiny zinku a niklu je snadno ovladatelný a nákladově efektivní způsob ochrany ocelových spojovacích prvků; při použití v kombinaci s organickými nátěry se stane spolehlivou dlouhodobou ochranou ocelových spojovacích prvků. Ve srovnání s elektrogalvanizací (nebo žárovým zinkováním) je však údržba roztoku elektrogalvanické slitiny niklu obtížnější. Obecně platí, že roztok pro galvanické pokovování je třeba analyzovat a upravovat každý týden. V budoucnu bude vývojovým směrem vývoj snadno udržovatelných řešení galvanických slitin zinku a niklu