Odolnost zinkového povlaku proti korozi

Pokud uvažujete o nejlepším způsobu ochrany kovových povrchů proti neúprosným silám koroze, je třeba mít na paměti jednoduchou větu „myslete na zinek“. Když se na povrch železných (železo obsahujících) kovů nanese galvanický povlak zinku, vytvoří se impozantní bariéra odolná proti korozi – a zároveň poskytuje řadu dalších důležitých výhod.

Pozoruhodná účinnost zinkování v kombinaci s jeho relativně nízkými náklady z něj učinila oblíbenou volbu pro ochranu povrchů ve všech typech výrobních procesů. Zinkové povlaky najdete na maticích, šroubech, automobilových dílech a celé řadě dalších spotřebních výrobků.

Zažádejte si nyní o cenovou nabídku na zinkování

Zinek: K čemu se používá?

Zinek je přirozeně se vyskytující prvek, který je hojně zastoupen v zemské kůře. Pokud si vzpomenete na své středoškolské hodiny chemie, možná si vzpomenete, že zinek (Zn) je jedním z chemických prvků uvedených v periodické tabulce prvků – přesněji č. 30.

Dlouho předtím, než byl zinek oficiálně objeven a izolován jako přírodní prvek německým chemikem Andreasem Marggrafem v roce 1746, se zinkové rudy kombinovaly s mědí k výrobě mosazi. Výroba kovového zinku se datuje až do 13. století. V kovovém stavu je zinek poměrně tvrdý a křehký. Vyznačuje se také svou modrobílou barvou.

Zinek je dnes čtvrtým nejrozšířenějším kovem na celém světě. Téměř polovina veškerého vyrobeného zinku se používá při zinkování, které chrání ocel a železo před rezivěním. Jedná se o pokrytí povrchu kovu tenkou vrstvou zinku, která vytváří bariéru odolnou proti korozi. Legování zinku s mědí za účelem výroby mosazi zůstává rozšířenou praxí, která představuje druhou nejběžnější formu použití zinku.

Pokud pracujete v průmyslové výrobě, možná znáte pojem „komerční zinek“. Ten označuje specifikaci povrchové úpravy zinkem, která se často používá k povrchové úpravě kovových dílů. Může poskytovat základní ochranu proti korozi.

Jak zinek zastavuje korozi?

Zinek má přirozenou schopnost vytvářet vedlejší korozní produkty, které mohou výrazně snížit rychlost koroze železných kovů. Tyto korozní produkty zinku, které se běžně označují jako zinková patina, slouží jako ochranná bariéra na kovových površích. Pomáhají zadržovat vlhkost, která může výrazně urychlit proces koroze. V závislosti na podmínkách prostředí může zinek korodovat až stokrát pomaleji než jiné kovy.

Zinkové povlaky tvoří ochrannou bariéru proti vlhkosti

Možná také znáte pojem oxidace, který se hovorově označuje jako rez. Dochází k ní při kontaktu železa nebo oceli se vzdušnou vlhkostí. Železo a ocel jsou k oxidaci obzvláště náchylné. Zamyslete se nad tím, co se stane, když necháte kovový předmět na bázi oceli nebo železa venku, aniž byste ho chránili před deštěm nebo sněhem: tvorba rzi je nevyhnutelná.

Zinkový povlak slouží jako kovová bariéra, která zabraňuje pronikání vlhkosti na povrch potaženého předmětu. To je důležité nejen ve venkovním prostředí, ale i mnohá vnitřní průmyslová nebo výrobní prostředí podporují vznik oxidace. Vlhkost si může najít cestu dovnitř větracími kanály a korozi kovových povrchů mohou podporovat i některá chemicky zatížená prostředí, která se vyskytují v některých průmyslových provozech.

Zinek slouží jako obětní povlak

Zajímavé je, že dalším důvodem, proč je zinkový povlak tak účinný při zastavení koroze, jsou vlastní korozní vlastnosti zinku. Prostřednictvím procesu známého jako galvanická koroze zinek „podléhá“ kovu, který chrání. Zinek je elektrochemicky aktivnější než železo. A když se zinek a ocel dostanou do vzájemného kontaktu v elektrolytickém roztoku – k čemuž dochází při procesu zinkování – slouží zinek jako anoda pro ocel. Tím se zabrání vzniku malých anodických a katodických oblastí na povrchu kovu, což výrazně omezí rozvoj a šíření koroze.

Zinek také funguje jako obětní povlak, který chrání ocel prostřednictvím pozinkování. Ocel nebude korodovat tak rychle, pokud je pokryta zinkovým povlakem, a to ani v případě, že škrábanec nebo řez vystaví ocel působení vzduchu nebo vlhkosti. Zinkový povlak vždy nejdříve zmatní a zkoroduje. Dalo by se říci, že zinkový povlak „bere jednu za tým“.
Tím se výrazně liší od povlaků, které se skládají z materiálů, jako je barva nebo hliník, kde korodující ocel časem povlak podcení a sníží jeho účinnost.

Proces zinkování

Proces zinkování se může lišit v závislosti na preferencích společnosti provádějící povrchovou úpravu kovů a také na konkrétní aplikaci zinkování. Obecně proces začíná očištěním povrchu kovu alkalickým roztokem čisticího prostředku, aby se odstranil olej, jiné materiály nebo nečistoty. Poté se předmět ošetří kyselým roztokem, aby se odstranila rez nebo povrchové šupiny.

Po vyčištění může začít vlastní proces zinkování. Předmět se ponoří do roztoku elektrolytu obsahujícího rozpuštěný zinek. Do roztoku je poté zaveden stejnosměrný elektrický proud, který nanese zinek na katodu – méně chemicky aktivní předmět nebo pokovovanou součást. Tento postup se nazývá elektrodepozice. Zinek plní roli anody neboli aktivnější součásti.

Zažádejte si o cenovou nabídku na pokovování zinkem nyní

Jedním z možných problémů při pokovování zinkem je, že kov pravděpodobně přijde během procesu pokovování do kontaktu s molekulami vodíku. To může mít za následek stav známý jako vodíková křehkost, kdy zachycený vodík způsobuje oslabení kovu a může vést k jeho praskání. Zapékáním předmětu po pokovení lze vodík rozptýlit po celém kovu, což pomáhá minimalizovat riziko křehnutí.

Zinkování ve stojanech a sudech

Mezi metody nanášení zinkových povlaků patří použití procesů zinkování ve stojanech a sudech. Při stojanovém pokovování jsou díly během pokovování připevněny k přípravku, který je drží na místě a zabraňuje jejich poškození. Při sudovém zinkování se díly umístí do speciálně navržené nádoby s pokovovací lázní. Sud se během procesu pokovování pomalu otáčí, aby se na díly nanesl povlak.

Stojanové zinkování je obvykle nejlepší volbou pro menší, choulostivé díly, které nevydrží otáčení způsobené rotujícím sudem. Naproti tomu zinkování v sudu je obvykle nákladově efektivnější a méně náročné na pracovní sílu. Často je lepší volbou pro pokovování mnoha dílů najednou.

Použití chromátové úpravy po pokovení

Dalším způsobem, jak zvýšit antikorozní vlastnosti zinkování, je použití chromátové úpravy po pokovení. Chroman je sůl, která obsahuje kombinaci chromu a kyslíku. Ponořením pozinkovaných dílů do roztoku dichromanu nebo kyseliny chromové v rámci procesu pokovování lze snížit jejich náchylnost k oxidaci. Pomůže také zajistit další výhodu, kterou je vytvoření další korozivzdorné bariéry proti vlhkosti.

Použití tmelů pro následné ošetření

Dalším široce používaným procesem po zinkování je aplikace tmelů pro následné ošetření, která probíhá po ošetření chromanem. Těsnicí prostředky lze použít na žluté, černé, černé oxidové (olivově šedé) nebo čiré (modré) zinkové povlaky. Těsnicí prostředek funguje tak, že způsobuje zpevnění chromátového filmu a zároveň podporuje přilnavost k zinkovému povlaku. Při použití spolu s chromátovou úpravou mohou tmely také zvýšit ochranu proti korozi až o 100 %.

Testování odolnosti zinkových povlaků proti korozi

Některé dílny na povrchovou úpravu kovů mají možnost testovat odolnost zinkovaného povrchu proti korozi po pokovení. To se obvykle provádí procesem známým jako testování solnou mlhou. Pomocí testování solnou mlhou lze poměrně snadno určit relativní ochrannou hodnotu povrchové úpravy. Výsledky se měří podle počtu hodin, za které se po postřiku vytvoří bílá rez.

Typy zinkování

Různé typy zinkování lze rozpoznat podle barvy, kterou vytvářejí různé přípravky. Každá barva nabízí různou úroveň ochrany proti korozi:

• Žlutý zinek – Tento typ zinkového povlaku se běžně používá v automobilovém průmyslu a nabízí průměrnou úroveň ochrany proti korozi.
• Černý zinek – Černé zinkové povlaky jsou k dispozici jako černý oxid, který může mít ve skutečnosti olivovou barvu, nebo jako čistě černý povlak. První z nich obvykle poskytuje o něco lepší odolnost proti korozi.
• Čirý nebo modrý zinek – Tato formulace povlaku obvykle nabízí menší množství ochrany proti korozi, ačkoli je považována za šetrnější k životnímu prostředí.
• Kyselý zinek – Kyselé zinkování se liší od ostatních typů zinkování, protože do pokovovací lázně nevnáší kyanid. Hlavní výhodou kyselého zinku je, že jej lze účinně použít na těžko pokovitelných podkladech.

Klasifikace typů zinkových povlaků

Americká společnost pro zkušební metody zavedla klasifikační systém založený na úrovni ochrany proti korozi, kterou zinkový povlak poskytne. To může být užitečné při určování nejvhodnějšího typu povlaku. Existují čtyři různé úrovně, od povlaků, které jsou ideální pro mírné vnitřní aplikace, až po povlaky, které jsou vhodnější pro extrémní venkovní prostředí. Obecně platí, že čím větší je tloušťka povlaku, tím větší ochranu poskytne.

Pokovování slitinami zinku

Pokovování slitinami zinku je, pokud jde o maximální ochranu proti korozi, obvykle účinnější než samotné pokovování zinkem. Asi nejpoužívanější slitinou při pokovování zinkem je slitina zinku a kobaltu, která může zvýšit odolnost proti korozi až pětkrát. Slitina zinku a kobaltu je také mimořádně tvárná – neztrácí svou houževnatost ani při deformaci nebo ohýbání do různých tvarů.

Dalšími běžně používanými slitinami zinku jsou zinek-železo, cín-zinek a zinek-nikl. Bez ohledu na to, která slitina je použita, poskytne výrazně lepší ochranu proti korozi než při pokovování samotným zinkem.

Další důležité výhody zinkování

Při zvažování zinkování není ochrana proti korozi jedinou potenciální výhodou. Mezi další důležité výhody patří:

• Nízké náklady – Zinek je mnohem rozšířenější a cenově dostupnější než mnoho jiných kovů používaných k pokovování. Pokud jde o ekonomické pokovování, představuje zinek vynikající alternativu.
• Jasná povrchová úprava – Povlakování se někdy používá ke zlepšení vzhledu kovového povrchu, často proto, aby byl předmět atraktivnější pro potenciální kupce. Zinkování může poskytnout úroveň jasu, která je ekvivalentem chromu. Úroveň jasu lze regulovat pomocí různých přísad. Široká škála dostupných barev také nabízí velkou flexibilitu při výběru nejvhodnější povrchové úpravy.
• Různé vzhledy povrchu – Zinkové povlaky lze vyrábět v široké škále textur a vzorů. Snadno lze dosáhnout jak hladkého, hladkého povrchu, tak i drsné textury s oprýskaným vzorem.
• Snadná aplikace – Zinkové povlaky se snadno aplikují a výsledkem procesu zinkování je málo namáhaný nános, který nepoškodí podklad. Kromě toho lze zinek použít s širokou škálou chemických látek v pokovovací lázni.
• Kompatibilita s různými procesy pokovování – Zinek lze použít jak při procesech pokovování na stojanu, tak při pokovování v sudech. To znamená, že zinek lze použít na díly různých velikostí a objemů práce.
• Dobře funguje jako podkladový nátěr – Pokud vaše aplikace zahrnují lakování nebo elektronické lakování, může být zinek díky svým vynikajícím adhezním vlastnostem mimořádně účinným podkladovým nátěrem. Samozřejmě také zvýší odolnost lakovaných nebo pokovených povrchů proti korozi.

Omezení

Stejně jako každý proces povrchové úpravy kovů má i zinkování určitá omezení. Například zinek obvykle nefunguje dobře při vysokých teplotách. Jeho schopnost ochrany proti korozi se začíná výrazně snižovat, když teplota dosáhne a překročí 212 °C. Pokud nejsou díly po pokovení řádně zapečeny, může dojít ke křehnutí, když teplota překročí 500 °C.

Může být také problém rovnoměrně rozložit zinkový povlak po kovovém povrchu. Předměty, které jsou uzavřeny v uzavřených prostorách náchylných na vlhkost, mohou podporovat rychlou korozi pozinkovaných povrchů. Zinek špatně odolává působení alkálií a kyselin.

Životnost zinkového povlaku může ovlivnit celá řada faktorů, včetně složení atmosféry a typu a tloušťky povlaku.

Sharretts Plating Company nabízí širokou škálu služeb zinkování

SPC je důvěryhodným zdrojem řady cenově výhodných služeb zinkování, které využívá mnoho různých společností a průmyslových odvětví. Mnoho našich zákazníků volí zinkování jako cenově dostupnou alternativu k pokovování drahými kovy, jako je zlato nebo platina.

Nabízíme procesy zinkování na stojanech i v sudech, které našim zákazníkům poskytují řadu flexibilních možností. Kromě zinku poskytujeme také řešení zinkovo-niklového pokovování pro zvýšenou ochranu proti korozi.

Naše služby zinkování jsou podloženy téměř 90 lety zkušeností s poskytováním řešení povrchové úpravy kovů na míru. Dokážeme poskytnout účinné možnosti zinkování i pro ty obtížně pokovitelné substráty, které jsou mimo možnosti mnoha našich konkurentů. To vše je součástí naší neustálé snahy o dosažení naprosté spokojenosti každého zákazníka, kterému sloužíme.

Nedovolte, aby si koroze vybírala daň na vašich kovových dílech a součástech. Kontaktujte společnost SPC ještě dnes a dozvíte se více o mnoha výhodách, které mohou naše služby zinkování přinést vašemu podnikání. Rádi si s vámi také domluvíme nezávaznou konzultaci o pokovování, která vám bude vyhovovat, a poskytneme vám bezplatnou cenovou nabídku na naše služby.