Korrosionsbeständighet hos förzinkning

Om du funderar på det bästa sättet att skydda metallytor mot korrosionens obevekliga krafter är en enkel fras att tänka på ”tänk zink”. När en zinkbeläggning elektropläteras på ytan av järnhaltiga (järnhaltiga) metaller skapar den en formidabel korrosionsbeständig barriär – samtidigt som den ger ett antal andra viktiga fördelar.

Den anmärkningsvärda effektiviteten hos zinkplätering i kombination med dess relativt låga kostnad har gjort den till ett populärt val för att skydda ytor i alla typer av tillverkningsprocesser. Du hittar zinkbeläggningar på muttrar, bultar, bildelar och ett stort antal andra konsumentprodukter.

Förfrågan om offert för zinkplätering nu

Zink: Vad används zink till?

Zink är ett naturligt förekommande grundämne som finns i riklig mängd i jordskorpan. Om du tänker tillbaka på dina kemidagar på gymnasiet kanske du minns att zink (Zn) är ett av de kemiska grundämnena i det periodiska systemet för grundämnen – nummer 30 för att vara exakt.

Långt innan zink officiellt upptäcktes och isolerades som ett naturligt grundämne av en tysk kemist vid namn Andreas Marggraf år 1746 kombinerades zinkmalm med koppar för att framställa mässing. Tillverkningen av metallisk zink går ända tillbaka till 1200-talet. I metalliskt tillstånd är zink relativt hårt och sprött. Den är också känd för sin blåvita färg.

Zink är nu den fjärde mest konsumerade metallen i hela världen. Nästan hälften av all zink som produceras används i zinkförzinkningsprocesser för att skydda stål och järn från rost. Detta innebär att metallens yta beläggs med ett tunt lager zink för att skapa en korrosionsbeständig barriär. Legering av zink med koppar för att framställa mässing är fortfarande en utbredd praxis och utgör den näst vanligaste formen av zinkanvändning.

Om du arbetar inom industriell tillverkning är du kanske bekant med termen ”kommersiell zink”. Detta hänvisar till en zinkbehandlingsspecifikation som ofta används för att belägga metalldelar. Den kan ge ett grundläggande skydd mot korrosion.

Hur stoppar zink korrosion?

Zink har den inneboende förmågan att bilda korrosionsbiprodukter som avsevärt kan minska korrosionshastigheten hos järnmetaller. Dessa korrosionsprodukter av zink, som vanligen kallas zinkpatina, fungerar som en skyddande barriär på metallytor. De hjälper till att hålla fukt ute som kan påskynda korrosionsprocessen avsevärt. Beroende på miljöförhållanden kan zink korrodera upp till 100 gånger långsammare än andra metaller.

Zinkbeläggningar utgör en skyddande barriär mot fukt

Du kanske också är bekant med begreppet oxidation, som i vardagligt tal kallas för rost. Den uppstår när järn eller stål kommer i kontakt med fukt i luften. Järn och stål är särskilt känsliga för oxidation. Tänk på vad som händer när du lämnar ett stål- eller järnbaserat metallföremål utomhus utan att skydda det från regn eller snö: rostbildning är oundviklig.

Zinkbeläggning fungerar som en metallisk barriär som hindrar fukt från att nå ytan på det belagda föremålet. Detta är inte bara viktigt i utomhusmiljöer, utan många industri- eller tillverkningsmiljöer inomhus är också gynnsamma för oxidationsbildning. Fukt kan leta sig in genom ventilationskanaler, och vissa kemiskt laddade atmosfärer som finns i vissa industriella miljöer kan också främja korrosion på metallytor.

Zink fungerar som offerbeläggning

Interessant nog är en annan anledning till att zinkbeläggning är så effektiv när det gäller att stoppa korrosion att den beror på zinks egna korrosiva egenskaper. Genom en process som kallas galvanisk korrosion kommer zink att ”avstå” från den metall som den skyddar. Zink är mer elektrokemiskt aktiv än järn. Och när zink och stål kommer i kontakt med varandra i en elektrolytisk lösning – vilket är vad som sker under förzinkningsprocessen – fungerar zinken som anod för stålet. Detta förhindrar bildandet av små anodiska och katodiska områden på metallens yta, vilket avsevärt minskar utvecklingen och spridningen av korrosion.

Zink fungerar också som en offerbeläggning som skyddar stålet via galvanisering. Stål korroderar inte lika snabbt när det är täckt med en zinkbeläggning, även när en repa eller ett snitt utsätter stålet för luft eller fukt. Zinkbeläggningen kommer alltid att anlöpa och korrodera först. Man kan säga att en zinkbeläggning ”tar en för laget.”
Detta skiljer sig markant från beläggningar som består av material som färg eller aluminium där det korroderande stålet underminerar beläggningen med tiden och minskar dess effektivitet.

Förzinkningsprocessen

Förzinkningsprocessen kan variera beroende på metallförädlingsföretagets preferenser samt den specifika förzinkningstillämpningen i fråga. I allmänhet börjar processen med att rengöra metallytan med en alkalisk tvättmedelslösning för att avlägsna olja, andra material eller skräp. Föremålet behandlas sedan med en sur lösning för att avlägsna rost eller ytskikt.

Efter rengöring kan själva förzinkningsprocessen påbörjas. Föremålet sänks ner i en elektrolytlösning som innehåller löst zink. En elektrisk likström förs sedan in i lösningen, vilket avlagrar zinken på katoden – det mindre kemiskt aktiva föremålet eller den del som ska pläteras. Detta förfarande kallas elektrodeposition. Zinken fungerar som anod, eller den mer aktiva komponenten.

Begär offert för zinkplätering nu

Ett potentiellt problem med plätering av zink är att metallen sannolikt kommer i kontakt med vätemolekyler under pläteringsprocessen. Detta kan leda till ett tillstånd som kallas väteförsprödning, där instängt väte gör att metallen försvagas och kan leda till sprickbildning. Att grädda föremålet efter plätering kan sprida vätet i hela metallen, vilket bidrar till att minimera risken för försprödning.

Rack and Barrel Zinc Plating

Plateringsmetoder för att applicera zinkbeläggningar innefattar användning av rack- och barrel-plateringsförfaranden. Vid rackplätering fästs delarna på en jig under plätering för att hålla dem på plats och förhindra skador. Vid tunnförzinkning placeras delarna i ett speciellt konstruerat kärl som innehåller pläteringsbadet. Tunnan roterar långsamt under pläteringsprocessen för att belägga delarna.

Rackförzinkning är normalt det bästa valet för mindre, ömtåliga delar som inte klarar av den tumling som orsakas av en roterande tunna. Tunnförzinkning är däremot vanligtvis mer kostnadseffektiv och mindre arbetsintensiv. Det är ofta det bättre alternativet för plätering av många delar på en gång.

Användning av kromatbehandling efter plåten

Ett annat sätt att förbättra korrosionsskyddsegenskaperna hos zinkplätering är genom att applicera en kromatbehandling efter plåten. En kromat är ett salt som innehåller en kombination av krom och syre. Att dränka förzinkade delar i dikromat- eller kromsyralösning som en del av efterpläteringsprocessen kan göra dem mindre mottagliga för oxidation. Det kommer också att bidra till att ge den ytterligare fördelen att skapa ytterligare en korrosionsbeständig barriär mot fukt.

Användning av efterbehandlingstätningsmedel

En annan allmänt använd efterförzinkningsprocess är applicering av efterbehandlingstätningsmedel, som sker efter kromatbehandlingen. Förseglare kan användas på gula, svarta, svartoxid (olive drab) eller klara (blå) zinkbeläggningar. En förseglare fungerar genom att kromatfilmen hårdnar, samtidigt som den främjar vidhäftningen till zinkbeläggningen. När de används tillsammans med en kromatbehandling kan förseglare också öka korrosionsskyddet med så mycket som 100 procent.

Testning av korrosionsbeständigheten hos zinkbeläggningar

En del metallbearbetningsverkstäder har möjlighet att testa korrosionsbeständigheten hos en zinkbelagd yta efter plätering. Detta utförs vanligtvis genom en process som kallas saltspraytestning. Med saltspraytestning kan det relativa skyddsvärdet av en ytbehandling fastställas ganska enkelt. Resultaten mäts i termer av det antal timmar det tar för bildandet av vitrost att uppstå efter sprutning.

Typer av förzinkning

De olika typerna av förzinkning kan identifieras genom den färg som produceras av de olika formuleringarna. Varje färg ger olika nivåer av korrosionsskydd:

• Gul zink – Denna typ av zinkbeläggning används ofta inom bilindustrin och ger ett genomsnittligt skydd mot korrosion.
• Svart zink – Svarta zinkbeläggningar finns som en svart oxid som faktiskt kan ha en olivfärgad färg, eller som en ren svart beläggning. Den förstnämnda ger normalt ett något bättre korrosionsskydd.
• Klar eller blå zink – Denna beläggningsformulering tenderar att ge mindre korrosionsskydd, även om den anses vara mer miljövänlig.
• Surt zink – Surt zinkplätering skiljer sig från andra typer av zinkplätering, eftersom det inte introduceras cyanid i pläteringsbadet. En viktig fördel med syrazink är att den kan vara effektiv för användning på svårpläterade substrat.

Klassificering av typerna av förzinkningsytor

American Society for Testing Methods har infört ett klassificeringssystem baserat på den korrosionsskyddsnivå som en zinkbeläggning ger. Detta kan vara till hjälp när det gäller att bestämma den lämpligaste beläggningstypen. Det finns fyra olika nivåer, från beläggningar som är idealiska för milda inomhustillämpningar till beläggningar som är mer lämpade för extrema utomhusmiljöer. I allmänhet gäller att ju större tjocklek på beläggningen, desto mer skydd kommer den att ge.

Beläggning med zinklegeringar

När det gäller att maximera korrosionsskyddet är plätering av zinklegeringar vanligtvis effektivare än plätering av zink i sig självt. Den kanske mest använda legeringen vid zinkplätering är zink-kobolt, som kan öka korrosionsbeständigheten med så mycket som fem gånger. En zink-koboltlegering är också extremt duktil – den förlorar inte sin seghet även när den deformeras eller böjs i olika former.

Andra vanligt förekommande zinklegeringar är zink-järn, tenn-zink och zink-nickel. Oavsett vilken legering som används ger den ett betydligt bättre korrosionsskydd än vid plätering med enbart zink.

Andra viktiga fördelar med zinkplätering

När man överväger zinkplätering är korrosionsskydd inte den enda potentiella fördelen. Andra viktiga fördelar är:

• Låg kostnad – Zink är mycket rikligare och billigare än många andra metaller som används för plätering. När det gäller ekonomisk plätering är zink ett utmärkt alternativ.
• Ljus finish – Plätering används ibland för att förbättra utseendet på en metallyta, ofta för att göra föremålet mer attraktivt för potentiella köpare. Zinkplätering kan ge en nivå av ljushet som motsvarar krom. Ljushetsnivåerna kan kontrolleras med hjälp av olika tillsatser. Det breda utbudet av tillgängliga färger ger också en stor flexibilitet när det gäller att välja den lämpligaste ytbehandlingen.
• Olika ytutseenden – Zinkbeläggningar kan tillverkas i ett brett utbud av texturer och mönster. En slät, slät yta eller en grov textur med ett spritt mönster kan båda åstadkommas med lätthet.
• Enkel applicering – Zinkbeläggningar är lätta att applicera och förzinkningsprocessen resulterar i en lågbelastad avlagring som inte skadar substratet. Dessutom kan zink användas med ett brett spektrum av pläteringsbadkemier.
• Kompatibel med olika pläteringsprocesser – Zink kan användas med både rack- och fatpläteringsprocesser. Detta innebär att zinkplätering kan passa delar av olika storlekar och arbetsvolymer.
• Fungerar bra som underbeläggning – Om dina tillämpningar innefattar målning eller e-beläggning kan zink vara en extremt effektiv underbeläggning på grund av dess utmärkta vidhäftningsegenskaper. Naturligtvis kommer det också att öka korrosionsbeständigheten hos de målade eller belagda ytorna.

Begränsningar

Som med alla metallförädlingsprocesser har zinkplätering vissa begränsningar. Till exempel fungerar zink vanligtvis inte bra vid höga temperaturer. Dess korrosionsskyddsförmåga börjar minska betydligt när temperaturen når och överstiger 212° F. Om inte delarna bakas ordentligt efter plätering kan försprödning uppstå när temperaturen överstiger 500° F.

Det kan också vara en utmaning att fördela en zinkbeläggning jämnt över en metallyta. Föremål som är instängda i slutna utrymmen som är känsliga för fukt kan främja snabb korrosion av förzinkade ytor. Zink håller inte bra mot alkalier eller syror.

En lång rad faktorer kan påverka livslängden för en zinkbeläggning, bland annat atmosfärens sammansättning och beläggningens typ och tjocklek.

Sharretts Plating Company erbjuder ett brett utbud av förzinkningstjänster

SPC är en pålitlig källa för en mängd kostnadseffektiva förzinkningstjänster som används av många olika företag och branscher. Många av våra kunder väljer förzinkning som ett prisvärt alternativ till plätering med ädelmetaller som guld eller platina.

Vi erbjuder både rack- och fatförzinkningsprocesser som ger många flexibla alternativ för vår kundbas. Förutom zink erbjuder vi även zink-nickelpläteringslösningar för ökat skydd mot korrosion.

Våra förzinkningstjänster backas upp av nästan 90 års erfarenhet av att tillhandahålla skräddarsydda lösningar för metallfinish. Vi kan till och med erbjuda effektiva förzinkningsalternativ för de svårpläterade substrat som många av våra konkurrenter inte klarar av att plåta. Allt detta är en del av vår ständiga strävan att uppnå total tillfredsställelse för varje kund vi betjänar.

Låt inte korrosion ta ut sin rätt på dina metalldelar och komponenter. Kontakta SPC idag för att få veta mer om de många fördelar som våra förzinkningstjänster kan ge ditt företag. Vi bokar också gärna in ett kostnadsfritt pläteringssamtal när det passar dig och ger dig en kostnadsfri offert för våra tjänster.