Grubość niklowania chemicznego a odporność na korozję
Jedną z głównych właściwości procesu niklowania chemicznego jest odporność na korozję. Niklowanie chemiczne stosuje się bowiem na metalowych częściach mechanicznych (stal, stopy aluminium lub miedzi) wszędzie tam, gdzie konieczna jest ochrona przed utlenianiem i korozją wywoływaną przez czynniki zewnętrzne.
Stosuje się je na przykład do ochrony elementów maszyn przemysłowych (maszyny pakujące, obrabiarki, maszyny włókiennicze), różnych urządzeń mechanicznych (zawory pneumatyczne, siłowniki, armatura) oraz w motoryzacji (tłoki hamulcowe, elementy wewnętrzne, koła zębate).
Niklowanie chemiczne pozwala zwiększyć odporność na korozję dzięki odporności chemicznej osadzonej warstwy niklu. Warstwa składa się z dwuskładnikowego stopu niklu i fosforu Ni-P o zawartości fosforu od 5 do 13%. Stop ten cechuje się wysoką odpornością na działanie agresywnych substancji chemicznych. Nie ulega działaniu obojętnych roztworów soli, dobrze znosi środowiska zasadowe lub lekko kwaśne. Warstwa niklu chemicznego nie jest atakowana przez czynniki chemiczne występujące zazwyczaj w atmosferze pomieszczeń zamkniętych lub otwartych przestrzeni, w środowisku pozaprzemysłowym, przemysłowym i drogowym.
Warstwa niklu chemicznego zatem chroni przed korozją, ponieważ stanowi barierę i izoluje materiał podłoża od agresywnych czynników zewnętrznych, zapobiegając powstawaniu punktów ataku korozyjnego, opóźniając ich powstawanie lub ograniczając ich liczbę. Każdy punkt nieciągłości warstwy (defekty, porowatość, wtrącenia, pęknięcia) może stać się miejscem inicjacji korozji.
Grubość w istotny sposób wpływa na występowanie tych nieciągłości. Im większa grubość, tym mniejsza „porowatość” warstwy, a tym samym mniej punktów, w których może zainicjować się korozja.
Wpływ materiału podłoża na dobór grubości niklowania chemicznego
Dobór odpowiedniej grubości niklowania chemicznego ze względu na wymaganą odporność na korozję zależy od materiału podłoża, który ma być chroniony. Zachowanie korozyjne zależy od materiału podłoża, ponieważ między podłożem a powłoką występują zjawiska elektrochemiczne.
Poza materiałem podłoża i grubością istnieje wiele innych czynników wpływających na odporność na korozję niklowanych detali. Więcej informacji znajduje się w artykule Czynniki wpływające na odporność na korozję niklowania chemicznego .
Grubość niklowania na stopach żelaza
Jeśli materiałem podłoża jest stop żelaza, brak porowatości warstwy ma bardzo duże znaczenie. W przypadku stali każdy punkt nieciągłości warstwy może w agresywnym środowisku zainicjować korozję materiału podłoża. Ponadto, ze względu na różnicę potencjału redukcji między niklem a materiałem podłoża, na tych materiałach może wystąpić zjawisko korozji galwanicznej.
W zastosowaniach, w których niklowany detal może mieć kontakt z wodą, wilgocią lub substancjami agresywnymi, należy zatem przewidzieć coraz większe grubości, w zależności od agresywności środowiska. W poniższej tabeli podano zalecane wartości grubości.
Grubość niklowania na stopach aluminium
W przypadku stopów aluminium można przyjąć podobne rozumowanie jak dla stopów żelaza, z jednym drobnym zastrzeżeniem. Zapewnienie odporności na korozję powłoki niklu chemicznego na aluminium jest trudniejsze, ponieważ może wystąpić zjawisko korozji podpowłokowej.
Aby temu zaradzić, zoptymalizowaliśmy nasz proces przygotowania i aktywacji stopów aluminium. Pozwala nam to zagwarantować maksymalną odporność na korozję, do tego stopnia, że stosujemy niklowanie chemiczne na aluminiowych detalach istotnych dla bezpieczeństwa w sektorze motoryzacyjnym (tłoki hamulcowe), dla których wymagana jest odporność na korozję wynosząca 720 godzin w mgle solnej (<5% skorodowanej powierzchni).
Opracowano specjalny proces niklowania chemicznego, mający maksymalnie zwiększyć odporność na korozję stopów aluminium: proces Niplate eXtreme .
Grubość niklowania na stopach miedzi
W przypadku podłoża ze stopu miedzi porowatość ma bardzo niewielki wpływ na zachowanie korozyjne powlekanego elementu. Wynika to z faktu, że materiał podłoża i warstwa mają bardzo zbliżony potencjał redukcji, wskutek czego nie powstaje ogniwo galwaniczne. Ponadto stopy miedzi charakteryzują się wyższą odpornością na korozję, dlatego w razie zainicjowania korozji jest ona bardziej ograniczona.
Detale ze stopów miedzi poddane niklowaniu chemicznemu mogą być używane w środowisku morskim, także w zanurzeniu, przy niewielkich grubościach niklowania (15–20 µm).
Zalecane grubości niklowania
Dobór grubości nie zawsze jest prosty i jednoznaczny, również dlatego, że zastosowania niklowanych detali są bardzo zróżnicowane. Czasami dopiero próba w warunkach rzeczywistych pozwala określić właściwą grubość.
W poniższej tabeli podano orientacyjne wartości grubości niklowania chemicznego w zależności od warunków eksploatacji.
| Warunki eksploatacji | Opis | Grubość powłoki na stopach żelaza i aluminium | Grubość powłoki na stopach miedzi |
|---|---|---|---|
| 1 - Lekkie | Użytkowanie wewnątrz pomieszczeń w ciepłej i suchej atmosferze | 8±2 µm | 5±2 µm |
| 2 - Umiarkowane | Środowisko wewnętrzne, w którym może występować kondensacja. Przemysłowe pomieszczenia wewnętrzne w warunkach suchych. | 15±2 µm | 8±2 µm |
| 3 - Ciężkie | Użytkowanie na zewnątrz z częstym zwilżaniem deszczem, wilgocią lub wodą. | 30±3 µm | 15±2 µm |
| 4 - Wyjątkowo ciężkie | Użytkowanie na zewnątrz w środowisku morskim oraz w agresywnych warunkach otoczenia z częstym zwilżaniem deszczem, wilgocią lub wodą zawierającą sole, o obojętnym lub lekko zasadowym pH. | 50±5 µm | 20±2 µm |
W celu uzyskania dodatkowych informacji lub porady dotyczącej doboru właściwej grubości powłoki zapraszamy do kontaktu.
Bezpłatny materiał
Grubość powłoki w przewodniku technicznym
Tolerancje, dobór grubości oraz związek z odpornością na korozję
- Tolerancja ±10% (min. ±2 µm)
- Grubości dla poszczególnych warunków eksploatacji
- Wpływ materiału podłoża
Ing. Giacomo Bordiga
