Odpornost proti koroziji pri kemičnem niklanju

Razlika med kemičnim niklanjem in galvanskimi prevlekami

Galvanske prevleke (npr. kromiranje, elektrolitično niklanje, cinkanje, cink-nikelj) se nanašajo z uporabo enosmernega toka, ki se dovaja na kos in omogoča nanašanje kovine na površino kosa, ki ga želimo prevleči.

Dovedeni tok teče po poti z najmanjšo upornostjo in posledično je debelina galvanske prevleke večja na zunanjih površinah kosov in na robovih, medtem ko je manjša ali celo odsotna v notranjih votlinah, kadar je prevlečen kos dovolj zapleten.

Kemično niklanje je namesto tega postopek nanašanja zlitine niklja in fosforja, ki poteka s kemično oksidacijsko-redukcijsko reakcijo, brez uporabe toka. Glavna značilnost je ta, da prevleče vse površine kosa z enakomerno in kalibrirano debelino.

Načini zaščite pred korozijo Obstajata dve vrsti obnašanja prevleke, ki vplivata na odpornost proti koroziji prevlečenega kosa:

• žrtveni učinek
• pregradni učinek

ŽRTVENI UČINEK

To je tipična zaščita pred korozijo prevlek na osnovi cinka in cink-niklja. Cink ima nižjo vrednost elektrokemičnega potenciala od železa in zato postane žrtven, korodira prvi in preprečuje korozijo železa. Šele ko bo cink skoraj popolnoma raztopljen in pusti odkrite predele, se bo začela korozija železa, ki bo hitro napredovala. Tipičen primer žrtvene zaščite je magnezijeva anoda, vstavljena v gospodinjske bojlerje, ki preprečuje korozijo jekla, saj je magnezij žrtven. Drug primer so anode iz cinka ali magnezija, ki se uporabljajo na trupu plovil. Iz tega razloga se pri ocenjevanju odpornosti proti koroziji cinkanih kosov upošteva čas, ki preteče pred pojavom belih korozijskih produktov (cinkov oksid) in pojavom rdečih korozijskih produktov (železov oksid). Primer tipične zahteve (za cinkanje) odpornosti proti koroziji po izpostavitvi nevtralni solni megli po ISO 9227 je: 96 ur brez pojava bele korozije in 168 ur brez pojava rdeče korozije.

PREGRADNI UČINEK

Nikelj-fosforjeva zlitina, nanešena s postopkom kemičnega niklanja, ima višji elektrokemični potencial od železa in aluminija in zato ni žrtvena v primerjavi z njima. Deluje kot zaščita pred korozijo, saj ustvarja pregradno plast, ki zagotavlja neprepustnost proti zunanjim agresivnim sredstvom. Nikelj-fosforjeva zlitina ima visoko kemično odpornost in skoraj ne korodira v nevtralnih solnih raztopinah, zlasti Niplate 500 z visokim fosforjem. Iz tega razloga je mogoče, ob upoštevanju samo prevleke, doseči tisoče ur izpostavitve solni megli brez korozije. Vendar je treba upoštevati, da lahko kakršna koli morebitna nepopolnost prevleke povzroči korozijo spodnjega materiala, tudi po samo nekaj urah izpostavitve solni megli. Vzroki za takšne nepopolnosti so lahko številni, med glavnimi pa najdemo:

• Poroznost prevleke zaradi samega postopka niklanja ali vključkov/napak v osnovnem materialu;
• Neobdelane površine, za katere so značilne napake vlečenja in površinski vključki;
• Maščobe, olja in paste, ki jih je težko odstraniti;
• Ostri robovi in srh;

Za kemično niklanje zato nima smisla določati meje za pojav rdeče rje, ki se lahko pojavi tudi po nekaj urah izpostavitve, kjer prevleka kaže majhno napako. Velika prednost kemičnega niklanja je sposobnost ohranjanja zaščitenega substrata tudi po mnogih urah izpostavitve solni megli, pri čemer se pokaže le nekaj začetne jamičaste korozije in posledično zelo majhna korodirana površina.

Zato se običajno dodeli ocena zaščite po izpostavitvi solni megli za število ur, ki jih določi projektant, kot je podrobneje opisano v nadaljevanju.

Ocenjevanje odpornosti proti koroziji kemičnega niklanja Odpornost proti koroziji izdelkov, prevlečenih s kemičnim niklanjem, se običajno ocenjuje s testom nevtralne solne megle (NSS) po naslednjih dveh specifikacijah:

Po testu solne megle se ocenjevanje odpornosti proti koroziji izvaja s specifikacijo UNI EN ISO 10289 - Ocenjevanje vzorcev in izdelkov, podvrženih preskusom korozije. Slednja dodeli oceno zaščite v odvisnosti od korodirane površine glede na površino, izpostavljeno solni megli, kot je povzeto v naslednji tabeli:

Primer ocene je: ocena 7 po 500 urah izpostavitve nevtralni solni megli ISO 9227.

Običajno kemično niklanje izkazuje dobro odpornost proti koroziji, ko je izbrana ustrezna debelina glede na agresivnost okolja, v katerem se uporablja komponenta, in ko imajo površine dobro končno obdelavo po strojni obdelavi. Debeline segajo od 5-10 µm za okolja, ki niso posebej izpostavljena, do 20µm za zmerno korozivna okolja, do 50µm za agresivna okolja, kot je morsko okolje.

Najboljšo odpornost proti koroziji na železnih in bakrovih zlitinah daje kemični nikelj z visokim fosforjem Niplate®500 zaradi svoje amorfne strukture z nizko poroznostjo tudi pri debelinah nekaj mikronov. Kemični nikelj ustvarja najboljšo zaščito pred korozijo osnovne kovine, ko gre za bakrove zlitine, zlasti z medenino, ki se široko uporablja za mehanske kose. Razlika v elektronegativnosti med zlitinami Cu-Zn in Ni-P je skoraj ničelna in to prispeva k preprečevanju napada kemično niklanega kosa iz medenine. Odpornost proti koroziji v tem primeru presega 1000 ur v nevtralni solni megli NSS po ISO 9227.

Za aluminij je prevladujoča obdelava za zagotavljanje odpornosti proti koroziji anodizacija. Če poleg te značilnosti iščete drsno površino z nizko hrapavostjo, odporno na obrabo in prevodno, je najboljša prevleka Niplate eXtreme. Gre za prevleko kemičnega niklja, posebej zasnovano za izboljšanje odpornosti proti koroziji aluminijevih zlitin. Za zlitine z visoko vsebnostjo silicija, kot so zlitine za tlačno litje, priporočamo, da nas kontaktirate, da vam lahko predlagamo najboljšo rešitev glede na zlitino in njeno sestavo.