Dejavniki odpornosti proti koroziji kemičnega niklja

Prevleke kemičnega niklanja se pogosto nanašajo na mehanske dele zaradi njihove lastnosti odpornosti proti koroziji.

Plast kemičnega niklja namreč izkazuje visoko kemično odpornost in enakomerno debelino. Te značilnosti omogočajo ustvarjanje bariere med osnovno zlitino in zunanjim okoljem, kar znatno poveča odpornost dela proti koroziji.

Ta mehanizem zaščite pred korozijo se popolnoma razlikuje od tistega, ki ga ponujajo druge prevleke, kot je cinkanje na železu. V primeru cinkanja namreč plast cinka na površini deluje kot žrtvena plast za osnovno kovino. Plast cinka nima kemične odpornosti, ampak korodira pred jeklom osnove. Prav ta značilnost, da je žrtvena v razmerju do železa, omogoča zaščito osnove pred korozijo.

Prevleka kemičnega niklja ščiti pred korozijo z ustvarjanjem bariere proti zunanjemu okolju. Mesta možnega nastanka korozije so tista območja, kjer prevleka ni zvezna.

Zveznost in celovitost prevleke, torej stopnja zaščite pred korozijo, sta odvisna od tistih dejavnikov, ki lahko ogrozijo neprekinjenost plasti. Dejavniki, ki najbolj vplivajo na rezultat, so predvsem posledica obdelav, izvedenih pred kemičnim niklanjem.

Glavni dejavniki so naslednji:

• Prevleka
  • Vrsta kemičnega niklja (srednja, visoka vsebnost fosforja)
  • Debelina prevleke
• Del za prevlečenje
  • Kovinska zlitina kosa
  • Tehnologija proizvodnje (litje, preoblikovanje, mehanska obdelava, …)
  • Geometrija kosa (prisotnost robov, navojev)
  • Površinska obdelava in hrapavost (stružene, frezane, brušene, surove, bobnjane, obdelane z abrazivnim granulatom, …)

Prevleka

Vrsta kemičnega niklja

Vrsta kemičnega niklanja, kemični nikelj s srednjo ali visoko vsebnostjo fosforja, vpliva na odpornost proti koroziji. Kemično niklanje z visoko vsebnostjo fosforja namreč pri enaki debelini izkazuje večjo enakomernost in zveznost plasti.

Zato bodo deli, prevlečeni s kemičnim nikljem z visoko vsebnostjo fosforja Niplate 500, na splošno imeli boljšo korozijsko odpornost v primerjavi s kosi s kemičnim nikljem s srednjo vsebnostjo fosforja Niplate 600.

Debelina prevleke

Tudi debelina prevleke vpliva na odpornost proti koroziji. Večja kot je debelina prevleke, večja je pokritost, zveznost in enakomernost prevleke.

Izbrana debelina je zelo odvisna od uporabe, vrste kemičnega niklja in osnovnega materiala kosa. Na splošno, kjer je zahtevana visoka odpornost proti koroziji, bi morala biti debelina prevleke večja od 20µm v primeru delov iz železovih ali aluminijevih zlitin. Za dele iz bakrove zlitine zadostuje debelina 10µm.

Del za prevlečenje

Kovinska zlitina kosa

Korozijsko obnašanje je močno odvisno od prevlečene kovinske zlitine. Razlog je v tem, da se na vmesniku med osnovno kovino in prevleko ustvari galvanski par med obema kovinama, kar lahko povzroči pojave pospeševanja korozije:

• Bakrove zlitine, prevlečene s kemičnim nikljem, izkazujejo najboljšo odpornost proti koroziji. Te zlitine imajo redukcijski potencial, podoben tistemu prevleke, in zato se na vmesniku ne ustvari galvanski par. Prevlečene bakrove zlitine lahko brez težav presežejo 720 ur solne megle brez korozije tudi pri nizkih debelinah prevleke (približno 10µm).
• Železove zlitine in aluminijeve zlitine pa imajo nižji redukcijski potencial v primerjavi s prevleko. To ustvari galvanski par, ki pospeši korozijo na vmesniku. V tem primeru je za dobro odpornost proti koroziji potrebno povečati debelino prevleke (običajno več kot 20µm). Povečanje debeline omogoča izboljšanje zveznosti plasti in s tem preprečitev nastanka korozije, kar odpravlja problem galvanskega para med osnovo in prevleko.

Tehnologija proizvodnje

Najboljša odpornost proti koroziji se doseže pri delih, proizvedenih z mehansko obdelavo. To je zato, ker mehanska obdelava, za razliko od litja, zagotavlja boljšo kakovost površine, nižjo hrapavost in odsotnost poroznosti.

Kosi, pridobljeni z litjem, bodisi aluminij ali litina, imajo na površini poroznost, vključke ali druge napake, ki ogrožajo zveznost plasti in zato omogočajo začetek korozije.

Geometrija kosa

Tudi geometrija kosa lahko vpliva na odpornost proti koroziji. Namreč prisotnost ostrih robov ali navojev lahko vpliva na zveznost prevleke na teh območjih in tako ustvari območja nastanka korozije. Za izboljšanje odpornosti proti koroziji je zato dobra praksa zaobliti robove dela, kjer je to mogoče.

Površinska obdelava in hrapavost

Vrsta mehanske obdelave in hrapavost površine znatno vplivata na odpornost proti koroziji (zlasti pri železovih in aluminijevih zlitinah).

Namreč, kjer je hrapavost površine visoka (> 1,00 Ra) ali material izkazuje raztrganine, srhe ali deformacije materiala, se zlahka pojavijo žarišča korozije. To je posledica dejstva, da prevleka na teh območjih ne more zvezno pokriti površine.

Zaključki

Dejavnikov, ki vplivajo na odpornost proti koroziji, je veliko in težko jih je povzeti tudi zato, ker so med seboj povezani. Izbira specifikacij obdelave je zelo odvisna tudi od uporabe dela.

Ing. Giacomo Bordiga

Quality Manager & Materials Engineer

Inženir materialov z več kot 15 leti izkušenj na področju kovinskih površinskih obdelav. Specializiran za kemično niklanje, anodizacijo ter sisteme vodenja kakovosti ISO 9001 in IATF 16949.