Цинковое и никелевое покрытие: в чем разница?

Цинковое и никелевое покрытие 

Детали, изготовленные из железа, легированных сталей, чугуна и других подверженных коррозии металлов, требуют обработки поверхности и нанесения покрытий для повышения их эксплуатационных характеристик и долговечности. Хорошей практикой является электролитическое цинкование или никелирование таких материалов. 

Цинк и Никелирование Они используются для автомобильных деталей, компонентов самолетов, в архитектурных решениях, а также в электротехнических и электронных компонентах и ​​во многих других областях. При этом покрытие не только придает эстетичный вид, но и улучшает коррозионную стойкость, коэффициент трения и долговечность деталей. 

Вы можете применить покрытие на различных проводящих материалах, включая углеродистую сталь, низкоуглеродистую сталь, чугун, латунь и бронзу. 

В данной статье представлен сравнительный обзор цинкования и никелирования, рассматриваются процессы, их преимущества и недостатки. 

Давайте начнем!

Что такое никелирование?

Никелирование

Никелирование — это процесс нанесения тонкого слоя никеля (~5-50 мкм) на проводящую поверхность методом электрохимического осаждения. Нанесённый слой никеля образует металлическую связь с основным материалом. Вследствие этого, он доступен в различных цветовых вариантах, включая матовую, полуматовую и зеркальную отделку. 

Таким образом, никелирование можно использовать для повышения коррозионной стойкости, износостойкости, смазывающих свойств и улучшения внешнего вида. 

Как происходит никелирование?

Процесс никелирования

Процесс никелирования включает в себя несколько этапов, в том числе очистку поверхности, активацию, настройку процесса, электролиз, осветление, очистку и промывку, а также сушку. 

Давайте подробнее разберем этапы, связанные с этим процессом.cПроцесс никелирования. 

Шаг 1: Тщательная очистка

Тщательно очистите поверхность от мусора, масел, грязи, жира, оксидов и т. д., используя такие методы, как обезжиривание и кислотное травление.

Шаг 2: Активация поверхности

Этот этап имеет решающее значение для улучшения совместимости поверхности с электрохимическим осаждением. Можно использовать кислые или щелочные растворы.

Шаг 3: Настройка электролиза

Погрузите подложку (катод) и никель (анод) в гальваническую ванну (электролитическую ячейку), содержащую электролит. Затем подключите их к источнику питания, чтобы сформировать цепь электролиза.

Шаг 4: Процесс гальванопокрытия

Подавайте питание до достижения желаемой толщины покрытия. При этом необходимо постоянно контролировать процесс электролиза. 

Шаг 5: Осветление

Осветление поверхности позволяет получить блестящую, яркую и зеркальную поверхность для декоративных целей. Это можно сделать путем добавления осветляющего агента в гальваническую ванну или путем полировки после обработки.

Шаг 6: Очистка и ополаскивание

Очистите и промойте покрытые гальваническим покрытием детали, чтобы удалить остатки технологического процесса. Можно использовать промывку теплой водой или промывку химической нейтрализацией.

Шаг 7: сушка

Перед проверкой качества и упаковкой необходимо просушить детали с покрытием.

↪ Если вы хотите узнать о нанесении никелевого покрытия на алюминий для повышения коррозионной стойкости и улучшения эстетических качеств, прочитайте статью « Никелированное покрытие алюминия" Вот.

Будет ли никелированная сталь ржаветь?

никелирование ржавчина

Никелированная сталь значительно улучшает коррозионную стойкость никеля, но она не является абсолютно защищенной от ржавчины. Она может ржаветь, если есть проблемы с качеством никелевого покрытия или если детали используются в сильно агрессивных средах в течение длительного времени.

Таким образом, никелированная сталь будет ржаветь, если отсутствует хорошее сцепление из-за примесей на нижележащей поверхности, высокой пористости или царапин. 

Что такое цинкование?

Цинковое покрытие

Цинк — ещё один коррозионностойкий металл, который можно наносить на углеродистый чугун и различные стали электрохимическим методом. Он более экономичен, чем никель, но обладает меньшей твердостью и имеет меньшие эстетические характеристики. 

цинковое покрытие Поверхностное покрытие действует как барьер и постепенно разрушается в суровых и влажных условиях, защищая нижележащую деталь. Однако надлежащая пассивация слоя покрытия помогает преодолеть эту эрозию. 

Как работает цинкование?

Процесс гальванического цинкования

Основной принцип работы цинкование Этот метод аналогичен никелированию. В качестве катода используется подложка, в качестве анода — цинк, а для электролиза используется электролит, содержащий ионы цинка.

Единственное ключевое отличие заключается в том, что оцинкованные детали проходят стадию пассивации, которая герметизирует поры и делает покрытие более коррозионностойким. Производители обычно используют хроматные растворы для пассивации оцинкованных деталей.

Вот основные этапы процесса цинкования.

• Тщательная очистка поверхностей деталей. 

• Активация поверхности

• Устройство цинкования

• Процесс покрытия

• пассивация

• Очистка и ополаскивание

• Высушивание

Преимущества и недостатки никелирования

К преимуществам никелирования относятся коррозионная стойкость, повышенная твердость поверхности, износостойкость, низкое трение, эстетичный внешний вид и термостойкость. С другой стороны, у него есть и некоторые недостатки, такие как высокая стоимость обработки, риск хрупкости и проблемы с утилизацией отходов.

В таблице ниже представлен наглядный обзор преимуществ и недостатков никелирования.

Преимущества и недостатки цинкования

Основные преимущества процесса цинкования — защита от коррозии, повышенная пластичность, низкие требования к техническому обслуживанию и низкая стоимость нанесения покрытия. С другой стороны, ограничениями являются низкая износостойкость и риск водородного охрупчивания.

В таблице ниже представлен наглядный обзор преимуществ и недостатков цинкования.

Цинковое и никелевое покрытие: ключевые различия.

Цинковое и никелевое покрытие различаются главным образом по таким параметрам, как коррозионная стойкость, твердость, износостойкость, гибкость толщины, электропроводность, эстетические качества, воздействие на окружающую среду и стоимость. 

Давайте разберем различия между этими двумя вариантами. типы металлопокрытий методы;

Уровень коррозионной стойкости

Хотя и цинкование, и никелирование обладают коррозионной стойкостью, никель обеспечивает более высокую коррозионную стойкость. Он также более эффективен в морской, слабокислой и щелочной средах. Однако для общего применения достаточно процесса цинкования.

Твердость покрытия 

Сравнивая твердость цинкового и никелевого покрытий, можно отметить, что никель тверже цинка (до 700 HV). Однако конкретные уровни твердости варьируются в зависимости от толщины слоя и нижележащего материала. 

Износостойкость 

Следовательно, никелирование обеспечивает лучшую износостойкость и самосмазывание, чем цинкование. Это делает никелевый металл подходящим для покрытия скользящих и вращающихся компонентов.

Эстетическая привлекательность

Никелирование больше подходит для декоративных и эстетически привлекательных изделий. Оно позволяет получить широкий спектр текстур и цветов с гладкой, блестящей поверхностью. С другой стороны, использование цинка для гальванического покрытия обеспечивает гладкую металлическую поверхность и более широкий диапазон цветов. цинковые краски матово-черный, синий, ярко-серебристый и золотой. 

Толщина и гибкость

Типичный диапазон толщины цинкового покрытия составляет ~2–30 мкм, что позволяет получать очень тонкие, но не сверхпрочные покрытия. С другой стороны, никелирование более гибкое, его толщина варьируется от ~5 до 50 мкм.

Опасности для окружающей среды

Цинк более распространен в природе и легко поддается переработке, что делает процесс цинкования менее опасным, чем никелирование. Однако отходы никелирования можно утилизировать таким образом, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду.

Стоимость 

Никелирование обходится дороже из-за стоимости никелевого материала и времени обработки. Тем не менее, оно экономически выгодно, когда твердость поверхности влияет на эксплуатационные характеристики, а эстетика имеет решающее значение для ценности продукта. С другой стороны, цинкование не требует такого строгого контроля процесса, как никелирование, и является экономически выгодным как для малых, так и для больших объемов.

Факторы, которые следует учитывать при выборе между цинковым и никелевым покрытием. 

При выборе между цинкованием и никелированием необходимо учитывать множество факторов, таких как требуемая коррозионная стойкость, эстетические характеристики, твердость, износостойкость, тип подложки, объем производства и стоимость.

Давайте подробнее рассмотрим эти факторы. 

Требуемый уровень коррозионной стойкости

Ваши детали должны выдерживать суровые условия эксплуатации, такие как постоянная влажность или слабая кислотность? Если да, то для защиты от коррозии выбирайте никелирование. 

Желаемая эстетика

Учитывайте важность эстетики (как текстуры, так и цвета) для эксплуатационных характеристик и ценности продукта. Никель считается хорошим выбором для отделки декоративных элементов, архитектурных деталей и изделий, требующих привлекательной отделки.

Материал основания 

Учитывайте тип материала, который вы хотите покрыть гальваническим способом. Некоторые металлы лучше подходят для никеля, а другие — для цинка. Например, цинк лучше всего подходит для чугуна, а никель — для низкоуглеродистой стали.

Износ в различных условиях эксплуатации

Следует учитывать, будут ли детали подвергаться износу, например, высоким нагрузкам, непрерывному вращению или скольжению. Например, подшипниковые валы, шестерни и гидравлические поршни. 

Объем производства и стоимость

Учитывайте объем производства и связанные с этим затраты на финишную обработку каждой детали. Цинковое покрытие экономически выгодно при больших объемах, тогда как никелирование идеально подходит для малых и средних объемов производства.

Цинково-никелевое покрытие: более высокие эксплуатационные характеристики, чем у цинка, и более низкая стоимость, чем у никеля. 

Цинк-никелирование

Покрытие из цинково-никелевого сплава, или цинково-никелевая обработка, является еще одним вариантом финишной обработки, позволяющим преодолеть жертвенные свойства цинка и высокую стоимость никеля. 

В процессе используется единый смешанный гальванический раствор, содержащий ионы цинка и никеля. При подаче тока в электролитический контур эти ионы одновременно осаждаются на поверхности подложки. Покрытый слой Zn-Ni состоит примерно из 15% никеля и примерно 85% цинка. В результате нижележащий материал остается нетронутым, даже если цинк со временем разрушается. 

Это покрытие широко используется в автомобильной промышленности благодаря своим эксплуатационным характеристикам и умеренной цене. В качестве примеров можно привести детали под капотом, компоненты топливной системы и винты. Цинково-никелевое покрытие также применяется в других отраслях, таких как аэрокосмическая, электронная и энергетическая. 

Заключение: Выбор между цинкованием и никелированием

В конечном итоге, выбор между цинкованием и никелированием зависит от условий эксплуатации, напряжений, желаемого внешнего вида и бюджета проекта. 

Для обеспечения долговечности, повышенной твердости и привлекательного внешнего вида деталей выбирайте никелирование. Аналогично, для покрытия деталей, которые будут использоваться в менее подверженных коррозии средах и в проектах с ограниченным бюджетом, выбирайте цинкование.

Если у вас все еще остаются вопросы, свяжитесь с компанией Boda и поговорите с инженером из соответствующей отрасли.

Обратитесь в Boda за индивидуальными решениями по обработке металла.

Независимо от того, требуется ли вашим деталям финишная обработка для повышения производительности или улучшения внешнего вида, Boda может предложить индивидуальные решения, превосходящие ваши ожидания. Наш цех обработки и финишной отделки оснащен более чем 50 единицами оборудования и установками, способными выполнять более 15 процессов финишной обработки, включая никелирование, цинкование, анодирование и порошковую покраску.

Мы обладаем более чем десятилетним опытом работы в области отделки различных промышленных, декоративных и орнаментальных изделий. В каждом проекте наши инженеры тесно сотрудничают с клиентом для достижения ожидаемых результатов. 

Если вам нужна услуги по цинкованию или любые другие варианты отделки, загрузите свой файл и получите ценовое предложение. 

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Цинк дешевле никеля? 

Да, цинк почти в пять раз дешевле никеля. 

Как долго продлится цинкование? 

Срок службы цинкового покрытия может составлять до 5 лет в зависимости от толщины покрытия и условий эксплуатации. 

Стоит ли наносить никелевое покрытие?

Никелирование оправдано, если ваши детали требуют коррозионной стойкости в агрессивных средах, высокой твердости поверхности, смазывающих свойств или высококачественной отделки.