Témata
Reklama

Ekologičtější a efektivnější technologie zinkování

Moderní úpravy povrchu povlaky na bázi lamelového (vločkového) zinku se vzhledem k předpisu EU 2000/53/EG stávají základním požadavkem výrobců automobilů a příslušenství na dodavatele spojovacího materiálu a pružin. Vločkové zinkování je rovněž vhodnou úpravou spojovacího materiálu pro žárově zinkované výrobky, pro titan-zinek a pro kotvicí techniku ve stavebnictví. Technologie nanášení umožňují hromadnou výrobu, jsou ekologické, bez těžkých kovů - olova, kadmia, chromu a bez stronciumchromátu, s minimálními emisemi a bez náročné likvidace odpadních vod.

Začátkem července 2003 vstoupí v platnost nová směrnice EU 2000/53/EG pro recyklaci automobilů, sledující ochranu zdraví a životního prostředí. Po tomto datu bude prakticky vyloučena možnost užití galvanických povrchových úprav zinkovými a slitinovými povlaky obsahujícími šestimocný chrom. Automobily nebudou smět obsahovat prakticky žádné olovo, rtuť, kadmium, šestimocný chrom (max. 2 g/vůz) a PVC. Po vstupu směrnice v platnost by se tak CrVI již neměl objevit v povrchových úpravách vozidel nově uváděných na trh.
Reklama
Reklama
Reklama

Mikrolamely zinku

Moderními povrchovými úpravami, které požadavkům směrnice vyhovují, jsou systémy s mikrolamelami či mikrovločkami zinku (Zinklamellen-Beschichtung nebo Zinklamellen-Überzüge nebo Zincflake-coating), příp. s hliníkem ve speciálních anorganických pojivech. Základem pojiv jsou komplexní titanáty nebo zirkonáty na rozpouštědlové bázi nižších alkoholů a nejnověji, především u topcoatů (vrchních nátěrů), i komplexní silikáty na vodní bázi. O pojivech na bázi titanátů, zirkonátů a silikátů je známo, že už samy o sobě zlepšují korozní odolnost oceli.
Povlaky se nanáší máčením, stříkáním a technologií dip spin coating (namáčením, ostřikováním a odstředěním v bubnu) s následujícím vysušením a vytvrzením, a to v jedné i více vrstvách. Jsou určeny k povrchové úpravě spojovacího materiálu (šroubů, svorníků, vrutů, matek, podložek aj.), některých druhů nýtů a elementů pro mechanické spojování plechu, pružin, spon, svorek a jiných drobných kovových dílů a sestav. Mají zvýšenou korozní odolnost až 2000 h do začátku koroze železa a vzniku červené rzi při zkoušce v solné mlze podle ČSN EN ISO 9227 podle tloušťky vrstvy a složení povlaku. Netrpí vodíkovým křehnutím, při porušení povlaku dochází ke katodické ochraně, snadno vnikají do dutin a kapilárních prostorů, lze je kombinovat s dalšími povrchovými úpravami, např. s KTL lakováním. Výhodou je i nízká teplota vytvrzení (do 200 °C), která nezpůsobuje ztrátu pevnosti popuštěním pevnostních šroubů a pružin, jako tomu bylo u povlaku Dacromet, vytvrzujícího při 350 °C. Praktickými příklady těchto technologií jsou Delta-MKS (Mikroschicht-Korrosionsschutz-System) německé firmy Ewald Dörken, Geomet francouzské firmy Dacral (její zmíněná technologie Dacromet pro obsah CrVI směrnici EU již nevyhovuje), Zintek/Techseal německé firmy Kunz a další. Technologie jsou standardizovanými procesy povrchových úprav pro řadu automobilových výrobců, mj. VW a Škoda, Opel a GM, BMW, DaimlerChrysler, Ford a také výrobců příslušenství a subdodavatelů (především OEM).

Povlakový systém Delta-MKS

U nás je nejvíce užívána technologie Delta-MKS, kterou již přes 7 let provozuje SVÚM, a. s., Praha. Skládá se z povlaků basecoatu (základního nátěru) Delta-Tone a topcoatů Delta-Seal, Seal GZ, Flex a Seal FAN, dnes doplněných ještě novým topcoatem Deltacoll. Jejich popis pro úpravy spojovacího materiálu a srovnání kompatibility úprav s požadavky, např. GM/Opel, byl uveden v MM č. 5/2000. Delta-Tone je basecoat na bázi mikrolamel zinku a hliníku v anorganickém pojivu pro nanášení stříkáním, máčením nebo technologií dip spin coating. Povlak stříbřité barvy, vytvrzený při teplotě 200 oC, má v tloušťce 8 µm životnost při zkoušce v solné mlze podle ISO 9227 až 240 h, při tloušťce 12 µm až 500 h. Vodivý povlak poskytuje katodickou ochranu. Povlaky Delta-Tone se zpravidla opatřují bezbarvým topcoatem Delta-Seal na organické bázi, jenž má bariérový efekt a sám o sobě představuje v tloušťce 8 µm životnost při zkoušce ISO 9227 do 120 h. Povlaky kombinace Delta-Tone + Delta-Seal (Delta-Seal GZ) se považují za bezpečné proti kontaktní korozi spojů s lehkými slitinami hliníku a hořčíku. Stále více se užívají i k povrchové úpravě automobilových dílů z vysoce pevných hliníkových slitin. Delta-Seal se dodává v 9 barevných provedeních.
Delta-Seal GZ je úprava přísadou ke zlepšení kluzných vlastností, kde je možné dosažení součinitele tření µ 0,09 - 0,14. Pro dodatečně tvářené díly je určen vysoce pružný topcoat Delta-Flex s lepší přilnavostí a plasticitou. Topcoat Delta-Seal FAN snáší vysoké deformace a je vyvinut na některé typy hliníkových nýtů. Delta-Met-NR slouží jako mezivrstva na povlaky Zn a Zn-Ni.

Vrchní modrý chromát

Z vývoje firmy Dörken vznikl před 3 lety povlak Deltacoll na spojovací materiál pro konstrukce z lehkých slitin a následné úpravy galvanicky zinkovaných pasivovaných povrchů spojovacího materiálu modrým chromátem (bez CrVI, ale s CrIII) s bariérovým efektem. Ten umožňuje ekonomické nasazení levných úprav s dobrou vizáží i v náročnějších korozních podmínkách. Povlak je i vhodnou ochranou pro šrouby a matky do rozměru M6 a umožňuje zúžení sortimentu povrchových úprav u automobilů. Firma Opel uvádí, že tím lze ušetřit značné finanční prostředky, neboť u vozu střední třídy se jedná v průměru o 750 šroubů s povrchem cca 1,5 m2. Opel byl v roce 1997 prvním, kdo povlak ověřil a zavedl. Deltacoll je anorganický rozpouštědlový povlak bez CrVI a CrIII a bez těžkých kovů. Nenahrazuje povlaky se zinkem, jako je Delta-Tone. Nanáší se máčením, stříkáním a technologií dip spin coating. Kluznou přísadou v povlaku GZ lze docílit součinitele tření µ 0,08 - 0,12. V licenci firmy Dörken provádí povlakování technologií Deltacoll 31 firem v Evropě, USA, Mexiku a Austrálii; v ČR je to firma Deltacoll CZ, s. r. o., v Ostravě.

Protekt - nově již bez CrVI

Na Mezinárodní výstavě povrchových úprav SITS 2001 v březnu 2001 v Paříži představila firma Dörken inovaci systému Delta-MKS - nové povlaky Delta-Protekt KL 100, Protekt VH 300 a Protekt VH 301 GZ. Nový povlak Protekt KL 100, neobsahující CrVI, je basecoat opět na bázi jemného mikrolamelárního zinku v anorganickém rozpouštědlovém pojivu jako jeho předchůdce Delta-Tone. Rozdíl spočívá v jemnějších zinkových lamelách a zlepšení pojiva, které znamenají, že u povlaku tloušťky 10 µm se při zkoušce v solné mlze podle ISO 9227 dosahuje životnosti do vzniku červené rzi min. 600 h, což je zlepšení o 25 %. Proti povlaku Delta-Tone má i delší životnost do vzniku bílé rzi. Postup nanášení povlaku s vytvrzením při teplotě 180 - 200 °C/15 min je stejný jako u povlaku Delta-Tone. U citlivých dílů lze vytvrzení provádět indukčním ohřevem.
Bezbarvý povlak Delta-Protekt VH 300 má nové silikátové pojivo na vodní bázi a je řešen jako topcoat pro povlak Delta-Protekt KL 100. Bariérového účinku dosahuje již při tloušťkách 2 - 4 µm; kombinovaná vrstva tloušťky 12 µm s 10 µm vrstvou Delta-Protekt KL 100 a s 2 µm vrstvou Delta-Protekt VH 300 dosahuje při zkoušce podle ISO 9227 životnosti až 1000 h, jíž dosahuje kombinace Delta-Tone a Delta-Seal až povlakem 18 µm. Postup nanášení nového topcoatu je shodný s postupem u povlaku Delta-Seal. K dosažení součinitele tření µ 0,08 - 0,14 je povlak Delta-Protekt VH 300 modifikován na povlak Delta-Protekt VH 301 GZ. Požadavky na nízké součinitele tření povlaků jsou podle různých automobilových výrobců různé a zdánlivě protichůdné nárokům na spolehlivost spoje. Přesto je nízké tření součástek výrobci vyžadováno, zejména z důvodů bezproblémové opakované montáže. Proto se vyrábějí kombinované povlaky modifikované kluznou přísadou. Dnes se proti dříve používanému PTFE více používá lubrikantů s vyššími a vícesytnými alkoholy a vosky, příp. MoS2 na způsob kluzných laků. Nové povlaky se nyní u výrobců automobilů nacházejí ve stadiu certifikačních zkoušek. Předpokládá se, že dojde k jejich splnění, a to i u zpřísněných požadavků pro spojovací materiály, především pro motorový prostor a na autokola. Očekává se, že součásti vyhoví i náročnému Sohnsovu testu (DaimlerChrysler) pro šrouby kol, kde se povlak zkouší postupně v roztocích NaOH + Na2CO3, H3PO4, HCl a v kondenzační komoře podle DIN 50 017 s následným vizuálním hodnocením.

Z novinky brzy nutností

Povlaky s katodickou ochranou netrpí vodíkovou korozí ani korozním praskáním a jsou vhodné pro pevnostní šrouby a pružiny s nároky na vysokou mez únavy. Mohou podstatně zlepšit korozní ochranu u šroubů a matek do velikosti M16, ale zejména u šroubů do M6. Ve srovnání s povlaky Delta-Tone/Seal mají jemnější povrch, lepší vzhledové vlastnosti, dobře zabíhají a mají rovnoměrné pokrytí závitů na hřbetu a na dně. Dobrá zabíhavost povlaků umožňuje především při technologii dip spin coating povlakování tahových pružin a celých sestav (např. zámků). Srovnání korozní odolnosti různých úprav podle docílené životnosti při zkouškách podle ISO 9227, ISO 6988 a DIN 50017 je uvedeno v tabulce. Minimální tloušťka a druh povlaku se řídí požadovanou životností a možností umístění do spojení šroub-matka. Zde se doporučuje projednání s dodavatelem povrchové úpravy. Korozní životnost v reálných podmínkách totiž nelze občas jednoduše odhadnout podle zkoušky ISO 9227, zvláště tam, kde se realita značně liší od experimentálního prostředí solné mlhy. Předpokládá se, že po schválení povlaků Delta-Protekt automobilovými výrobci (pravděpodobně během roku 2002) zahájí jejich aplikaci i SVÚM Praha.
Reklama
Vydání #5
Kód článku: 20514
Datum: 16. 05. 2002
Rubrika: Trendy / Povrchové úpravy
Autor:
Firmy
Související články
Vakuové odpařování - technologie budoucnosti

Vakuové odpařování je v České republice poměrně málo používaná technologie. Má však velký potenciál pro budoucí rozšíření. Tato technologie nachází využití v povrchových úpravách, chemickém, strojírenském, potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Firma Kovofiniš je jednou z prvních českých firem, která nabízí vlastní vakuové odparky.

Recyklace práškových nátěrových hmot a likvidace odpadů

V posledních desetiletích došlo k velkému rozšíření práškového lakování na úkor lakování mokrého. Důvodem je nejen vysoká kvalita vytvářených povlaků, ale i výhodnost z hlediska ekonomického a ekologického.

Předúprava oceli nízkoteplotním plazmatem pro zvýšení pevnosti lepeného spoje

V příspěvku jsou shrnuty výsledky výzkumu vlivu plazmochemické předúpravy vzorků oceli DC01 na výslednou pevnost lepeného spoje. Pro předúpravu povrchu vzorků oceli byla použita RF štěrbinová tryska generující plazma. Jako pracovní plyn byl použit argon a argon v kombinacích s dusíkem nebo kyslíkem. Vliv plazmové předúpravy na povrch oceli byl vyhodnocen pomocí měření kontaktních úhlů a výpočtu volné povrchové energie. Po slepení vzorků oceli pomocí běžně užívaného lepidla Weicon Flex 310M HT200 byly testovány výsledné vlastnosti lepeného spoje pomocí standardních mechanických odtrhových testů podle ČSN EN 1465.

Související články
Komplexní způsob kontroly procesu odmaštění

Článek pojednává o možnostech komplexní kontroly procesu odmaštění v průmyslových aplikacích, tj. především o možnostech kontroly stavu povrchu výrobků před procesem odmaštění a po něm a o kontrole stavu odmašťovacích kapalin pomocí UV-VIS spektroskopie.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Zvýšení výkonu u tribo stříkání

Stříkání práškových barev systémem tribo je založeno na fyzikálních principech, které do značné míry určují výsledné parametry stříkacího zařízení. Výrobce stříkacích pistolí je postaven před úkol navrhnout optimální konstrukci, která bude poskytovat nejlepší možný výstup, jakým je dostatečně nabitý prášek, který vystupuje v požadovaném množství a s použitelnou rychlostí z ústí nabíjecí trubice. Jak název napovídá, nabíjení prášku tribo je založeno na principu tření.

Šetrné a účinné čištění těžko dostupných míst

Klasické postupy čištění ve vodě se dostávají na hranice svých možností, když jde například o kapilární struktury nebo komplexní geometrie. Za takové situace se nově na scénu dostávají tzv. CNP technologie (Cyclic Nucleation Process). Tato technologie pracuje na principu cyklické nukleace (tvorby krystalových zárodků z přesycených roztoků).

Ako zvýšiť kvalitu povrchových úprav

Dokonale čistý a odmastený povrch dielov je základnou črtou pre všetky povrchové úpravy, ktorý má veľký vplyv na výslednú kvalitu produktu. Predovšetkým rôzne spôsoby nanášania kovov si vyžadujú starostlivú prípravu povrchu, aby sa zabránilo vzniku škvŕn, ktoré vznikajú v dôsledku povrchovej kontaminácie počas tvárnenia kovov.

Kompozitní povlaky jako možná náhrada za povlaky na bázi CrIV

Tento příspěvek se týká oblasti povrchových úprav, zejména elektrolyticky vyloučených kovových povlaků, a to způsobu vytvoření kompozitní povrchové úpravy na bázi niklu s vysokou odolností proti opotřebení. Výsledkem provedeného výzkumu je technologický postup závěsového pokovení pro nový kompozitní povlak NiP-XLS, který by mohl nahradit povlaky na bázi CrIV.

Stříkání a lakování - trendy jsou nepochybné

Nutnost zvyšovat technicko-ekonomickou úroveň firmy je na denním pořádku. Inovace zvyšují podnikovou konkurenceschopnost, kterou lze spatřovat zejména ve flexibilitě, tvorbě přidané hodnoty, efektivnosti a kvalitě. Také v oboru povrchových úprav je trendem automatizace a robotizace.

Vývoj epoxidových barev na konstrukce

Trendem dnešní doby je snižování nákladů na nátěrové systémy na konstrukce. Tyto systémy jsou ve většině případů složeny ze základní nátěrové hmoty (NH) epoxidového typu a vrchního polyuretanového emailu. V rámci úspory nákladů byla vyvinuta NH, která plní funkci obou těchto nátěrových hmot, to znamená, že má antikorozní vlastnosti, splňuje funkci vrchní NH a je možné ji aplikovat pouze v jedné vrstvě.

Jak zefektivnit proces stříkání práškovými barvami?

Jak již název článku uvádí, bude se v něm pojednávat o aplikaci práškových barev. Konkrétně se jedná o méně známou a využívanou možnost automatizace a mechanizace stříkání, kterou jsou postřikové stěny.

Zvýšení odolnosti polymerních nátěrů pomocí nano/mikrogelů

Polymerní nátěrové hmoty aplikované na výrobcích plní různé funkce, nejčastěji estetickou a ochrannou. Moderní typy nátěrových hmot by měly tyto funkce kombinovat a rovněž i vyhovovat stále se zpřísňující chemické legislativě a požadavkům kladeným na ochranu životního prostředí a pracovních potřeb. Přirozeným důsledkem je neustálá potřeba vyvíjet a zavádět nové sofistikované formulace nátěrových hmot, a to jak v oblasti rozpouštědlových, tak i vodouředitelných nátěrových hmot.

Otěruvzdornost povlaků žárového zinku s přídavkem cínu

Žárové zinkování ponorem představuje jeden z nejrozšířenějších způsobů ochrany ocelových materiálů kovovými povlaky. Životnost takto zhotovených povlaků je v běžném prostředí více než 50 let, a proto nevyžadují údržbu. Vlastnosti zinkového povlaku lze navíc podle použití částečně ovlivňovat přídavkem některých prvků do oceli nebo zinkové lázně. V rámci výzkumu na Ústavu strojírenské technologie ČVUT v Praze bylo cílem zhodnotit odolnost proti otěru zinkového povlaku v závislosti na obsahu cínu v zinkové tavenině.

Maskování pro povrchové úpravy

Před mnoha lety, než jsem se začal zabývat povrchovými úpravami a maskováním, jsem netušil, jak komplexní obor to je a co všechno zahrnuje. Problematika je natolik obsáhlá a speciální, že by si zasloužila samostatný studijní obor na univerzitě. Zkusím proto v tomto článku popsat alespoň část svých dosavadních zkušeností a poznatků z mojí univerzity života.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit