Témata
Reklama

Korozní zkoušky elektrolyticky vyloučených povlaků niklu

Elektrolytické niklování je druhou nejrozšířenější technologií elektrolytických povrchových úprav v ČR - v roce 2004 cca 11 % z celkové kapacity. Niklové povlaky se nejčastěji užívají jako ochrana proti vlivům atmosféry, kde se uplatňuje obecná korozní charakteristika niklu.

Nikl je kov relativně odolný proti koroznímu napadení, a to i v silně agresivním prostředí. V běžných atmosférických podmínkách nikl prakticky nekoroduje - řádově mikrometry za rok. Niklové povlaky postupně ztrácejí lesk, šednou a pokrývají se viditelnými korozními produkty. Korozní produkty niklu tvoří především bazický uhličitan nikelnatý a bazický síran nikelnatý. Po 8 letech expozice v podmínkách boxu se korozní úbytky niklu pohybovaly od 7,0 ?g.cm-2 (stanice Švédsko) do 1506 ?g.cm-2 (stanice Španělsko, přímoří). V přítomnosti sloučenin síry (SO2, H2S) vznikají na niklu černé korozní zplodiny, znečištění atmosféry chloridy vede ke vzniku zelenavých korozních zplodin. Korozní vlastnosti neporézních galvanických povlaků jsou v podstatě stejné jako vlastnosti kovů a slitin stejného složení. Protikorozní ochranné působení niklu jako elektropozitivního povlaku (E0 = -0,25 V) je úměrné tloušťce povlaku. V případě, že je povlak niklu porézní, dochází ke korozi základního méně ušlechtilého kovu (oceli). Doporučené tloušťky niklových povlaků se pohybují v rozmezí 10 až 40 µm.
Povlaky niklu pro technické účely jsou předepsány pro různé aplikace, např. ke zvýšení tvrdosti, odolnosti proti otěru, korozní odolnosti, zlepšení charakteristik únosnosti, odolnosti proti tvoření okují, odolnosti proti korozní únavě a k jiným zlepšením povrchových vlastností. Povlaky niklu pro technické účely obvykle obsahují více než 99 % niklu; zvyšuje se používání elektrolytického pokovování slitinami niklu - binárními slitinami niklu s kobaltem, železem, manganem, molybdenem, fosforem a wolframem. Povlaky niklu a mědi-niklu bez krycích chromových povlaků jsou vhodné pro způsoby použití, kde není důležité nabíhání povlaků korozními produkty.
Technické požadavky na niklové povlaky jsou dány normami ČSN EN ISO 4526 Kovové povlaky - Elektrolyticky vyloučené povlaky niklu pro technické účely a ČSN EN 12 540 Ochrana kovů proti korozi - Elektrolyticky vyloučené povlaky niklu, niklu-chromu, mědi- niklu a mědi-niklu-chromu. Normy také stanoví požadavky na dané povlaky, které jsou určeny k dekorativním účelům a k ochraně proti korozi. ČSN EN 1403 Ochrana kovů proti korozi - Elektrolyticky vyloučené povlaky - Metoda specifikace všeobecných požadavků uvádí stupně provozních podmínek, kterým musí povlak odolat vzhledem k typu atmosféry, do níž je určen.
Základními parametry elektrolytických povlaků niklu jsou přilnavost, tloušťka, pórovitost, korozní odolnost a tvrdost. Elektrolyticky vyloučené povlaky nesmí mít na funkčním povrchu zřetelně viditelné vady, jako jsou puchýře, důlky, drsná místa, trhliny, nepokovená místa, skvrny nebo různě zbarvená místa. Přípustný rozsah výskytu vad mimo funkční povrch musí stanovit odběratel. Příklady drobných vad - puchýřů, nepokovených míst a mechanicky poškozených míst v povlaku - jsou na obrázcích.
Minimální místní tloušťka je obvykle 5 až 200 µm v závislosti na konkrétní technické aplikaci. Elektropozitivní povlaky niklu, které jsou elektrochemicky ušlechtilejší než základní kov, mají sklon podporovat korozi základního kovu, v případě, že jsou porézní. Ke korozi základního kovu dochází v případě výskytu elektrolytu na povrchu materiálu a při jakékoliv necelistvosti povlaku. Pokovené výrobky musí být dostatečně odolné proti korozi a bez pórů tak, aby vyhověly vhodným zkouškám pro konkrétní stupeň provozních podmínek. Přísnost zkoušky je dána i podkladovým kovem. Korozními zkouškami se kontroluje souvislost a jakost povlaků. Niklové povlaky jsou podle ČSN EN 12 540 ověřovány zkouškou AASS podle ČSN ISO 9227 Korozní zkoušky v umělých atmosférách. Zkoušky solnou mlhou. Doba trvání zkoušek však příliš nesouvisí s dobou technického života hotových výrobků.
Korozní produkty niklu tvoří tmavé až černé vrstvy, korozní produkty mědi tvoří výrazně zelené skvrny. Ke koroznímu napadení podkladu dochází po asi 8 hodinách zkoušky AASS při tloušťkách niklového povlaku cca 10 µm. Na řadě výrobků zkoušených ve SVUOM byl po korozní zkoušce zjištěn na povlaku výskyt puchýřů, což také svědčí o pórovitosti povlaku a snížení jeho přilnavosti vlivem průniku vlhkosti k podkladovému kovu.
V případě zkoušky v podmínkách neutrální solné mlhy (NSS) dochází ke korozi podkladového kovu v místech nesouvislého povlaku, ale defekty povlaku se projeví ve formě puchýřů a následně ve formě odlupování povlaku. V případě defektů a nespojitostí v elektrolyticky vyloučeném niklovém povlaku vzniká korozní napadení podkladové oceli i po krátkém působení vysoké relativní vlhkosti, např. v místě svaru, kde je povrch nerovný; byla nespojitá i mezivrstva mědi.
Ještě v roce 1994 uváděly odborné podklady, že niklové povlaky bez krycích chromových povlaků nejsou příliš používány a v důsledku toho byly k dispozici jen omezené údaje o jejich chování při zrychlených korozních zkouškách a ve skutečném provozu. Podle údajů z databáze galvanických a chemických povrchových ochran je četnost chromování 4 %, a je tedy pravděpodobné, že z celkových 11 % niklovaných výrobků je jich většina bez krycích chromových povlaků. V řadě případů hodnocených ve SVUOM byla zjištěna výrazně nižší tloušťka povlaku, než byla předepsána a v důsledku toho povlaky nevyhověly v korozní zkoušce.
Ing. Kateřina Kreislová
Ing. Lukáš Pacák
Všechny obrázky, tabulky a grafy naleznete v tištěné podobě časopisu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Vydání #4
Kód článku: 50434
Datum: 13. 04. 2005
Rubrika: Odborná příloha / Povrchové úpravy
Autor:
Firmy
Související články
Perfektní povrchová úprava

Ten, kdo vytváří povlaky, může dosáhnout bezvadných výsledků pouze důkladnou předpřípravou povlakovaného povrchu. Také za tímto účelem investovala firma Bot Oberflächentechnik z Kulmbachu do nového zařízení – a dosáhla tak nakonec fascinujících výsledků.

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.

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.

Související články
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.

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.

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.

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.

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.

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).

Kompaktní řešení Zapoj a spusť

Surffinisher je inovační metoda inline omílání vysoce kvalitních, geometricky složitých součástí během výrobního cyklu , která otevírá nové možnosti pro automatizované, vysoce přesné obrábění definovaných ploch jednotlivých součástí. Kompaktní omílací systém Zapoj a spusť lze snadno integrovat do výrobních linek.

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.

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.

Tryskání a hlavní příčiny, které snižují životnost ocelových konstrukcí

Nové metody abrazivního tlakovzdušného tryskání, které oproti tradičním technologiím staví na přesném nastavení a elektronické kontrole procesu, jsou určeny pro dokonalou a včasnou přípravu povrchu ocelových konstrukcí před nanášením povrchových úprav. Jsou spolehlivější, rychlejší, tím i výrazně úspornější v provozních nákladech a také v celkové ekonomice technologie.

Lehké konstrukce automobilů - Specifické povlaky hlubokotažných ocelí

Na konstrukční materiály používané při stavbě automobilové karoserie jsou kladeny mimořádné požadavky. Specifické podmínky musejí splnit zejména vnější povrchové díly karoserie, které jsou nositeli designu vozu a které tím i do značné míry rozhodují o prodejnosti a úspěšnosti daného modelu. Kromě základních mechanických podmínek musejí povrchové díly splnit perfektní lakovatelnost, mimořádnou korozní odolnost, ale také musejí mít schopnost bezproblémového zpracování – ať už lisováním, nebo rozmanitými technologiemi spojování, jako je laserové pájení a lepení.

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