Overfladebehandlingsservice

Flere almindelige metaloverfladebehandlinger og deres udvælgelsesmetoder

 

 

Som et materiale, der er meget udbredt i industrien og dagligdagen, har forbedring og beskyttelse af metalydeevne altid været et forskningshotspot inden for materialevidenskab. Metaloverfladebehandlingsteknologi giver metaller nye egenskaber såsom korrosionsbestandighed, slidstyrke og æstetik ved at ændre den kemiske sammensætning eller fysiske struktur af metaloverfladen. Det følgende introducerer flere almindeligt anvendte metaloverfladebehandlinger til reference og valg i mekanisk strukturdesign.

Galvanisering

Definition: Galvaniseret metal kan defineres som metal, der er blevet behandlet med en galvaniseringsproces for at afsætte et lag zink på metaloverfladen for at forhindre rust. Generelt er galvaniseringsprocessen at nedsænke metallet i varm zink for at danne et zinklag, der har en kemisk binding til metaloverfladen, hvorved der tilvejebringes en beskyttende belægning.

 

 

Anvendelse: Mange metaller kan galvaniseres, men de mest almindelige er stål og jern. Jernholdige metaller, herunder støbestål, støbejern, formbart støbejern, varmvalset stål og koldvalset stål, er ofte galvaniseret. I modsætning hertil udvikler ikke-jernholdige metaller som kobber eller aluminium ikke en galvaniseret belægning som følge af galvaniseringsprocessen.

Galvaniseringsprocessen: Galvaniseringsprocessen består af tre hovedfaser: inklusive: Overfladeforberedelse, egentlig galvanisering og efterbehandling. Det er afgørende at forberede overfladen korrekt og følge de korrekte trin efter galvaniseringsprocessen for at sikre belægningens funktionalitet og æstetik.

 

 

Sådan virker det: Under galvaniseringsprocessen interagerer zink med jernet i metallet og danner et sejt legeringslag. Dette beskyttende lag hjælper med at beskytte uædle metallet mod ætsende midler, herunder syrer, baser og gasmiljøer, og forlænger således basismetallets levetid. Dette beskyttende zinklag fungerer også som et offerlag; hvis det udsættes, vil det korrodere hurtigere end basismetallet og dermed beskytte det mod rust og korrosion. Andre behandlinger, såsom kromatering, kan forbedre de beskyttende egenskaber af galvaniseret metal, hvorfor det er meget udbredt i bygge-, bil- og fremstillingsindustrien.

Typer af galvaniseringsprocesser

Varmgalvanisering

Varmgalvanisering, eller varmgalvanisering, er en proces, hvor korrekt renset metal dyppes i smeltet zink. Zinket smelter sammen med metalsubstratet for at danne en metallurgisk binding, hvilket skaber et beskyttende lag. Denne metode er hurtig og billig, men kan resultere i lag af varierende tykkelse.

Forgalvanisering

Forgalvanisering udføres under den første fase af stålfremstilling. Metalpladen renses, føres gennem et zinkbad og rulles op. Selvom dette giver en ensartet belægning, kan det skabe udsatte områder fra andre fremstillingsprocesser.

Elektro-galvanisering

Elektro-galvanisering bruger en elektrolyt og en elektrisk strøm til at få zinkioner til at binde sig til stålet. Denne metode giver et nøjagtigt og ensartet lag af belægningsmateriale, men er generelt mindre end varmgalvanisering.

Derfor har hver galvaniseringsmetode sine fordele og ulemper, og det er afgørende at vælge den mest passende teknologi til dit projekt.

Udvalg af galvaniseret stål og aluminium

Galvaniseret aluminium og stål er meget udbredt i mange industrier på grund af deres unikke fysiske og kemiske egenskaber. Galvaniseret stål er kendt for sin fremragende holdbarhed og korrosionsbestandighed og bruges ofte i bilfremstilling, bygning af tage og hegnskonstruktion. Samtidig skiller aluminium sig ud for sin lave tæthed og høje specifikke styrke, og spiller en vigtig rolle inden for transportområder som luftfart, navigation, jernbanetransport samt inden for byggeri og elektroteknik.

Ved fremstilling af ventilatorvinger, selvom både galvaniseret stål og aluminium bruges, er galvaniserede aluminiumsplader mere begunstigede på grund af deres lavere vægt. Men til kanaler til HVAC-systemer og ventilatorhuse er galvaniserede stålplader det foretrukne materiale på grund af deres omkostningseffektivitet og lette forarbejdning.

Med hensyn til duktilitet vinder aluminium med sin fremragende duktilitet og kan let formes til en række forskellige former uden at miste sin iboende styrke. Til sammenligning, selvom galvaniseret stål også har en vis grad af duktilitet, er dets ydeevne lidt ringere end aluminium med hensyn til formning og formning. Når man står over for projekter, der kræver kompleks formgivning eller design, er aluminium det foretrukne materiale på grund af dets fleksibilitet. Det er værd at bemærke, at stål også kan dannes mere frit efter varmebehandling, selvom denne proces er mere teknisk kompleks.

 

 

Fordele:

Zinklaget på ståloverfladen beskytter delen mod korrosion ved at fungere som et offerlag, der korroderer før underlaget.

Det er stærkt bundet til underlaget. Derfor er der ingen risiko for afskalning.

Zinkmetal er relativt billigere end krom og nikkel. Derfor er zinkbelægning mere omkostningseffektiv end anden galvanisering.

Termisk stabilitet er en anden fordel ved zinkbelægning.

Kompleksiteten af ​​substratgeometrien påvirker ikke zinkaflejringsprocessen.

Brugen af ​​zinkbelægning til at beskytte metaldele forbedrer den oprindelige ledningsevne af substratdelen, hovedsageligt for jernholdige materialer.

Ulemper:

Tykkere belægninger (normalt > 25 µm) kan forårsage skørhed og revner i zinklaget.

Hydrogengas kan trænge ind i stålet under elektrolyseprocessen og kan forårsage skørhed og risiko for svigt.

Det visuelle udseende kan forringes over tid.

Det er begrænset til klorid-tilbøjelige miljøer, især når man sammenligner forkromning med zinkbelægning.

 

 

Fordele:

Det giver slidstyrke, korrosionsbestandighed, ridsebestandighed, hårdhed og lav friktion til de belagte dele eller komponenter.

Den smukke skinnende og reflekterende finish af krom gør den velegnet til at forbedre ydeevne og udseende.

Den kemiske inertitet af krom over for visse kemikalier, opløsningsmidler og olier kan beskytte komponenterne nedenunder mod disse eksterne faktorer.

Denne type plettering kan også korrigere mindre overfladeuregelmæssigheder og ufuldkommenheder.

Den forkromede overflade er nem at rengøre.

Ulemper:

Råkrom er dyrere end andre belagte metaller, så denne overfladebehandling er dyrere end andre overfladebehandlinger.

Brugen af ​​hexavalent chrom kan udgøre sundhedsrisici. Derfor kræves strenge kontrolsystemer i denne proces.

Når først belægningen er beskadiget eller pillet af, er den svær at reparere.

At opnå en ensartet krombelægning på komplekse former kan være udfordrende.

 

 

 

Fordele:

Anbefalede egenskaber for nikkelbelægning Gør hovedoverfladen slidstærk, slidbestandig og korrosionsbestandig.

Det kan forbedre arbejdsmaterialets elektriske ledningsevne.

Elektrofri fornikling sikrer ensartet plettering selv for komplekse geometrier såsom indvendige huller og riller.

Fornikling giver et lyst og skinnende sølv udseende.

På grund af nikkels termiske egenskaber kan forniklede dele modstå høje temperaturer.

Ulemper:

Det udviser inertitet over for nogle kemikalier såsom alkalier, petroleum, saltvand og nogle bløde syrer. Dette galvaniserede metal koster mere, hvilket gør galvaniseringsprocessen dyr.

Porøsiteten af ​​nikkel får dets korrosions- og slidstyrke til at være relativt lavere end for zink og forkromning.

Nikkelbelagte overflader kræver regelmæssig rengøring og polering for at bevare finishen på lang sigt.

 

 

Passivering

Passivering er en rustsikker overfladebehandlingsmetode, der forbedrer metallers korrosionsbestandighed ved kemisk at reagere med metaloverfladen og danne et oxidlag.

 

 

Anvendelsesområde

Passivering er generelt anvendelig til metalmaterialer såsom rustfrit stål og aluminiumslegeringer.

Proces egenskaber

Passiveringsprocessen omfatter trin som rengøring, iblødsætning, behandling af passiveringsmiddel, neutralisering, rengøring og lufttørring. Omkostningerne ved passivering er relativt lave, fordi prisen på passiveringsmidlet er relativt lav, og den bør gennemføres. Dog kan der være en lille mængde metalioner på overfladen efter passivering, hvilket vil have en vis indvirkning på miljøet.

Princip for passivering af rustfrit stål: Chromet i rustfrit stål reagerer med ilt i luften og danner et passiveret kromoxidlag med anti-korrosionsegenskaber, mens det frie jern i legeringen accelererer korrosion. Dette opløser det frie jern og forbedrer chromoxidlaget, hvilket gør metallet mere korrosionsbestandigt.

 

Anodisering

Definition: Anodisering er en elektrolytisk proces, der øger størrelsen af ​​oxidlaget på overfladen af ​​et metal, hvilket gør det mere korrosionsbestandigt. Denne metode bruges hovedsageligt til aluminium.

 

 

Behandle

·Forberedelse: Aluminiumslegeringen renses og anbringes i en svovlsyreelektrolyt.

·Elektrolytisk proces: Aluminium bruges som anode og et materiale, der ikke reagerer med elektrolytten, såsom rustfrit stål, nikkel eller kulstof, bruges som katode.

· Dannelse af oxid: Når der påføres spænding, producerer anoden oxygen, som reagerer med aluminiumet og danner et lag af aluminiumoxid.

Typer af elektrolytter og deres virkninger:

·Ved 10 grader danner 15-25% svovlsyre et oxidlag på ca. 25µm/time på delen.

·Oxalsyre og svovlsyre ved 30 grader danner et oxidlag på omkring 0 mm i timen.

·10% kromsyre ved 38-42 grader danner et oxidlag på omkring 15µm/time.

Fordele

· Holdbarhed: Overfladen bliver tættere og mere slidstærk.

· Æstetisk appel: Anodisering kan også give en mat overflade, men den kan tones til en permanent farve.

·Forbedret belægning: Ru overflader er også gavnlige til maling og andre former for belægning, fordi de hæfter bedre til den teksturerede overflade.

Anodisering er særligt velegnet til dele, der kræver slidstyrke, korrosionsbestandighed og æstetik.

Valg mellem anodisering og passivering

1. Hvis det kun er for at forhindre rust eller korrosion på metaloverfladen, og omkostningsreduktion er hovedovervejelsen, så er passivering et godt valg. Hvis du har brug for at forbedre oxiderbarheden, hårdheden og holdbarheden af ​​metaloverfladen, og ikke har noget imod de relativt høje omkostninger, kan du vælge anodisering.

2. Laserskadetærsklen for passivering og mikrobueoxidation er højere, mens skadetærsklen for kemisk nikkelplettering, anodiseret sort og hårdanodiseret overflade er lavere. [Litteraturkilde: China Laser 43 Bind 12: Indflydelsen af ​​overfladebehandlingsprocessen på laserskadekapaciteten af ​​aluminiumslegering]

Sort anodisering

De fremstillede aluminiumsdele opnår en beskyttende og smuk overflade gennem den sorte anodiseringsproces. Det giver en sort mat finish og forbedrer korrosionsbestandighed, slidstyrke og slidstyrke.

(Indsæt billede)

Sort anodisering starter med den normale anodiseringsproces, og derefter suger det anodiserede aluminium pigmentet ind i det sorte farvestof gennem porerne i det dannede aluminiumoxidlag.

 

Kemisk film

Kemisk film eller chromatkonverteringscoating er en anden passiveringsproces, der anvendes på aluminium. Det involverer at nedsænke metaloverfladen i en kemisk opløsning og derefter sprøjte eller børste den. Denne behandling ændrer ikke på metallets dimensioner og kan bruges som underlag for andre organiske belægninger. Kemisk film bruges også til at reparere anodiserede overflader og forberede overfladen til efterfølgende anodisering. Det sidste lag kan være en gennemsigtig gul eller solbrun farve, som får en gul farvetone til at fremstå på det behandlede metal.

 

Galvanisering

Galvaniseringsprocessen afsætter et metal på overfladen af ​​et andet metal gennem sur hydrolyse. I denne proces bruges det metal, der skal pletteres, som en katode (negativt ladet) og en offeranode (positivt ladet), såsom sølv, anvendes. For eksempel kan en offersølvanode afsætte en katode af stål eller aluminium. Galvanisering er en proces, der hjælper med at forbedre en dels korrosionsbestandighed og styrke.

 

 

 

Pulverlakering er en tør proces, hvor et tørt pulver påføres et underlag. Det adskiller sig fra flydende belægninger, der bruger fordampende opløsningsmidler: pulverbelægningsprocessen involverer elektrostatisk sprøjtning efterfulgt af hærdning af belægningen med varme eller UV-lys. Pulverne, der kan anvendes, kan enten være termoplastiske eller termohærdende. Derudover giver det en hårdere, mere ensartet overflade end traditionelle belægninger, hvilket gør den mere effektiv. Polymerpulvere kan nemt påføres metaller som aluminium og stål, hvilket giver overfladen en hård og attraktiv finish.

 

 

 

Teflon belægning (PTFE) plastik konge

Teflon, teflonsprøjtning, tykkelsen er ca. 50-100um

Anvendelseseksempler: belægningsgryder, varmskærende knive, ruller

Temperaturområde: langsigtet 240-260 grader, kortsigtet over 300

Proces egenskaber:

1. Glat overflade. Mobiltelefonarmaturer, kameradele, ruller

2. Selvsmørende, øge slidstyrken. Gummiringe, stempelringe, rotorer, glideskinner, gear, stempler

3. Non-stick, håndtagslimning. Anti-lim produkter, sukker, filmpressende ruller, belægningsmaskiner

4. Høj temperatur modstand, slagfasthed, isolering, ingen skørhed ved lav temperatur, ingen smeltning ved høj temperatur

5. Korrosionsbestandighed, næsten ingen korrosion