Artykuły branżowe

Fot. 2.1. Aluminiowy zbiornik hamulca motocykla.

Gdy mamy już wyczyszczony detal ze starych farb należy go wypolerować. Jest to praca długa i żmudna, wbrew pozorom aluminium poleruje się dosyć ciężko, pył aluminiowy zapycha papier ścierny oraz krążki polerskie. Oczywiście im lepiej wypolerujemy powierzchnię, tym lepszy uzyskamy efekt końcowy. W zasadzie powierzchnia przygotowana pod chromowanie powinna być tak gładka, by dało się przejrzeć jak w lustrze. Proszę nie liczyć na to, że podczas miedziowania miedź wyrówna nierówności. Nic podobnego. Jeżeli będziemy mieli nierówności na powierzchni detalu, np. rysy od papieru ściernego, to one będą dalej, tyle że gładkie (błyszczące). Kolejny etap podczas obróbki aluminium to wytrawianie detalu. Tutaj w zasadzie stosuje się roztwory zawierające najczęściej mieszaniny wodorotlenek sodu oraz soli alkalicznych, np. węglan sodu, fosforan dwusodowy.

Fot. 2.2. Zbiornk po ściągnięciu lakieru i rozebraniu.

Proces galwanicznej obróbki aluminium, tak by w efekcie uzyskać detal pokryty warstwą miedź-nikiel-chrom, jest dosyć skomplikowany. Z punktu widzenia chemika aluminium jest metalem nieszlachetnym i w zasadzie szybko powinno ulegać korozji, ale ma taką właściwość, że łatwo pokrywa się tlenkiem, którego to warstwa chroni powierzchnię detalu przed dalszą korozją.

Proces przebiega w temperaturach 70-90oC. Po zanurzeniu detalu następuje gwałtowna reakcja objawiająca się sinym gazowaniem. Wydziela się wodór, który porywa bańki silnie zasadowej cieczy, czyli niezbędny jest tutaj wyciąg oparów. Po wytrawieniu należy zwrócić uwagę na stan powierzchni. Jeżeli trawimy odlewy aluminiowe, które zawierają krzem to na powierzchni będzie widoczny czarny nalot. Jest to krzem, plus ewentualne inne dodatki metali, które wchodzą w skład stopów aluminiowych. Następnym krokiem jest krótkie dotrawienie w roztworze kwasu azotowego, zwykle jest to roztwór 1:1. Czasami jeżeli na powierzchni jest krzem, to do tego roztworu należy dodać kwas fluorowodorowy w ilości ok. 5-10% (kwas fluorowodorowy reaguje z krzemem). Po wytrawieniu w kwasie azotowym następuje bardzo ważny proces - zacynkowanie. Jest to proces chemiczny. Na powierzchni aluminium należy wytworzyć warstwę cynku, który zabezpieczy nam powierzchnię aluminium przed utlenianiem. Do zacynkowania stosuje się roztwory tlenku cynku w wodorotlenku sodu - taki często stosowany skład to NaOH – 525g/l,

ZnO – 100g/l, chlorek żelaza(III) 1g/l, winian sodowo-potasowy - 10g/l. Literatura podaje, że niewielkie ilości chlorku żelaza, w połączeniu z winianem, polepszają przyczepność powłok galwanicznych na stopach aluminiowych. Czasami jako dodatki można spotkać sole niklu i miedzi. Proces przebiega w temperaturze pokojowej, zacynkowanie trwa 30 – 60s. Ja osobiście stosuję czas 50s. Na powierzchni detalu wytwarza się szara powłoka cynku. Uważny czytelnik zauważy, że w tabeli, gdzie jest podana kolejność procesów zacynkowanie i trawienie w kwasie azotowym jest prowadzone dwa razy. To nie błąd, tak ma być. Po wytworzeniu się pierwszej powłoki cynku na detalu należy ją ściągnąć w roztworze kwasu azotowego. O ile wcześniejszy roztwór kwasu azotowego zawierał kwas fluorowodorowy HF, to ten powinien być czysty bez HF. Czas zanurzenia wynosi ok. 20s. Powłoka cynku ulegnie rozpuszczeniu. Po wypłukaniu należy ponownie detal poddać zacynkowaniu. Dlaczego podwójne zacynkowanie? Stwierdzono, że druga warstwa cynku jest bardziej drobnokrystaliczna, co skutkuje lepszą przyczepnością do nakładanych powłok galwanicznych. Po drugim zacynkowaniu płuczemy detal i bezpośrednio poddajemy go miedziowaniu w kąpieli zasadowej. Świadomie piszę zasadowej, a nie cyjankowej, ponieważ obecnie na rynku można spotkać kąpiele miedziujące bazujące na pochodnych kwasu fosfoniowego. Taką kąpiel do miedziowania zasadowego kupuje się jako roztwór do rozcieńczenia. Kąpiele te pracują dosyć stabilnie przy pH ok. 9,5 w temp. ok. 45oC ale niestety są dosyć drogie. Mają tę zaletę, że po ostygnięciu nie następuje krystalizacja soli, jak również rozpad soli fosfonowych przebiega dużo wolniej, a nie tak, jak ma to miejsce w kąpielach opartych na pirofosforanach. Mają one tę właściwość, że stosunkowo łatwo rozpadają się w kąpieli z wytworzeniem jonów kwasy ortofosforowego, którego nie można usunąć z kąpieli a ma on znaczny wpływ na przyczepność miedzi. Z tym problemem borykałem się osobiście i w efekcie zakończyło się to wymianą kąpieli pirofosforanowej. Poszukiwania pomocy na międzynarodowym portalu galwanicznym www.finishing.com również nie przyniosły skutku, doradzono mi – wylać albo rozcieńczyć.

Fot. 2.3. Zbiornik struktura powierzchni.

Po zamiedziowaniu zasadowym należy detal wypłukać, dekapować. Często stosowanym roztworem do dekapowania jest 5% roztwór kwasu siarkowego. Można też kupić zestawy soli, które po rozpuszczeniu stosuje się jako roztwory dekapujące. Kolejną kąpielą jest miedziowanie kwaśne. W tej kąpieli detale miedziujemy już długo. Nakładamy stosunkowo grubą warstwę miedzi. I teraz, zależnie jak mieliśmy przygotowane podłoże, detal wyciągamy i dajemy do polerowania lub od razu następuje niklowanie (oczywiście po drodze jest obowiązkowe płukanie). Ideałem jest, by końcowy efekt uzyskać podczas jednokrotnego procesu bez polerowania międzyoperacyjnego. Czasami jest to niemożliwe. Miedź musi bowiem zalać nierówności a jej nadmiar należy zeszlifować, tak często bywa podczas renowacji części motocyklowych. Zwracam szczególną uwagę na polerowanie międzyoperacyjne miedzi. Należy wykonywać to bardzo ostrożnie. Przepolerowanie miedzi do aluminium dyskwalifikuje detal. Odkryte aluminium już się nie zamiedziuje w kąpieli zasadowej, nawet cyjankowej. Powłokę miedzi należy ściągnąć a cały proces powtórzyć. Jeśli idzie o niklowanie i chromowanie to procesy te są standardowe dobrze opisane i nie będę się tutaj rozpisywał (trochę na ten temat pisałem w poprzednich artykułach na łamach „Lakiernictwa Przemysłowego”).