• Reklama
    A1 - kabe

Szukaj

    Reklama
    B1 tiger-coating 18.08.2022-24.01.2023 Julian przedłużony do końca 2024

    Galwanotechnika

    Wydanie nr: 2(106)/2017

    Artykuły branżowe

    Galwanotechnika

    ponad rok temu  20.04.2017, ~ Administrator,   Czas czytania 11 minut

    Elementy pokryte w procesie Zinni® 220 przy 1,2 A/dm² poddane testowi przyczepności.

    Elementy pokryte w procesie Zinni® 220 przy 1,2 A/dm² poddane testowi przyczepności.

    Strona 2 z 5

    Parametry procesu ustawiono zgodnie z instrukcjami technologicznymi. 
    Grubości oraz stężenia niklu w powłoce zmierzono metodą fluorescencji rentgenowskiej na urządzeniu firmy Fisher (XRF). Odporność korozyjną badano na śrubach M10 w teście neutralnej mgły solnej zgodnie z ASTM B-117 oraz w teście cyklicznym zgodnie z VDA 233-102. Do badania struktury fazowej przygotowanych paneli zastosowano metodę dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego z użyciem urządzenia firmy Rigaku z promieniowaniem Cu kα. Oprogramowanie Bruker EVA posłużyło do identyfikacji fazy, a metoda Rietvelda do oceny ilościowej. Strukturę powłok badano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego ze zorganizowaną wiązką jonów FEI Helios Nanolab 660. 

    Wyniki i dyskusja

    Tworzenie fazy gamma a struktura powłoki

    Wiadomo jest, że wysoka odporność katodowa powłoki cynk-nikiel jest wynikiem tworzenia fazy γ. Nie jest to jedyna faza powstająca podczas formowania się powłoki cynk-nikiel zarówno w elektrolitach kwaśnych, jak i alkalicznych, jednak przy stężeniu niklu 12-15% występuje największe nasilenie fazy γ w powłoce, co tym samym gwarantuje wysoką odporność korozyjną [1-4]. Do analizy struktury fazowej nałożonej powłoki ZnNi zastosowano metodę dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. 
    Na rys. 1 widoczna jest dominująca faza γ w strukturze powłoki. Zdjęcia przedstawiają strukturę powłok uzyskanych w aplikacji zawieszkowej i bębnowej. Pęknięcia widoczne w powłoce uzyskanej w aplikacji zawieszkowej są wynikiem przygotowania próbki (cieńszy materiał podłoża w porównaniu z aplikacją bębnową), a nie typową wadą powłoki kwaśnego cynku-niklu. W strukturze powłok Zinni® 220 uzyskanych w aplikacji bębnowej i zawieszkowej widoczne są nieznaczne różnice. W aplikacji bębnowej występuje charakterystyczne nakładanie powłok jedna na drugą. 

    Szybkość nakładania i rozkład grubości w aplikacji zawieszkowej
    Porównanie szybkości krycia, rozkładu grubości i zawartości niklu w powłokach otrzymanych z elektrolitów kwaśnych i alkalicznych przeprowadzono z użyciem standardowych paneli komórki Hulla. W przypadku procesu alkalicznego zastosowano anodę stalową, w przypadku kwaśnego – niklową. Wszystkie pozostałe parametry (temperatura, mieszanie, pH, stosunek Zn/Ni itp.) ustawiono zgodnie z instrukcją technologiczną. Po procesie panele zostały wypłukane i wysuszone w strumieniu sprężonego powietrza. Grubość powłoki i stężenie niklu zmierzono w dziesięciu punktach, przy czym punkt pierwszy zaznaczono 1 cm od krawędzi w wysokich gęstościach prądowych, kolejne punkty rozmieszczone są co 1 cm w kierunku niskich gęstości. Ostatni punkt leży 2 mm od krawędzi panelu w niskich gęstościach prądowych. Zdjęcie na rysunku 2 pokazuje typowy panel komórki Hulla pokryty powłoką Zinni® 220 z zaznaczonymi punktami pomiaru. Bazując na zebranych danych na rysunku 2 porównano różne systemy cynko-niklowania. 
    Na rysunku 2 widać, że rozkład grubości w elektrolicie alkalicznym jest lepszy niż w kwaśnych. Jednak porównując grubości powłok z elektrolitów Zinni® 220 oraz konwencjonalnego cynku-niklu kwaśnego w niskich gęstościach prądowych (patrz punkty pomiarowe 9 oraz 9.8) dla Zinni® 220 otrzymujemy lepsze rezultaty. Całkowity rozkład grubości również jest zauważalnie lepszy.
    Zmierzone stężenie niklu w powłoce we wszystkich przypadkach mieści się w przedziale 12-15 % i zmienia nieznaczne w zależności od gęstości prądowych. Warto zwrócić uwagę na fakt zmniejszania stężenia niklu w powłokach cynku-niklu kwaśnego ze wzrostem gęstości prądowych. 
    W przypadku elektrolitów alkalicznych obserwujemy przeciwstawne zachowanie. Obserwacja ta została potwierdzona przez inne badania [5]. 
    Ze względu na powszechne wykorzystywanie kwaśnych elektrolitów ZnNi do pokrywania żeliwa, rozkład grubości powłoki porównano również na zaciskach hamulcowych pokrytych w procesie Zinni® 220 oraz konwencjonalnym kwaśnym ZnNi. Na rysunku 3 widać, że grubość powłoki w obszarze niskich gęstości prądowych jest 30% wyższa z użyciem procesu Zinni® 220 w porównaniu do konwencjonalnego procesu ZnNi kwaśnego dla tych samych parametrów pokrywania (8.7 µm vs. 5.5 µm).

    GALERIA ZDJĘĆ

    Rysunek 1. Zapis dyfrakto­metryczny dla powłoki Zinni® 220; zgład FIB powłoki Zinni® 220 – (a) zawieszka (b) bęben.
    Rysunek 2. Porównanie rozkładu grubości powłok ZnNi na panelach komórki Hulla pokrytych w elektrolitach Zinni® 220, konwencjonalnym kwaśnym oraz alkalicznym ZnNi.
    Rysunek 3. Porównanie grubości powłok cynk-nikiel na zaciskach hamulcowych pokrytych w elektrolitach Zinni® 220 oraz konwencjonalnym ZnNi kwaśnym; parametry pokrywania: 2,5 A/dm2, 60 min. pH = 5,4, temp.= 35°C.
    Rysunek 4. Grubość zmierzona w różnych punktach, 0,7 A/dm2 vlcd: very low current density area – obszar bardzo niskich gęstości prądowych lcd: low current density area – obszar niskich gęstości prądowych hcd: high current density area – obszar wysokich g
    Rysunek 5a. Punkty pomiarowe na śrubie pokrytej w różnego rodzaju elektrolitach przy 0,5 A/dm² zmierzone z użyciem SEM; obszar gwintu (a).
    Rysunek 5b. Punkty pomiarowe na śrubie pokrytej w różnego rodzaju elektrolitach przy 0,5 A/dm² zmierzone z użyciem SEM; obszar łba (b).
    Rysunek 6. Porównanie sprawności prądowych zależnie od gęstości prądowych różnych procesów ZnNi, mierzonych grawimetrycznie w elektrolitach świeżo sporządzonych (a); elektrochemiczne badanie sprawności prądowej zależnie od gęstości prądu dla procesu Zinni
    Rysunek 7a. Śruby M10 pokryte w procesie Zinni® 220 i pasywowane w procesieTridur DB, wygrzewane (odwodorowanie) w 210°C w czasie 4 h po procesie pasywowania; próbki przed testem w komorze solnej (a) oraz po 504 h (b); test zgodny z ASTM B-117.
    Rysunek 7b. Śruby M10 pokryte w procesie Zinni® 220 i pasywowane w procesieTridur DB, wygrzewane (odwodorowanie) w 210°C w czasie 4 h po procesie pasywowania; próbki przed testem w komorze solnej (a) oraz po 504 h (b); test zgodny z ASTM B-117.
    Rysunek 8. Śruby M10 pokryte w procsesie Zinni® 220, pasywowane w procesie Tridur DB i uszczelnione w dwóch różnych uszczelniaczach (Corrosil® Plus 501 – po lewej oraz Corrosil® Plus 315L – po prawej), próbki przed testem w komorze solnej (a) po 240 h (b)
    Rysunek 9a. Elementy pokryte w procesie Zinni® 220 przy 0,7 A/dm² (a) oraz 1,2 A/dm² (b) poddane testowi przyczepności.
    Rysunek 9b. Elementy pokryte w procesie Zinni® 220 przy 0,7 A/dm² (a) oraz 1,2 A/dm² (b) poddane testowi przyczepności.

    Komentarze (0)

    dodaj komentarz
    Aby dodać komentarz musisz podać wynik
      Nie ma jeszcze komentarzy...