Przygotowanie Powierzchni

Wprowadzenie

Już od ponad 100 lat cynk jest wykorzystywany do katodowej ochrony stali przed korozją. W przemyśle mają zastosowanie cztery główne techniki wykończenia powierzchni: cynkowanie ogniowe, cynkowanie mechaniczne, cynkowanie galwaniczne oraz cynkowanie płatkowe. Podczas gdy cynkowanie ogniowe używane jest głównie do zabezpieczania powierzchni elementów konstrukcyjnych lub taśm stalowych, to cynkowanie mechaniczne, galwaniczne oraz płatkowe stosuje się do pokrywania dużych ilości elementów drobnicowych, takich jak wkręty, śruby, nakrętki, podkładki itp. Duże detale mogą być cynkowane galwanicznie na zawieszkach lub płatkowo z użyciem metody natryskowej lub zanurzeniowej. Przy cynkowaniu mechanicznym stosowane są kielichy obrotowe, galwanicznym – bębny, a płatkowym – różnego rodzaju wirówki. Aby zwiększyć ochronę przed korozją w różnych technikach cynkowania wykorzystywane są dodatkowe metale (Ni, Sn, Al, Fe, itd.) lub jony metali (szczególnie w odniesieniu do płatków cynku). Rysunek 1 przedstawia typową wirówkę z systemem planetarnym o wydajności 2 ton/h [1, 2, 3, 4].

Ze względu na całkowite wyeliminowanie wodorowania w procesie cynkowania płatkowego, powłoki te są powszechnie stosowane na śrubach o twardości wyższej niż 35 HRC lub posiadających klasę wytrzymałości >10.9. Dla uzyskania srebrnego wykończenia i wysokiej odporności korozyjnej spełniającej wymagania branży motoryzacyjnej, na powłokach cynku galwanicznego stosuje się pasywację grubopowłokową zwykle w połączeniu z transparentnym uszczelniaczem. Uzyskanie powłok czarnych o wysokiej odporności jest większym wyzwaniem.  Jednak czarne systemy cynkowania płatkowego, takie jak Zintek 300 B w połączeniu z organicznym uszczelniaczem, Techdip Black SL lub Techseal Black SL, uzyskują wymagany współczynnik tarcia oraz wysoką odporność korozyjną (>240 godzin do białej korozji oraz >720 godzin do korozji czerwonej w teście neutralnej mgły solnej zgodnie z ISO 9227). Tabela 1 przedstawia porównanie różnych metod cynkowania.
Powłoki cynku galwanicznego i mechanicznego zapewniają ochronę katodową, lecz do wytworzenia bariery ochronnej wymagają zastosowania dodatkowej warstwy konwersyjnej w połączeniu z uszczelniaczem. Prawidłowo nałożona powłoka cynku płatkowego łączy w sobie ochronę katodową z dodatkową barierą. Podczas wygrzewania nałożonej powłoki płatków cynkowych dochodzi do międzyfazowego połączenia płatków cynku (połączenie elektryczne), które otoczone żywicą, tworzą barierę ochronną. Dodatkowe połączenie z obecnymi w żywicy metalami (Al) i/lub jonami metali (Ti2+), zapewnia doskonałą odporność korozyjna nawet przy grubości 8 µm (czarne i srebrne powłoki bazowe)! Aby osiągnąć takie właściwości wymagany jest dobry rozkład płatków o precyzyjnie określonym rozmiarze [5].
Aby wyjaśnić mechanizm ochrony korozyjnej, systemy cynkowania płatkowego poddano badaniu elektrochemicznemu i porównano z powłoką cynku galwanicznego