povrchová úprava NOVÉ POZNATKY V TECHNOLOGII CHEMICKÉHO NIKLOVÁNÍ

Transkript

1 povrchová úprava ALTERNATIVNÍ PŘEDÚPRAVY POVRCHU PRO LAKOVÁNÍ TRICHROME - EKOLOGICKY ŠETRNÉ CHROMOVÁNÍ NOVÉ POZNATKY V TECHNOLOGII CHEMICKÉHO NIKLOVÁNÍ TECHNOLOGIE PRO ČERNÉ PASIVACE Z PORTFOLIA ATOTECH TECHNOLOGICKÁ ŘEŠENÍ ATOTECH PRO POKOV SLITIN ZN-NI PDF ČASOPIS NOVÉ PŘÍPRAVKY - TECHNOLOGIE - SLUŽBY ROČNÍK V. ČERVEN 2009 Ú V O D N Í S L O V O Červnové vydání je věnováno partneru našeho serveru, jednomu z předních dodavatelů zařízení, technologií a systémů pro ucelené spektrum funkčních a dekorativních povrchových úprav různých materiálů, včetně oceli, hliníku a plastů, společnosti Atotech CZ, a.s., Jablonec nad Nisou. Věříme, že po přečtení tohoto vydání získáte nejen přehled o novinkách společnosti, ale i důležité a zajímavé informace využitelné při Vaší pracovní činnosti. Přejeme všem hezkou dovolenou a hlavně lepší počasí L. Pachta V Hradci Králové ZPRÁVY ALTERNATIVNÍ PŘEDÚPRAVY POVRCHU PRO LAKOVÁNÍ ING. ROMAN KONVALINKA, ATOTECH CZ, A.S. UNIPREP A INTERLOX ALTERNATIVY K FOSFÁTOVÁNÍ Firma Atotech CZ, a.s. je tradičním dodavatelem chemických přípravků pro povrchové úpravy. Kromě galvanochemie nabízí nově i řadu přípravků pro práškové a mokré lakovny. železnaté fosfátování nahrazuje. UniPrep PRO (Phosphate Replacement Organic) je bezfosfátovou technologií, která na povrchu základního materiálu vytváří tenkou vrstvu organického polymeru. Tato vrstva, ač v řádu několika nanometrů, zajistí srovnatelnou, nebo i lepší korozní ochranu a přilnavost laku k základnímu materiálu jako železnatý fosfát. UniPrep PRO se aplikuje postřikem nebo ponorem při teplotě 20 C a nevyžaduje následný oplach. Technologii lze použít na všechny základní materiály včetně hliníku. Pro menší linky nebo méně náročné aplikace je určena sdružená technologie UniPrep SA-2, která spojuje nízkoteplotní odmaštění s podporou adheze v jednom kroku. UniPrep a Interlox jsou nejnovějšími řadami technologií pro předúpravu povrchu před lakováním. Tyto technologie nahrazují tradiční železnaté i zinečnaté fosfátování, přičemž principiálně odstraňují mnohé problémy spjaté s fosfátováním. Při použití tradiční fosfátovací technologie vznikají, jak je všeobecně známo, nežádoucí usazeniny a kaly, které způsobují četné provozní problémy jako je ucpávání trysek, potrubí, čerpadel a usazování na stěnách fosfátovacích komor. Navíc tradiční předúpravy před práškovým lakováním se zpravidla provozují při vyšších teplotách a produkují velké množství odpadního kalu, který je z environmentálního hlediska značně problematický. ODMAŠŤOVACÍ LÁZNĚ UNIPREP PERFEKTNÍ ODMAŠ- TĚNÍ S DLOUHOU ŽIVOTNOSTÍ Odmašťovací lázně z produktové řady UniPrep využívají vysoce emulgující povrchově aktivní látky pro odstranění veškerých olejů a nečistot. Všechny odmašťovací lázně UniPrep se používají při teplotách kolem 40 C a vynikají dlouhou životností. Ta se dá ještě prodloužit díky použití biotechnologie. Bioaktivní složky rozkládají organické látky, jakými jsou mimo jiné i nečistoty nebo mastnota, na oxid uhličitý a vodu. Tím dochází k přirozenému odbourávání nečistot v lázních a výraznému prodloužení jejich životnosti. Stojí za pozornost, že některé odmašťovací lázně Atotechu jsou v provoze bez výměny několik let! Navíc odmašťovací lázně UniPrep neobsahují silné komplexanty ani alkylfenolové povrchově aktivní látky, což umožňuje některé lázně vypustit už po naředění do běžné kanalizační sítě. BEZFOSFÁTOVÁ PASIVAČNÍ LÁZEŇ UNIPREP PRO PLNOHODNOTNÁ NÁHRADA ŽELEZNATÉHO FOSFÁTOVÁNÍ K dosažení dobré přilnavosti a korozní odolnosti je potřeba povrch nejen důkladně odmastit, ale i vytvořit na jeho povrchu korozně odolnou vrstvu. Toho se tradičně dosahuje pomocí vytvoření konverzní vrstvy železnatého fosfátu. Atotech přináší technologii UniPrep PRO, která Odmaštění UniPrep Aplikační zóny Oplach Pasivace UniPrep PRO ZIRKONOVÁ PASIVACE INTERLOX 5705 ALTERNATIVA K ZINEČNATÉMU FOSFÁTOVÁNÍ Sušení Schéma linky s technologií UniPrep PRO Do lakovny Pokud jsou Vaše nároky na předúpravu vyšší nebo zpracováváte větší množství hliníku, je vhodnější použít pasivační technologii Interlox Interlox 5705 je bezchromovou zirkonovou pasivací, která byla primárně určena jako náhrada šestimocného chromátování hliníku, nicméně ji lze s výhodou použít na všechny kovové základní materiály. Od technologie UniPrep PRO se liší tím, že na povrchu základního materiálu vytváří konverzní vrstvu oxidu zirkoničitého. Tato vrstva je vysoce korozně odolná a díky své krystalické struktuře výrazně zvyšuje adhezi laku na základní materiál. Protikorozními vlastnostmi se Interlox 5705 blíží nebo dosahuje kvalit zinečnatého fosfátování, ovšem za daleko příznivějších a jednodušších provozních podmínek. Technologie Interlox 5705 je provozována za teplot od 20 C, nevytváří žádné usazeniny a je mimořádně snadno použitelná ve všech linkách s alespoň čtyřmi procesními vanami nebo postřiky. ČERVEN 2009 povrchová úprava ( strana 1

2 Odmaštění Uniprep Oplach Aplikační zóny Pasivace Interlox 5705 Demi Oplach Sušení Schéma linky s technologií Interlox 5705 Do lakovny PŘEDÚPRAVY ATOTECHU JISTOTA PERFEKTNÍ A EKO- LOGICKY ŠETRNÉ PŘEDÚPRAVY Ať se rozhodnete pro jakoukoliv technologii předúpravy Atotechu pro Vaši lakovnu, jistě oceníte následující provozní a technologické výhody. Ochrana životního prostředí o Jednoduchá likvidace odpadních vod, eliminace fosforečnanů v odpadních vodách o Bioremediací se přirozeně odbourávají nečistoty a mastnota a tím se výrazně prodlužuje životnost lázní a snižuje se množství pevného i kapalného odpadu Odstranění problémů s usazeným fosfátem o Omezení čištění ucpaných trysek a nánosů v lakovacích linkách Univerzální použití o Lze použít na všechny kovové materiály včetně hliníku o Aplikovatelné ponorem i postřikem Energetické úspory o UniPrep i Interlox pracují při nízkých teplotách (20 C), což je minimálně o C méně než konvenční fosfátovací lázně o Nižší odpar z lázní, menší tepelné ztráty z procesních van Bezproblémový provoz o Provoz lázní není odlišný od běžného fosfátování, nejsou zapotřebí žádné technologické úpravy linky. o Naopak lze většinou některé stávající stupně vyřadit Vysoká kvalita předúpravy o UniPrep PRO je kvalitativně naprosto srovnatelným se železnatým fosfátem o Interlox 5705 se blíží kvalitou zinečnatému fosfátování na železných materiálech o Interlox 5705 bude od podzimu 2009 certifikovanou technologií podle Qualicoat ČERVEN 2009 povrchová úprava ( strana 2

3 TRICHROME - EKOLOGICKY ŠETRNÉ CHROMOVÁNÍ ING. EDUARD SCHAAB ATOTECH CZ, A.S. Jedním ze základních požadavků na technologie pro galvanické povrchové úpravy z hlediska ekologie v dnešní době je šetrnost k životnímu prostředí. Firma Atotech již mnoho let nabízí své výrobky plně vyhovující tomuto trendu. Chromovací lázně TriChrome jsou moderní, vysoce efektivní, produktivní a ekologicky šetrné dekorativní chromovací lázně. Jsou náhradou za dekorativní galvanické lázně založené na šestimocném chrómu a nabízí velmi vysokou úroveň technologie s mnoha přednostmi, jako například vyšší rychlost pokovování v porovnání s tradičním chromováním na bázi Cr 6+, širokou paletu odstínů povrchové úpravy, vysokou korozní odolnost při použití kombinace TriChrome + TriSeal a jak vyplývá z výše uvedeného, neobsahují Cr 6+ a díky tomu splňují veškeré ekologické požadavky. Produktová řada TriChrome nabízí několik variant barevnosti povrchové úpravy: - TriChrome Plus - TriChrome White - TriChrome Smoke - TriChrome Smoke 2. Základní variantou je TriChrome Plus což je nejvíce používaný proces pro pokovování trojmocným chrómem. Vyznačuje se vyšším nanášecím a krycím výkonem než lázeň založená na použití šestimocného chrómu. Vzhledově se pokov dá přirovnat k povrchu vysoce leštěné nerez oceli. Varianta TriChrome White se svým vzhledem nejvíce blíží ke vzhledu pokovu z lázně obsahující šestimocný chróm má téměř stejný odstín a lesk. Tento pokov nabízí rovněž vysokou korozní odolnost (při použití TriSealu ). Další výhodou je, že na TriChrome White lze jednoduše konvertovat lázeň TriChrome Plus. Další variantou je TriChrome Smoke, jež se svým unikátním šedotmavým odstínem blíží pokovům na bázi ruthénia, čehož se často využívá pro dekorativní díly v automobilovém průmyslu. Má rovněž vysokou korozní odolnost. Nejnověji vyvinutým produktem je lázeň TriChrome Smoke 2, která nabízí ještě teplejší a lépe fixovanou povrchovou úpravu a jednodušší ovládání procesu než TriChrome Smoke, ze které může být poměrně jednoduše konvertována. V souvislosti s korozní odolností je nutné zmínit se o vhodném Posttreatment procesu, v našem případě o řadě výrobků TriSeal, jež zvyšují korozní ochranu pokovu a zlepšují i další důležité vlastnosti. TriSeal IN má jednak antioxidační funkci a rovněž zvyšuje barevnou stabilitu výsledného povlaku. TriSeal II snižuje efekt otisku prstů při následné manipulaci se zbožím a lze jej samozřejmě kombinovat s TriSeal IN. Instalace těchto lázní vyžaduje čistou vanu, vybavenou vzduchováním, topnými registry s dostatečnou plochou a teplotní regulací, kvalitní filtraci a dávkovací zařízení pro dvě složky s řízením dle prošlých Ahod.. Výhodou instalace je použití grafitových anod zavěšených na titanových závěsech. Nevznikají tak problémy jako při použití olověných anod. Pro zvýšení životnosti elektrolytu je doporučováno instalovat ionexovou stanici na zachytávání zbytkových znečištění kovovými ionty. Základní přísady do lázně jsou 3 z toho dvě v tekuté formě, které se dají velmi dobře automaticky dávkovat. Shrneme-li si přednosti a výhody lázní TriChrome, dostaneme následující přehled: - jednoduchá manipulace a zvýšená bezpečnost práce při používání těchto lázní neobsahují Cr6+ - mají vysokou produktivitu a účinnost díky rychlejšímu nanášení - mají vyšší účinnost v oblasti LCD - redukují vznik bílých závojů jsou více kompaktibilní s Ni vrstvami - jsou tolerantnější na přerušení přívodu proudu a je snížena zmetkovitost kvůli napalování - použití grafitových anod zajišťuje vysokou účinnost a nevzniká olověný kal jako při použití olova - rovněž systém odsávání může být jednodušší nejedná se o jedovaté páry jako u Cr6+ - při použití s ionexovou stanicí jsou velmi tolerantní na znečištění kovy - splňují požadavky na vysokou korozní odolnost TriChrome Barevné varianty 50 tmavá lesklá 100 Ruthenium Dark TriChrome Smoke2 TriChrome Smoke TriChrome Plus TriChrome White - velmi vhodné jsou pro POP aplikace a pro pokovování bezniklových povrchů, jako např. bílé bronzi - široká škála odstínů nabízí uplatnění v různých designerských aplikacích - z hlediska ekonomiky je výhodný nižší obsah kovu v lázní, což umožňuje redukovat náklady na pomocné operace. Galvanické lázně řady TriChrome od firmy Atotech nabízejí ekologicky šetrné chromování. Cr 6+ ČERVEN 2009 povrchová úprava ( strana 3

4 NOVÉ POZNATKY V TECHNOLOGII CHEMICKÉHO NIKLOVÁNÍ ING. LADISLAV OBR, CSC, ATOTECH CZ, A.S. Počátky technologie chemického niklování se datují do druhé poloviny 19. století. První patent na tuto technologii byl přihlášen v roce Průmyslového rozšíření a využití však tato technologie zažila až po roce Chemické niklování nepatří mezi nejrozšířenější technologie. To je dáno jednak energetickou náročností procesu, pracuje se při teplotě okolo 90 o C a jednak vysokými požadavky čistotu a přesnost při vlastním niklování. Od svého vzniku prošlo chemické niklování mnohými vývojovými stupni, ale princip zůstal a lze ho shrnout do následujících rovnic: NiSO 4 + 3NaH 2 PO 2 + 3H 2 O = Ni + 2H 2 + H 2 SO 4 + 3NaH 2 PO 3 (1) 3NaH 2 PO 2 = NaH 2 PO 3 + 2P + 2NaOH + H 2 O (2) Obě rovnice lze shrnou do níže uvedeného tvaru : NiSO 4 + 6NaH 2 PO 2 = Ni + 2P + 2H 2 + Na 2 SO 4 + 4NaH 2 PO 3 (3) Reálně používané lázně pro chemické vylučování niklu jsou složitější a obsahují mimo složky zabezpečující přísun niklu a redukčního činidla, celou řadu pro provoz nezbytných složek. Jedná se především o: - komplexační činidla - katalyzátor - stabilizátor - pufrační složku - regulátor ph - smáčedla. Jako hlavní redukční činidla jsou používány fosfornan sodný, borohydrid sodný nebo dimetylaminoboran. Povlak niklu není vylučován jako čistý nikl ale ve formě binární nebo ternární slitiny. Jedná se o slitiny NiP, NiB, NiCoP, NiWP, atd. Nejrozšířenější a technicky nejpoužívatelnější je slitina NiP a tvoří 98% chemicky vyloučených povlaků niklu. Tabulka č.1 Rozdělení povlaků podle obsahu fosforu ve vyloučené slitině NiP Povlak Obsah P v % w/w Podíl trhu v % Nízký obsah fosforu Nízký až střední obsah fosforu Střední obsah fosforu Vysoký obsah fosforu > 10,5 25 Obsah fosforu v povlaku lze regulovat jednak vlastním složením niklovací lázně a dále podmínkami, za kterých k vylučování dochází. Obsah fosforu v povlaku má podstatný vliv na následné mechanické a chemické vlastnosti vyloučeného povlaku. Povlaky chemického niklu lze ještě tepelně ošetřit a zvýšit jejich tvrdost z 500 až 600 HV (0,1) na 900 až HV (0,1). Tyto hodnoty se již blíží tvrdosti chromového povlaku. Rovnoměrnost vylučování, která prakticky nezávisí na tvaru niklovaného předmětu, předurčuje tuto technologii tam, kde nelze použít klasické elektrolytické niklování a chromování. Na rozdíl od galvanických lázní není životnost chemických lázní věčná a po určité době provozu, je nutno lázeň zlikvidovat. Po vykovení 1 MTO, tj. 6 g/l Ni, se následovně zvýší koncentrace balastních složek o : Na + přírůstek o 7,0 g/l = 0,3M 2- SO 4 přírůstek o 9,6 g/l = 0,1M HPO 2-3 přírůstek o 24,0 g/l = 0,3M Po obrátce 8 12 MTO se podstatně zvýší hustota pracovního roztoku, zpomalí rychlost vylučování a změní tlakové pnutí povlaku v tažné, že je žádoucí provoz zastavit a lázeň nasadit novou. To celý proces zdražuje, a proto většina výrobců hledá cestu jak životnost lázně prodloužit a tím snížit provozní náklady. Existuje několik doporučených metod provozování technologie chemického niklování: - metoda šarží (efektivita 30 40%) - metoda odpařování (efektivita 65 75%) - metoda konstantní koncentrace (efektivita 75 85%) - metoda maximální (efektivita 85 95%) Někteří výrobci hledali řešení ve změně nosného aniontu niklové soli a místo běžně používaného síranu zvolili např. fosfornan, octan a pod.. Otázkou zůstává dostupnost a cena alternativních niklových solí. Systémové řešení do regenerace lázní pro chemické niklování přinesl rozvoj a průmyslové aplikace membránových metod. Chemické niklovací lázně nových generací, lze pomocí elektrodialýzy s použitím specielních selektivních membrán, kontinuálně regenerovat a zajistit tak jejich nesmrtelnost. Firma Atotech vyrábí na tomto principu zařízení, které dodává pod obchodním označením EDEN (Electro-Dialysis of Electroless Nickel). V současné době pracuje v Evropě cca 10 těchto zařízení.u některých lázní již bylo dosaženo více jak MTO. Zařízení jsou však vhodná jen pro kontinuální provozy, neboť membránová technika vyžaduje, pokud možno, trvalý provoz. Za posledních 10 let jsou potřeby chemického niklu, s ohledem na jeho specifické vlastnosti, stále vyšší a meziroční nárůst objemu chemického niklování se za toto období pohybuje v rozmezí 4 6%. Zvýšené požadavky na technologii chemického niklování a nové směrnice EU v oblasti životního prostředí, zákaz i stopového použití stabilizujících a leskutvorných přísad obsahujících olovo (Pb), rtuť (Hg) a kadmium (Cd), vyvolaly potřebu nových, progresivních a vysoce stabilních niklovacích lázní. Na tento trend reagovala firma ATOTECH a vyvinula chemické niklovací lázeň nové generace, splňující tyto potřeby. Tyto lázně, obchodní řady Nichem 11 a označené exkluzivním logem ELe- VEN 11 ( End of Life Vehicle EN ) jsou již také úspěšně provozovány v České republice. Horkou novinkou v oblasti chemického niklování je na trh uvedení lázně, obchodního označení, Nichem BlackEN, umožňující získání sytě černých niklových povlaků. Lázeň, obchodního značení Niflor, vylučující speciální povlak až s obsahem 25 obj.% PTFE, uzavírá řadu novinek. TECHNOLOGIE PRO ČERNÉ PASIVACE Z PORTFOLIA ATOTECH ING. VOJTĚCH ŽABKA, ATOTECH CZ, A.S. ÚVOD Evropská legislativa ve směrnici 2000/53/EC z o vozidlech s ukončenou životností určuje obsah nebezpečných látek na jeden automobil. Hlavním motivem tohoto dokumentu je fakt, že vozidla s ukončenou životností produkují v EU 8-9 miliónů tun odpadu ročně. Zakázáno je používání olova, rtuti, kadmia a obsah šestimocného chromu je maximálně 2 g Cr 6+ na jeden automobil. Tato norma zásadně změnila sortiment protikorozních technologiích v galvanickém průmyslu, především způsobila posun od tradičních chromátovacích přípravků na bázi Cr 6+ k technologiím s obsahem Cr 3+. V návaznosti na uvedenou směrnici automobilový průmysl přehodnotil specifikace ochranných povlaků a zároveň svoje požadavky na ně. Paralelně s tímto procesem lze sledovat i rostoucí požadavek na černé povrchové úpravy. ČERVEN 2009 povrchová úprava ( strana 4

5 ČERNÁ PASIVACE Vznik černé pasivace na zinkové vrstvě probíhá za velmi agresivních podmínek, kdy Cr 3+ vrstva roste příliš pomalu na to, aby mohla představovat zásadní korozní bariéru. Pro dosažení dostatečné korozní odolnosti je tedy nutná aplikace sealeru, post dipu nebo laku. Atotech dodává kompletní sortiment pasivací a speciálních reaktivních sealerů, jejichž aplikací lze dosáhnout maximální korozní odolnost. Volba sealeru je pak závislá na finální aplikaci daného dílce. Sealery s integrovaným lubrikantem jsou nastaveny na požadavky výrobců spojovacího materiálu tak, aby byla dosažena často velmi úzká specifikace koeficientu tření. Sealery s černým pigmentem lze použít pro dosažení intenzivně černého vzhledu při bubnovém pokovu. Alternativou k sealerům je post dip na bázi Cr 3+, jehož vývoj byl motivován požadavkem japonského automobilového průmyslu na pasivace bez sealeru. Na nejnáročnější dílce lze nanést organický transparentní lak. V tom případě pasivační vrstva představuje základ s dostatečnou adhezí. Řez zaměřeným iontovým paprskem (FIB) ukazuje silné naleptání základní galvanické vrstvy a úplné pokrytí povrchu pasivací ČERNÉ PASIVACE NA ZINEK Hlavní požadavek na černé pasivace zinku již dnes nepřichází pouze z automobilového průmyslu. První specifikace černé pasivace bez Cr 6+ uvolněné automobilovým průmyslem však byly indikátorem budoucího trendu. Poslední generace černých pasivací z portfolia Atotech nabízí nejvyšší korozní odolnost a vyhovuje současným vzhledovým požadavkům. Uvedené korozní odolnosti jsou naměřeny dle ISO ALKALICKÝ BEZKYANIDOVÝ ZINEK Pasivace Post Dip Aplikace Korozní odolnost Vlastnosti a použití Unifix Zn 3-28 L Tridur Zn H1 Unifix Cr3 Seal Special Tridur Finish 300 závěs/buben 72 h bílá koroze Homogenní černý povlak s alkalickým post dipem. závěs/buben 72 h bílá koroze Černá pasivace pracující při teplotě okolí - dobrá korozní odolnost. Unifix Zn 3-28 L Sealer 3900 W buben h bílá koroze Kombinace pasivace-sealer pro bubnový pokov. Použitím produktů Sealer 3500 WL buben h bílá koroze s integrovaným lubrikantem lze Unifix Zn 3-28 L 0,10 0,16 koef. tření dosáhnout různých koeficientů tření. Sealer 3500 buben h bílá koroze Unifix Zn 3-28 L WL2 0,12-0,18 koef. tření Unifix Zn 3-28 L Sealer 310 W buben h bílá koroze 0,30 0,40 koef. tření Použití Sealeru 310 W lze dosáhnout vyšších hodnot koeficientu tření. Tridur Zn H1 Corrosil Plus 501 závěs 120 h bílá koroze Vysoce výkonná kombinace pro závěsový pokov. KYSELÝ A KYANIDOVÝ ZINEK Pasivace Post Dip Aplikace Korozní odolnost Vlastnosti a použití Unifix Zn 3-29 L Unifix Zn 3-29 L Sealer 3900 W Sealer 3500 WL buben buben h bílá koroze h bílá koroze 0,10 0,16 koef. tření Kombinace pasivace-sealer pro kyselý a alkalický zinek. Použitím produktů s integrovaným lubrikantem lze dosáhnout různých koeficientů tření. Unifix Zn 3-29 L Unifix Cr3 Seal Spezial buben/závěs 72 h bílá koroze Homogenní černý vzhled bez sealeru. Unifix Zn 3-29 L Sealer 350 W závěs 120 h bílá koroze Vysoce výkonná kombinace pro závěsový pokov. ČERNÉ PASIVACE PRO SLITINU ZINEK-ŽELEZO Hlavní požadavek na černé pasivace na Zn-Fe přichází z automobilového průmyslu. V současnosti je platných několik specifikací, pro které Atotech nabízí schválené procesy. Pasivace Post Dip Aplikace Korozní odolnost Vlastnosti a použití Tridur ZnFe H1 Tridur Finish 300 buben/závěs 240 h bílá koroze Černá pasivace pro Zn-Fe s dobrou korozní odolností bez použití sealeru. CorroTriBlack ZnFe Corrosil Plus 501 (BG) závěs 240 h bílá koroze Spolehlivý systém pro závěsový pokov. Schválený GMW 4700 a Renault Q. Tridur ZnFe H1 Corrosil Plus 501 buben/závěs 240 h bílá koroze Optimální volba jsou-li ve stejném zařízení procesovány transparentní a černé pasivace. ČERVEN 2009 povrchová úprava ( strana 5

6 Pasivace Post Dip Aplikace Korozní odolnost Vlastnosti a použití Unifix Fe 3-24 L Sealer 3500 WL buben 2 cykly bílá koroze (VDA ) 240 h bílá koroze 0,10 0,16 koef. tření Systém s nejvyšším výkonem, který vyhoví nejnáročnějším požadavkům specifikací Volvo VCS 5737,19. Použitím produktů s integrovaným lubrikantem lze dosáhnout různých koeficientů tření. ČERNÉ PASIVACE PRO SLITINU ZINEK-NIKL Slitina Zn-Ni je pro svoji vynikající korozní odolnost a absenci kontaktní koroze s hliníkem nejžádanějším povlakem pro automobilový průmysl. Atotech nabízí v tomto segmentu nejširší portfolio pasivací a sealerů. Pasivace Post Dip Aplikace Korozní odolnost Vlastnosti a použití Tridur ZnNi H1 Corrosil Plus 301 závěs 240 h bílá koroze Výhodou této pasivace je tvorba homogenního černého povlaku za mírného vzduchování - velmi vhodné pro závěsový pokov. Vyhovuje specifikaci TL 244. Unifix Ni 3-30 L Sealer 3600 WL buben 240 h bílá koroze 0,09 0,15 koef. tření Lubrikovaný černý povrch pro spojovací materiál. Vyhovuje specifikaci VDA Použitím produktů s integrovaným lubrikantem lze dosáhnout různých koeficientů tření. Unifix Ni 3-30 L Sealer 350 W buben 240 h bílá koroze Černá pasivace schválená GMW Tridur ZnNi H1 Tridur Finish 300 závěs 240 h bílá koroze Rodip ZnX dark PPG buben 480 h bílá koroze Nejlepší korozní odolnost pro případy, kdy není povoleno použití sealeru. Velmi dobrá korozní odolnost. Schváleno pro Ford WSS-M21P44-A3. Unifix Ni 3-30 L Sealer 300 W + Techseal Black buben 720 h to bílá koroze Nejvyšší korozní odolnost. Vyhovuje specifikaci GS ZINNID SW. TECHNOLOGICKÁ ŘEŠENÍ ATOTECH PRO POKOV SLITIN ZN-NI ING. VOJTĚCH ŽABKA, ATOTECH CZ, A.S. ÚVOD Poptávka po slitině Zn-Ni zaznamenává v posledních letech silný růst, za kterým stojí především požadavky výrobců automobilů na vyšší korozní odolnost. Tento požadavek je důsledkem výrazně delších záručních lhůt na nové automobily 4. Náš článek přináší ucelený přehled technologií a systémů Atotech pro pokov slitin s obsahem Ni 12-16%. Zvýšené nároky na korozní odolnost jsou typické pro dílce vystavené teplotnímu namáhání a teplotním výkyvům. Jedná se především o součástky a prvky umístěné "pod kapotou", kde tradiční zinkování s pasivací nemůže vyhovět požadavkům na korozní odolnost 4. Problémem Zn povlaků je i tvorba objemné bílé koroze, která zhoršuje demontáž dílců v průběhu životnosti vozu 3. Dalším požadavkem na dílce "pod kapotou" je zvýšená mechanická odolnost, které povlak čistého Zn též nevyhovuje 3,4. To vše vede automobilové výrobce k posunu specifikací od Zn ke slitinám Zn-Ni především proto, že niklem legované slitiny zinku mají ze všech v současnosti dostupných technologií nejlepší kombinaci požadovaných parametrů 3,4. Tabulka 1: OEM specifikace OEM specifikace Vrstva Flake test BK (h) ČK (h) VDA VDA VDA VDA Zn, transparentní pasivace, sealer min. 10μm; max. 35μm Kys. Zn + alk. nebo kys. ZnNi, transp. pasivace; min. 10μm; max. 35μm Kys. Zn + alk. nebo kys. ZnNi, transp. pasivace + sealer; min. 10μm; max. 35μm Kys. Zn + alk. nebo kys. ZnNi, org. vrstva (prášková barva); min. 70μm; max. 105μm 30 min.; 220 C min.; 300 C min.; 300 C min.; 300 C HISTORICKÝ NÁHLED V posledních dvou dekádách se vývoj zinkových povlaků zaměřil na především na zvýšení korozní odolnosti vylučováním slitin zinku s dalšími kovy (např. Fe, Co, Sn, Ni 1,2,3 ), které mění - potenciál galvanické vrstvy - slitiny. Ta zůstává vůči železu a oceli nadále záporná (katodická ochrana), ale je ušlechtilejší než čistý zinek a koroduje proto podstatně pomaleji 8. ALKALICKÉ TECHNOLOGIE V roce 1992 bylo realizováno první komerční využití alkalické Zn-Ni technologie s obsahem Ni v povlaku 5-7% 4. Oproti kyselým lázním z poloviny 80. let vykazovala tato technologie především rovnoměrné rozložení hloubkové účinnosti a stabilní obsah Ni, což vedlo k výrazně ČERVEN 2009 povrchová úprava ( strana 6

7 lepší chromátovatelnosti a vyšší korozní odolnosti 3,4. To spolu se zvýšenou robustností procesu vedlo k rychlému komerčnímu rozšíření. Na druhé straně alkalické Zn-Ni elektrolyty obecně vykazují nižší proudovou účinnost a povlaky jsou zcela technického vzhledu (matné, pololesklé) 3,4. Další významný pokrok v alkalické Zn-Ni technologii znamenala slitina s obsahem Ni 12-15%, která byla patentována v roce ,6. Lázeň vznikla jako výsledek výzkumu slitin vhodných pro nové pasivace bez Cr 6+(7). První komerční instalace se objevily v roce 1997 a do roku 2001 byl celkový nasazený objem lázně nové generace výrazně vyšší než u technologie pro nízkolegovanou slitinu 4. KYSELÉ TECHNOLOGIE První komerční kyselé Zn-Ni lázně byly na bázi amonných solí a objevily se v polovině 80. let. Procesy se vyznačovaly vysokou proudovou účinností a vysokou rychlostí pokovu. Přestože vyloučené povlaky byly velmi dekorativní, značná nehomogenita slitiny vedla k nižší korozní odolnosti. To bylo způsobeno především vysokými obsahy niklu ve nízkých proudových hustotách a tím zhoršenou následnou chromátovatelností 3,4. V poslední generaci kyselých Zn-Ni elektrolytů jsou tyto negativní jevy do značné míry potlačeny, přičemž vysoký proudový výtěžek a dekorativní vzhled zůstávají zachovány. GAMA(γ) FÁZE Pasivované slitiny zinku obsahující více než 12 % Ni vykazují násobky korozní odolnosti čistého zinkového povlaku se stejnou pasivací. To je připisováno krystalové struktuře slitiny, tzv. γ-fázi, která se tvoří mezi % niklu ve slitině. γ-fáze se vyznačuje sloupcovou, ve směru pole orientovanou, krystalovou strukturou. Podle teorie Hume - Rothery je to slitina Ni 5 Zn 21, tj. s obsahem 17,3 hm. % niklu ve slitině. Podle fázového diagramu se γ-fáze vyskytuje právě mezi % niklu ve slitině 9,10. Smíšená γ fáze + Ni 17%...100% Ni čistá γ fáze 10%...25% Ni Zn + γ fáze 0%...12% Ni Obr. 1: Závislost krystalové struktury na složení slitiny 9 Reflectalloy ZNA Reflectalloy HD ZINNI AC AF 210 Alkalický ZnNi Alkalický ZnNi Kyselý ZnNi Obr. 2: Snímky z elektronového mikroskopu ALKALICKÉ TECHNOLOGIE ZN-NI Atotech nabízí dvě alkalické technologie pro pokov moderní slitiny Zn- Ni. Reflectalloy ZNA a ZINNI AL 450. Reflectalloy ZNA je tradiční produkt Atotechu, zatímco ZINNI AL 450 je technologie z portfolia firmy KUNZ Chemicals, která má významnou zákaznickou základnu v Německu. Technologie Reflectalloy ZNA doznala od uvedení na trh celosvětového rozšíření, což stvrzuje její provozní stabilitu, jednoduchou obsluhu a konzistentní kvalitu pokovu. Reflectalloy ZNA je navíc plně kompatibilní se systémem membránových anod Reflectalloy XL. Obě alkalické technologie Atotech dosahují srovnatelných provozních parametrů (rychlost pokovu, distribuce tlouštěk povlaku, zastoupení Ni ve slitině). ČERVEN 2009 povrchová úprava ( strana 7

8 Tabulka 2: Základní parametry alkalických Zn-Ni technologií Atotech Reflectalloy ZNA ZINNI AL 450 Zinek (g/l) 9,5-12,5 7,0-9,0 Nikl (g/l) 0,9-1,2 1,4-1,6 NaOH (g/l) Na 2 CO 3 (g/l) < 45 < 60 Ni v povlaku (%) Pracovní teplota ( C) Počet přísad 6 (lze dodat i jako pre-mix) 3 Ohýbatelnost Přijatelná Přijatelná Rychlost pokovu (při 0,7 A/dm 2 ) 6-8 μm/h 7-8 μm/h KYSELÁ TECHNOLOGIE ZN-NI Slabě kyselá lázeň ZINNI AC AF 210 z portfolia KUNZ Chemicals (dnes součástí firmy Atotech) je technologie pro pokov slitiny s obsahem Ni 12-15%. Díky svým parametrům se tato technologie hodí především pro přímý pokov litiny a malých dílů (spojovací materiál). Mezi hlavní výhody ZINNI AC AF 210 patří: stabilní obsah zapracovaného niklu vysoká korozní odolnost i při teplotním namáhání vysoká proudová účinnost (>90%) nízký obsah komplexotvorných látek (systém bez amonných solí) = jednoduchá likvidace odpadních vod vynikající nukleace umožňující přímý pokov litiny možnost pokovu sintrovaných materiálů a kalených dílců dobrý dekorativní vzhled povlaku Tabulka 3: Základní parametry ZINNI AC AF 210 Parametr Pracovní rozmezí Zinek (g/l) Nikl (g/l) KCl (g/l) H 3 BO 3 (g/l) ph 5,0-5,8 METALOGRAFICKÉ VÝBRUSY ŠROUBŮ POKOVENÝCH LÁZNÍ ZINNI AC AF 210 Bok závitu, zvětšeno 1200 Obr. 3 a 4: Mikroskopické snímky šroubu s vrstvou kyselého Zn- Ni ZINNI AC AF 210 Ze snímků je patrné, že v povrchové galvanické vrstvě nevznikly trhliny ani žádné významnější defekty, pokovení je ve všech kontrolovaných místech spojité. Stav vrstvy v oblasti paty závitu je dokumentován na obrázku vlevo. V této oblasti šroubu bylo provedeno vytvoření galvanické vrstvy velmi kvalitně. Vrstvy jsou zcela spojité s velmi dobrou a vyhovující přilnavostí k podkladovému povrchu, pouze jejich tloušťka v jednotlivých místech kolísá (10,8-14,99µm). V rozsahu kontrolovaných závitů šroubu nebyla zjištěna žádná místa v oblasti pat závitu s většími defekty povrchové vrstvy. Vrstvy jsou neporézní, kompaktní a bez trhlin. Na pravém snímku jsou ukázky kvality galvanické vrstvy na bocích závitu šroubu. I ze snímků je patrné, že vrstvy jsou spojité a téměř ve všech místech s dobrou přilnavostí. Nejsou porézní, pouze opět jejich tloušťka kolísá (8,7-10,5 µm). Nebylo zjištěno na bocích závitu žádné místo, které by nebylo pokryto galvanickou vrstvou. Kyselá technologie ZnNi ZINNI AC AF 210 je tedy velice vhodná na pokovení spojovacího materiálu. Pata závitu, zvětšeno 1200x ČERVEN 2009 povrchová úprava ( strana 8

9 POROVNÁNÍ ALKALICKÉ A KYSELÉ ZNNI TECHNOLOGIE Alkalická technologie Kyselá technologie Dílce vhodné pro komplexní dílce vhodné pro velké, jednoduché dílce vhodné pro malé díly, spojovací materiál vhodné pro litinu, brzdové dílce Přímý pokov litiny Lesk povlaku Proudová účinnost Distribuce tloušťky povlaku Homogenita distribuce Ni Korozní odolnost Likvidace odpadních vod + ++ Náklady na pokov + ++ REFLECTALLOY XL - MEMBRÁNOVÁ TECHNOLOGIE S VYSOKÝM VÝKONEM Rostoucí poptávka po slitině Zn-Ni vyloučené z alkalické technologie staví zakázkové galvanizovny před otázku jak zajistit dostatečné kapacity na vykrytí požadavků trhu. V principu existují dvě cesty k řešení: První z nich je investice do nového zařízení, která je finančně velmi náročná a časově zdlouhavá. Druhým řešením je instalace membránové technologie Reflectalloy XL, která umožňuje zvýšit kapacitu stávajícího zařízení v řádu desítek procent a to za rozumných investičních nákladů a v relativně krátkých realizačních lhůtách. Principem technologie Reflectalloy XL je separace anodového prostoru od vlastního elektrolytu iontově-výměnnou membránou. Ta umožňuje transport náboje, ale zamezuje kontaktu elektrolytu s kyslíkem vznikajícím na anodě. Tím se omezí rozklad organických přísad na produkty, které snižují proudovou účinnost i rychlost pokovu. Zamezením kontaktu anody s elektrolytem se zcela eliminují i komplexní děje na anodě, které jsou zdrojem uhličitanu, šťavelanu a kyanidu. Katoda O 2 se vyvíjí na anodě: Rozklad přísad Vznik oxalátu Vznik kyanidu Vznik uhličitanu Bez anodické reakce Tradiční uspořádání Membránová technologie O 2 vzniká v anodové schránce a je s anolytem transportován pryč k odvětrání Obr. 3: Porovnání tradičního uspořádání s membránovou technologií Reflectalloy XL přináší především tyto výhody: zvýšení kapacity výrobního zařízení až o 60 % (bubnový pokov) snížení nákladů na chemii na pokovenou plochu až o 30% (bubnový pokov) dlouhodobá stabilizace kvality pokovu snížení obsahu rozkladných produktů (TOC na úrovni 25 g/l = nové nasazení) REFERENCE 1. Performance Characteristics of Zinc Alloys; D.Crotty, R.Griffin; Plating and Surface Finishing (1997) 2. Zinc-Alloy Electrodeposits for Improved Corrosion Protection, G. W. Loar, K.R. Romer and T. J. Aoe, Plating and Surface Finishing (1991) 3. Internal Communication Atotech, P. C. Wynn, Atotech UK (2000) 4. Internal Communication Atotech, P. C. Wynn, Atotech UK (2001) 5. Yaganawa et. al., US Patent 4,877, 496 (1989) 6. Oshima et al., US Patent 4,889,602 (1989) provoz lázně bez vymrazování, opadá likvidace separovaného uhličitanu lázeň bez kyanidů = jednoduchá likvidace odpadních vod snížení nákladů na údržbu - lázeň bez šťavelanu jednoduchý provoz Technologie Reflectalloy XL je instalována s lázní Reflectalloy ZNA. Technologie Reflectalloy XL je chráněna patentem EP Technologie Reflectalloy ZNA je chráněna patenty EP a US Replacing Hexavalent Chromium in Passivations on Zinc Plated Parts, P. C. Wynn, C. V. Bishop, Product Finishing (2001) 8. Electrodeposition - The Materials Science of Coatings and Substrates, J. W. Dini, Noyes Publications (1992) 9. Effects of Zinc Nickel Alloy Composition, C. V. Bishop and D. Block (McGean-Rohco-Atotech), F. C. Freitas (Central Metal Finishing), AESF SUR/FIN 98 (1998) 10.Internal Communication Atotech, Dr. N. Dambrowsky, Atotech Deutschland (2007) ČERVEN 2009 povrchová úprava ( strana 9

10 INZERCE SURFIN BOHEMIA s.r.o. - čistě český výrobce práškových nátěrových hmot Vám nabízí dodávky prášků ze svého skladu i prášků vyráběných na zakázku dle požadavků zákazníků v široké škále odstínů v provedení hladkém, metalizovaném nebo v jemných strukturách (epoxidy, epoxypolyestery, polyestery) s nejkratší dodací lhůtou a v konkurenčních cenách. Nabízíme Vám i energeticky úsporné barvy s vytvrzovací teplotou 130 C a zpracování použitých barev z Vaší lakovny. Kontakt: tel , mob , surfinbohemia@seznam.cz. ČERVEN 2009 povrchová úprava ( strana 10

11 K ZAMYŠLENÍ V následujícím příspěvku se sice jedná o výstavu, která bezprostředně nesouvisí s povrchovými úpravami, ale prezentovaný názor je určitě velice zajímavý OHLASY VYSTAVOVATELŮ NA EMBAXPRINT Mezinárodní veletrh obalu, tisku a marketingové komunikace EmbaxPrint letos oslavil 25. ročník, který se konal ve dnech května v Brně. Letošní ročník EmbaxPrintu byl orientován zejména na reklamu a marketing. Stane se tak v budoucnu konkurentem známého veletrhu Reklama & polygraf? Reklama s obalem a tiskem úzce souvisí a její význam v oboru stále roste. Také proto by se mohlo příště v prostorách brněnského výstaviště objevit více stánků s reklamními předměty nebo velkoplošnými plakáty. Nechme se překvapit, co sebou přinesou příští ročníky EmabaxPrintu. Největšího středoevropského veletrhu v oboru se letos zúčastnilo kolem 540 vystavovatelů z celkem 27 zemí, s počtem návštěvníků, jež se odhaduje na lidí. V rámci mezinárodního veletrhu proběhla prezentace nejrůznějších firem, strojů a dalších technologií s polygrafií úzce souvisejících. Zároveň se v brněnském areálu výstaviště konala také dvoudenní soutěž dovedností mladých grafiků. Tuto akci pořádala ISŠ polygrafická Brno a bojovat o vítězství přijelo hned 9 škol. Současně se v jiné části Brněnského výstaviště konala konference s mezinárodní účastí, jež byla organizačně zajištěna společností průmyslu papíru a celulózy SPPC. Mezinárodní konference nesla název: PAPÍR A LEPENKY PRO TISK A ZPRACOVÁ- NÍ. EmbaxPrint je mezinárodní veletrh se silnou mezinárodní účastí (podíl zahraničních vystavovatelů je 36 %, podíl zahraničních návštěvníků je cca od %), takže trh pro BVV nekončí na hranicích České republiky. Dlouhodobým cílem veletrhu je jistě budovat pevné místo ve středoevropském regionu a tam je také potenciál pro vystavovatele a návštěvníky. Určitě není v zájmu vystavovatelů porovnávat se s regionálními výstavami, podněty jistě hledají u předních evropských veletrhů, jako jsou Drupa, Emballage nebo Interpack. REAKCE VYSTAVOVATELE: FA. DREKOMA ING. VLADIMÍR HARAZÍM, CSC. Naše společnost na veletrhu vystavovala již po několikáté, její zástupce, ing. Miroslav Harazím, PhD., nám řekl: Veletrh EmbaxPrint hodnotíme vcelku pozitivně, i přes jeho reklamní zaměření. K našemu veletržnímu stánku v pavilonu chodili převážně lidé se zájmem o systém vysokotlakého zvlhčování, což nás velice potěšilo. Bohužel je ještě příliš brzy na to hodnotit, co nám veletrh přinesl, jeho efektivitu atd.... Zatím je možné pouze naznačit naše reakce na letošní EmbaxPrint. Řada našich stálých zákazníků i konkurence veletrh pravidelně navštěvuje, a proto je veletrh vhodným místem k setkání a prezentaci našich systémů zvlhčování vzduchu. Naše účast na výstavě EmbaxPrint byla dlouhodobě plánována, proto nebyl důvod naše rozhodnutí jakkoliv měnit. Bylo nutné prezentovat zastoupení rakouské společnosti Merlin-Technology, GmBH. v České i Slovenské republice. Cílem naší prezentace bylo prezentovat společnost jako partnera, který má významné postavení na evropském trhu v systémech zvlhčování vzduchu pro průmyslové objekty a je pro své zákazníky zárukou stability i z dlouhodobého hlediska. Dramatické zmenšení plochy veletrhu i množství vystavovatelů byly jasné již dávno před jeho zahájením. Bezohledná cenová politika BVV odradila řadu firem od této účasti. Veletrhu chyběla masovější marketingová podpora ze strany organizátora, a ani organizace pavilonů nebyla optimální. Přes to vše, se dá říci, že letošní EmbaxPrint splnil naše veškerá očekávání. Znatelně menší počet vystavovatelů a minimální počet konkurentů je pro naši prezentaci společnosti výhodou. Hodnotíme také kladně dříve nepředstavitelnou míru vstřícnosti pořadatelů např. zdarma firemní pozvánky, parkování a wi-fi internet s dostatečnou kvalitou připojení. Letošní EmbaxPrint poznamenaný nízkou návštěvností byl i přes tuto negativní realitu pro firmu DREKOMA - Ing. Vladimír Harazím, CSc. příznivý a úspěšný, pokud jde o počet účastníků i firem, kteří navštívili náš stánek a projevili zájem o vystavované systémy zvlhčování vzduchu. Myslím si, že se nám podařilo kvalitně představit společnost i naše produkty, což využijeme pro další komunikaci se zákazníky. Jen čas a každodenní mravenčí práce ukážou, jak byl ve skutečnosti letošní veletrh úspěšný či neúspěšný. Registrován pod ISSN X Elektronický časopis je uchováván a archivován v rámci projektu WebArchiv Národní knihovny a je poskytnutý k Online přístupu Internetovým uživatelům. Redakce elektronického časopisu POVRCHOVÁ ÚPRAVA Ing. Ladislav Pachta, Hradec Králové, tel.: , mobil: , pachta@povrchovauprava.cz Karel Bartáček, info@povrchovauprava.cz Přihlášení k zasílání elektronického časopisu a prohlédnutí nebo stažení jednotlivých vydání je možno z Copyright , IMPEA s.r.o., Hradec Králové ČERVEN 2009 povrchová úprava ( strana 11