Technologická řešení Atotech pro pokov slitin Zn-Ni



Podobné dokumenty
povrchová úprava VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

povrchová úprava NOVÉ POZNATKY V TECHNOLOGII CHEMICKÉHO NIKLOVÁNÍ

PŘÍBĚH ZÁKAZNÍKA Protolux 3000 ve společnosti Union Autoparts Manufacturing

Nová generace černých organických top coatů

PŘILNAVOST GALVANICKY VYLOUČENÝCH ZINKOVÝCH POVLAKŮ A JEJÍ OVLIVNĚNÍ TEPLOTOU. Josef Trčka a Jaroslav Fiala b

Úpravy povrchu. Pozinkovaný materiál. Zinkový povlak - záruka elektrochemického ochranného působení 1 / 16

Popis/ Klíčové vlastnosti. Vhodné na ocel. odlitky. Široký tepl. Rozsah: C. Tvárný. Velmi tvárný povrch. Široký teplotní Rozsah: C.

Úvod do koroze. (kapitola, která bude společná všem korozním laboratorním pracím a kterou studenti musí znát bez ohledu na to, jakou práci dělají)

MINERALOGICKÉ A GEOCHEMICKÉ ZHODNOCENÍ KOROZIVNÍCH PRODUKTŮ POZINKOVANÝCH ŽELEZNÝCH TRUBEK

> Tématické publikace odborníků z. > Certifikát AAA pro firmu Chung Sheng na Tchaj-wanu. uveřejněny v nedávné době.

Praxe ve firmě GALVAN CZ, s. r. o.

Povrchová úprava bez chromu Cr VI

Technologie kompozitního povlakování a tribologické výsledky Zn-PTFE

1.1.1 Hodnocení plechů s povlaky [13, 23]

Laboratorní práce č. 8: Elektrochemické metody stanovení korozní rychlosti

V červenci 2013 španělský obchodní soud v Barceloně zamítnul žalobu konkurenční firmy vůči Atotech v patentovém sporu o ultrafiltrační membrány.

Ing. Milan Vodehnal, AITEC s.r.o., Ledeč nad Sázavou

VY_32_INOVACE_F 18 16

Koroze působením makročlánků

SurTec 856 Lázeň pro hromadné niklování

Funkční chromování Heef 25

Kosmická technologie v galvanizovnách

Srovnávací analýza technologií používaných v galvanickém zinkování. Bc.Pavel Pávek

KOROZNÍ CHOVÁNÍ Mg SLITIN V PROVZDUŠNĚNÉM FYZIOLOGICKÉM ROZTOKU

GALAVANICKÝ ČLÁNEK. V běžné životě používáme název baterie. Odborné pojmenování pro baterii je galvanický článek.

ELEKTROLÝZA. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Koroze kovů. Koroze lat. corode = rozhlodávat

Následná žlutá úprava Tridur Zn Y3 a Unifix Yellow. Tri-Max aplikace ve Velké Británii

J.Kubíček FSI Brno 2018

COUNTERACTED CORROSION PROTECTION OF GALVANIC SEGREGATED ZINC COATINGS OCHRANA PROTI KOROZI GALVANICKY VYLOUČENÝMI ZINKOVÝMI POVLAKY

Sekundární elektrochemické články

Koroze. Samovolně probíhající nevratný proces postupného narušování a znehodnocování materiálů chemickými a fyzikálněchemickými vlivy prostředí

Flat Carbon Europe. Magnelis Nový kovový povlak, který nabízí ochranu i před těmi nejnepříznivějšími vlivy

A U T O R : I N G. J A N N O Ž I Č K A S O Š A S O U Č E S K Á L Í P A V Y _ 3 2 _ I N O V A C E _ _ K O R O Z E A O C H R A N A P R O T I K

Specialista na povrchové úpravy nejen v oblasti letectví

TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV. 1. Definice koroze. Soli, oxidy. 2.Rozdělení koroze. Obsah: Činitelé ovlivňující korozi H 2 O, O 2

J.Kubíček 2018 FSI Brno

Metody ochrany karoserií vozidel proti korozi

Identifikace zkušebního postupu/metody PP (ČSN ISO 9556, ČSN ISO 4935) PP (ČSN EN , ČSN )

KONSTRUKCE. pro. Progresivní. Pohodlný. na volnou plochou. Praktický Přesný. Pěkný.

J. Kubíček FSI Brno 2018

Kovové povlaky. Kovové povlaky. Z hlediska funkce. V el. vodivém prostředí. velmi ušlechtilé méně ušlechtile (vzhledem k železu) tloušťka pórovitost

Základy konzervace pro archeology (UA / A0018) Cvičení průzkum kovových předmětů identifikace kovů

PLECHY S POVLAKY. V automobilovém průmyslu se nejvíce uplatňují plechy s povlaky na bázi zinku.

MATERIÁLOVÁ PROBLEMATIKA SPALOVEN S VYŠŠÍMI PARAMETRY PÁRY

VLASTNOSTI KOMPOZITNÍCH POVLAKŮ S KATODICKY VYLUČOVANOU MATRICÍ

NÁŠ ZÁKAZNÍK Vynikající protikorozní ochrana brzdových třmenů Hyundai-Kia

KONSTRUKCE. pro. Progresivní. Pohodlný. na šikmou střechu. Praktický Přesný. Pěkný.

Slouží jako podklad pro výuku svařování. Text určen pro studenty 3. ročníku střední odborné školy oboru strojírenství.vytvořeno v září 2013.

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV MATERIÁLOVÝCH VĚD A INŽENÝRSTVÍ

ELEKTROLYTICKY VYLUČOVANÉ KOMPOZITNÍ POVLAKY (ECC) JAKO POVRCHOVÁ OCHRANA ODOLNÁ PROTI OPOTŘEBENÍ VE STROJÍRENSTVÍ

SMA 2. přednáška. Nauka o materiálu NÁVRHY NA OPAKOVÁNÍ

THE IMPACT OF PROCESSING STEEL GRADE ON CORROSIVE DEGRADATION VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ OCELI NA KOROZNÍ DEGRADACI

DUM VY_52_INOVACE_12CH35

Třecí spoje pro žárově zinkované konstrukce?

Co Tiskové je to POLYGRAFIE

Technologie I. Anodická oxidace hliníku. Referát č. 1. Povrchové úpravy

Koroze pivních korunek I - struktura II - technologie

MATERIÁLY NA TVÁŘENÍ KOVŮ

STUDIUM PLASMATICKY NANÁŠENÝCH VRSTEV

Mechanická a korozní degradace tepelně zpracovaného zinkového povlaku Diplomová práce

METALOGRAFIE II. Oceli a litiny

Stanovení korozní rychlosti objemovou metodou

Materiálové vlastnosti Al přírodní Nosný profil je vyroben z hliníku vytlačováním. Vložka EPDM pružně vyplňuje dilatační spáru.

VÚHŽ a.s. Laboratoře a zkušebny č.p. 240, Dobrá

Kompletní technologické celky pro: galvanické a chemické povrchové úpravy předúpravy povrchů

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

KONSTRUKCE. pro. Progresivní. Pohodlný. na plochou střechu. Praktický Přesný. Pěkný.

AKUMULÁTORY. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: devátý

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

DOUTNAVÝ VÝBOJ. 1. Vlastnosti doutnavého výboje 2. Aplikace v oboru plazmové nitridace

POVRCHY A JEJICH DEGRADACE

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Katedra materiálu.

NEREZOVÁ OCEL PRAKTICKÁ PŘÍRUČKA

katalog mě stského mobiliář e

Výroba surového železa a výroba oceli

Identifikace zkušebního postupu/metody

ZMĚNA PŘILNAVOSTI LAKOVANÉ VRSTVY PO KOROZNÍM PŮSOBENÍ

Technický list. Přechodový samolepící profil. Výrobce: HAVOS s.r.o. Základní materiálové složení. Technické parametry

Ing. Libor Vodehnal, AITEC s.r.o., Ledeč nad Sázavou

Řetězová kola bez náboje 5 x 2.5 mm (03-1) pro válečkové řetězy DIN 8187/ ISO R606

2.10 Pomědění hřebíků. Projekt Trojlístek

Alexandra Kloužková 1 Martina Mrázová 2 Martina Kohoutková 2 Vladimír Šatava 2

PROSPEKT PzS. Články jsou navrženy pro vysokou životnost 1500 cyklů.

QFC. Vysoce výkonná chladicí kapalina a inhibitor koroze

Elektrický proud. Elektrický proud : Usměrněný pohyb částic s elektrickým nábojem. Kovy: Usměrněný pohyb volných elektronů

9. ročník Galvanický článek

OPTIMALIZACE CHEMICKY PODPOROVANÝCH METOD IN SITU REDUKTIVNÍ DEHALOGENACE CHLOROVANÝCH ETHYLENŮ.

Vodík jako alternativní ekologické palivo. palivové články a vodíkové hospodářství

Diagram Fe N a nitridy

Koroze kovových materiálů a jejich protikorozní ochrana

Korozivzdorná ocel: uplatnění v oblasti spojovacího materiálu

Použití výrobku Profil se používá jako dekorační prvek do obkladových ploch za použití keramických obkladů a dlažeb.

Název: Beketovova řada kovů

KOROZE A TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. Nové trendy v povrchových úpravách materiálů chromování, komaxitování

Transkript:

Technologická řešení Atotech pro pokov slitin Zn-Ni Vojtěch Žabka, Pavel Mácka; 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 237-299.05 Zn, transparentní pasivace, sealer 30 min.; 120 432 min. 10µm; max. 35µm 220 C VDA 237-299.10 Kys. Zn + alk. nebo kys. ZnNi, transp. 30 min.; 120 600 pasivace; min. 10µm; max. 35µm 300 C VDA 237-299.15 Kys. Zn + alk. nebo kys. ZnNi, transp. 30 min.; 120 720 pasivace + sealer; min. 10µm; max. 35µm 300 C VDA 237-299.20 Kys. Zn + alk. nebo kys. ZnNi, org. vrstva (prášková barva); min. 70µm; max. 105µm 30 min.; 300 C 120 720 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 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 1995 5,6. 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 10-25 % 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 10-25 % 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 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).

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) 115-135 125-130 Na 2 CO 3 (g/l) < 45 < 60 Ni v povlaku (%) 12-16 14-16 Pracovní teplota ( C) 21-25 25-27 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 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) 15-25 Nikl (g/l) 25-40 KCl (g/l) 180-220 H 3 BO 3 (g/l) 15-25 ph 5,0-5,8 Porovnání alkalické a kyselé ZnNi technologie Alkalická technologie Kyselá technologie Dílce vhodné pro komplexní dílce vhodné pro malé díly, spojovací materiál vhodné pro velké, jednoduché dílce 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 iontověvýměnnou 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) 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 1102875. Technologie Reflectalloy ZNA je chráněna patenty EP 0649918 a US 5417840.

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) 7. 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)