Čo je to zinkovanie?

Základy zinkovania

Zinkovanie, podkategória konverzného povlaku pri povrchových úpravách, je proces, pri ktorom sa vrstva zinku spája s kovmi, aby sa zvýšila ich odolnosť proti korózii. Dosahuje sa to elektrochemickým princípom známym ako galvanické pokovovanie, kde je kov, ktorý sa má pokovovať, ponorený do roztoku obsahujúceho ióny zinku a vystavený elektrickému prúdu. Ióny zinku sa redukujú a priľnú na kov a vytvoria ochrannú vrstvu. V priebehu niekoľkých sekúnd sa povrch kovu zmení, čím získa novú vrstvu ochrany proti environmentálnym faktorom.

Účely zinkovania

Zinkové pokovovanie slúži viacerým cieľom, ktoré sa primárne točia okolo vylepšenia charakteristík základného kovu, zvyčajne ocele alebo železa, aby bol vhodnejší pre danú aplikáciu.

• Odolnosť proti korózii: Primárnym účelom zinkovania je zlepšiť odolnosť kovu voči korózii. Zinok koroduje oveľa pomalšie ako oceľ a čo je dôležité, robí to rovnomerne. To zaisťuje, že aj keď sú časti povlaku odkryté, podkladový kov bude stále chránený.
• Dekoratívna príťažlivosť: Zinkovanie môže poskytnúť čistý, lesklý povrch, ktorý zvyšuje estetickú hodnotu kovu. Vďaka schopnosti aplikovať rôzne pasivačné procesy môže zinkovanie predstavovať rôzne vzhľady od čírych modro-svetlých až po dúhové žlté chromáty.
• Zvýšená odolnosť proti opotrebovaniu: Zinkovanie môže zvýšiť odolnosť kovu proti opotrebovaniu, čím sa zlepší jeho životnosť. Ochranná vrstva pôsobí ako bariéra proti fyzickým nárazom, znižuje škrabance a odieranie.
• Zlepšená priľnavosť farby: Farba lepšie priľne na pozinkované povrchy ako na holý kov. Preto je zinkovanie dobrým základným náterom na lakovanie, poskytuje povrch, ktorý dobre drží farbu a zvyšuje jej životnosť.
• Elektrická vodivosť: Zinkovanie môže tiež zvýšiť elektrickú vodivosť kovovej časti. Aj keď nie sú také vodivé ako holý kov, časti so zinkovým povlakom vykazujú lepšiu vodivosť ako časti potiahnuté inými nekovovými ochrannými povlakmi.

Výhody zinkovania

Zatiaľ čo účel zinkovania naznačuje, prečo sa vykonáva, výhody odrážajú výhody, ktoré tento proces ponúka. Tu sú kľúčové výhody, ktoré odlišujú zinkovanie od iných metód povrchovej úpravy:

• cenová dostupnosť: Zinkovanie je jednou z nákladovo najefektívnejších metód ochrany kovov pred koróziou. Poskytuje vysokovýkonné výsledky pri relatívne nízkych nákladoch, čo z neho robí atraktívnu možnosť pre projekty veľkého objemu.
• univerzálnosť: Zinkovanie je použiteľné pre širokú škálu základných kovov a je účinné v rôznych priemyselných a komerčných aplikáciách. To z neho robí všestranné riešenie pre mnohých výrobcov.
• Tolerancia teploty: Zinkové povlaky sú známe svojou schopnosťou odolávať vysokým teplotám, pričom si zachovávajú svoje ochranné vlastnosti aj pri náročných tepelných podmienkach. Vďaka tomu sú vhodné pre komponenty používané v prostredí s vysokou teplotou.
• Vplyv na životné prostredie: Zinok je prírodný prvok, ktorý je nevyhnutný pre všetko živé. Na rozdiel od iných ťažkých kovov sa nehromadí v telách ľudí alebo zvierat, vďaka čomu je zinkovanie ekologickou možnosťou.
• Jednoduchosť aplikácie: Proces zinkovania je relatívne jednoduchý a nevyžaduje vysoko špecializované vybavenie alebo zručnosti, vďaka čomu ho výrobcovia ľahko prispôsobia.
• Sila väzby: Proces galvanizácie vytvára metalurgickú väzbu medzi zinkom a základným kovom. Táto väzba je pevnejšia a odolnejšia ako mechanické väzby vytvorené väčšinou iných typov povlakov.
• Jednotnosť náteru: Zinkové pokovovanie poskytuje vynikajúcu rovnomernosť, dokonca aj na dieloch so zložitými tvarmi. Môže pokryť rohy, výklenky a iné ťažko dostupné oblasti, ktoré iné metódy nemusia pokryť.

Druhy zinkovania

Existuje niekoľko rôznych typov zinkovania, z ktorých každý má svoje vlastné jedinečné vlastnosti a aplikácie. Tu sú hlavné typy zinkovania:

• Kyslé zinkovanie: Kyslé zinkovanie ponúka vyššiu rýchlosť pokovovania a poskytuje jasnejšie, vyrovnanejšie povlaky ako jeho kyanidové a alkalické náprotivky. Je tiež ľahšie ovládateľný a má lepšiu vrhaciu silu, vďaka čomu je ideálny pre zložité tvary a oblasti s vysokou prúdovou hustotou.
• Alkalické zinkovanie: Alkalické zinkovanie je zvyčajne bez kyanidu a má vynikajúcu vrhaciu silu. Je menej agresívny a má nižšiu rýchlosť vylučovania ako kyslé zinkovanie. Táto metóda je šetrnejšia k životnému prostrediu a uprednostňuje sa pre jemné časti a hladšie povrchy.
• Kyanidové zinkovanie: Kyanidové zinkovanie bolo kedysi najpoužívanejším typom zinkovania. Napriek vynikajúcej vrhacej sile a jasným, vyrovnaným výsledkom sa jeho používanie výrazne znížilo v dôsledku environmentálnych a zdravotných problémov spojených s kyanidom.
• Zinok-niklové pokovovanie: Zinok-niklové pokovovanie je typom zliatinového pokovovania, ktoré poskytuje ešte väčšiu odolnosť proti korózii ako bežné pozinkovanie. Používa sa najmä v automobilovom priemysle, kde komponenty vyžadujú extrémnu ochranu.
• Zinko-kobaltové pokovovanie: Podobne ako pokovovanie zinkom a niklom je pokovovanie zinkom a kobaltom metódou pokovovania zliatinou, ktorá ponúka vysokú odolnosť proti korózii. Poskytuje tiež tenší, ťažnejší povlak, ktorý vydrží ohýbanie a často sa používa v elektronickom priemysle.
• Zinko-železné pokovovanie: Pokovovanie zinkom a železom je ďalšou metódou pokovovania zliatinou. Poskytuje čierny, esteticky príjemný povrch a je odolnejší voči teplu ako iné typy zinkovania, vďaka čomu je vhodný pre komponenty vystavené prostrediam s vysokou teplotou.

Materiály vhodné na zinkovanie

Zinkovanie je všestranný proces, ktorý možno aplikovať na širokú škálu materiálov. Niektoré materiály sa však častejšie používajú kvôli svojim vlastnostiam, ktoré ich robia vhodnejšími pre proces pokovovania. Tu sú niektoré z materiálov, ktoré sa zvyčajne používajú pri zinkovaní:

• Oceľ: Oceľ, najmä nízkouhlíková oceľ, je najbežnejším materiálom na pozinkovanie. Jeho prirodzene silná a odolná povaha ho robí ideálnym pre rôzne aplikácie. Pozinkovanie zvyšuje odolnosť ocele proti korózii, vďaka čomu je ešte odolnejšia a trvácnejšia.
• železo: Ďalším bežne používaným materiálom je železo. Rovnako ako oceľ, aj železo ťaží zo zvýšenej odolnosti proti korózii, ktorú poskytuje zinkovanie, čím sa zlepšuje jeho životnosť a odolnosť.
• hliník: Zinkovanie na hliníku môže byť zložité kvôli prirodzenej oxidovej vrstve, ktorá sa tvorí na hliníkových povrchoch. Avšak pri správnej príprave môže byť hliník účinne pozinkovaný, čím sa zlepší jeho odolnosť proti korózii.

Zariadenie na zinkovanie

Zariadenie používané pri zinkovaní je pre proces rozhodujúce, pretože zabezpečuje rovnomerné a efektívne nanášanie povlaku. Tu sú kľúčové časti zariadenia zapojené do procesu:

• Nádrže na čistenie a prípravu: Tieto nádrže sa používajú na čistenie obrobkov pred procesom pokovovania. Môžu obsahovať rôzne roztoky, ako sú alkalické čistiace prostriedky, kyslé aktivátory a oplachová voda.
• Galvanický kúpeľ: Toto je centrálna časť zariadenia pri zinkovaní. Kúpeľ obsahuje roztok zinku, ktorý sa zvyčajne skladá zo solí zinku, kyselín a iných chemikálií. Obrobok a zinková anóda sa ponoria do kúpeľa a aplikuje sa elektrický prúd.
• Usmerňovač: Usmerňovač sa používa na premenu striedavého prúdu (AC) z napájacieho zdroja na jednosmerný prúd (DC), ktorý sa používa v procese galvanizácie.
• Anódy: Zinkové anódy sa používajú na dodávanie iónov zinku pre proces galvanického pokovovania. Sú pripojené na kladnú svorku napájacieho zdroja.
• Regály alebo sudy: Stojany sa používajú na držanie obrobkov počas procesu pokovovania. Umožňujú rovnomerné rozloženie prúdu a zabezpečujú rovnomerné pokovovanie každej časti. Na menšie diely sa používajú sudy, ktoré pojmú veľa kusov naraz.
• Zariadenie na sušenie: Po procese pokovovania je potrebné obrobky vysušiť. To možno vykonať pomocou sušiaceho zariadenia, ako sú odstredivé sušičky alebo dúchadlá s horúcim vzduchom.
• Nástroje na kontrolu a meranie: Na kontrolu hotových obrobkov a meranie hrúbky povlaku sa používajú rôzne nástroje. Môžu to byť merače hrúbky povlaku, mikroskopy a rôzne nástroje vizuálnej kontroly.
• Pasivačné nádrže: Po pokovovaní sú obrobky často pasivované. Ide o ponorenie obrobkov do pasivačného roztoku, ktorý pomáha zvýšiť odolnosť zinkovej vrstvy proti korózii.

Proces zinkovania

Proces zinkovania pozostáva z niekoľkých etáp, z ktorých každá je rozhodujúca pre dosiahnutie vysokokvalitného, ​​trvanlivého a korózneho povrchu. Tu je typický postup krok za krokom:

1. čistenie: Prvým krokom v procese zinkovania je dôkladné čistenie obrobkov. Zvyčajne sa to robí pomocou odmasťovacieho prostriedku na odstránenie všetkých olejov alebo nečistôt z povrchu kovu. Po odmastení sa pomocou kyslého čistenia (morenia) odstráni hrdza a vodný kameň.
2. Oplachovanie: Po vyčistení sa diely dôkladne opláchnu vodou, aby sa odstránili zvyšky čistiacich roztokov, ktoré by mohli narušiť proces pokovovania.
3. Aktivácia (alebo ponorenie do kyseliny): Časti sa potom ponoria do nádrže s kyselinou, aby sa aktivoval povrch. Tento krok pripraví kov na zinkovanie vytvorením povrchu, ktorý prispieva k priľnavosti pokovovania.
4. pokovovania: Vlastný proces pokovovania prebieha v zinkovom kúpeli. Obrobky sa ponoria do roztoku na zinkovanie a aplikuje sa elektrický prúd. To spôsobí, že ióny zinku v roztoku sa znížia a uložia sa na časti, čím sa vytvorí zinkový povlak.
5. Oplachovanie a sušenie: Pozinkované diely sa opäť opláchnu, aby sa odstránil všetok zvyšný pokovovací roztok, a potom sa vysušia.
6. Pasivácia: Na zvýšenie odolnosti zinkovej vrstvy proti korózii sú diely často pasivované. Ide o ich ponorenie do pasivačného roztoku, čím sa vytvorí ochranná vrstva na zinkovej vrstve.
7. inšpekcia: Nakoniec sa hotové diely skontrolujú na hrúbku povlaku, priľnavosť a vzhľad, aby sa zabezpečilo, že spĺňajú požadované normy.

Aplikácie zinkovania

Kombinácia ochranných a estetických vlastností zinkovania ho robí vhodným pre široké spektrum aplikácií. Tu je niekoľko kľúčových oblastí, kde sa používa zinkovanie:

• Automobilový priemysel: Zinkovanie sa vo veľkej miere používa v automobilovom priemysle. Poskytuje odolnosť proti korózii pre rôzne časti, ako sú brzdové potrubia, komponenty posilňovača riadenia a časti motora. Pomáha tiež zlepšiť estetický vzhľad týchto častí.
• Stavebný priemysel: V stavebníctve sa zinkovanie používa na klince, skrutky a iné upevňovacie prvky, aby sa zvýšila ich odolnosť a životnosť. Používa sa aj na väčších prvkoch, ako sú trámy a nosníky, aby ich chránil pred poškodením vplyvom životného prostredia.
• Elektronický priemysel: Malé komponenty, ako sú konektory, pružiny a spínače, sú často pozinkované, aby sa zvýšila ich odolnosť proti korózii a zabezpečila sa dlhá životnosť.
• Letecký priemysel: V leteckom a kozmickom priemysle, kde sú spoľahlivosť a hmotnosť rozhodujúce, sa zinkovanie používa na rôznych komponentoch na ochranu proti korózii bez výrazného zvýšenia hmotnosti.
• Námorný priemysel: Pre námorné aplikácie, kde je korózia v slanej vode významným problémom, zinkovanie ponúka vynikajúcu ochranu pre širokú škálu komponentov, od hardvéru na stavbu lodí až po podvodné spojovacie prvky.
• Poľnohospodársky priemysel: Poľnohospodárske stroje a zariadenia, ktoré sú často vystavené drsnému prostrediu, môžu ťažiť z pozinkovania pre zvýšenú odolnosť a predĺženú životnosť.

Zinkovanie v šperkoch a doplnkoch

Zatiaľ čo zinkovanie je všestranný proces s mnohými výhodami, je dôležité poznamenať jeho umiestnenie v priemysle šperkov a doplnkov. Zinkovanie sa používa predovšetkým pri výrobe ekonomickejších alebo hromadne vyrábaných predmetov, a to z dôvodu hospodárnosti a efektívnosti výrobného procesu. Prispieva takto:

• Ekonomické produkty: Zinkovanie poskytuje cenovo dostupný spôsob vylepšenia vzhľadu a odolnosti základných kovov, ako je meď, železo alebo mosadz. Dodáva jasný, lesklý povrch a vrstvu ochrany proti zakaleniu a korózii. V prípade produktov nižšej kategórie alebo príslušenstva pre masový trh to zaisťuje rovnováhu medzi estetikou, odolnosťou a nákladovou efektívnosťou.
• Jednotnosť a konzistencia: Pri hromadnej výrobe je rozhodujúce zachovanie jednotnosti tisícok kusov. Pozinkovanie poskytuje konzistentný, jednotný povrch, ktorý zvyšuje celkovú estetiku produktovej rady.
• Farebná všestrannosť: Zinok je možné farbiť v rôznych farbách, čo poskytuje množstvo kreatívnych možností pre dizajnérov pracujúcich na ekonomickejších líniách šperkov a doplnkov.
• Prevencia alergií: Zinkovanie môže pôsobiť ako bariéra medzi pokožkou a základnými kovmi, čím sa znižuje riziko alergických reakcií. To je výhodné najmä pri výrobe cenovo dostupných šperkov, ktoré zaisťujú bezpečnosť pre širší okruh spotrebiteľov.

Avšak pre špičkové, zákazkové produkty, iné metódy ako Povlak na fyzikálne nanášanie pár (PVD). （kliknutím sa dozviete viac） možno použiť kvôli ich vyššej odolnosti, vynikajúcej povrchovej úprave a možnosti použiť širšiu škálu farieb a povrchových úprav.

Porovnanie zinkovania, galvanického pokovovania a PVD

Zinkové pokovovanie, galvanické pokovovanie a fyzikálne nanášanie pár (PVD) sú tri populárne techniky povrchovej úpravy, z ktorých každá má svoje výhody a aplikácie. Tu je porovnanie zamerané na ich účinky na odolnosť proti poškriabaniu, farebné možnosti a povrchovú úpravu:

Pozinkovanie

• Odolnosť proti poškriabaniu: Stredná odolnosť proti poškriabaniu, vhodná na všeobecné použitie, ale nemusí byť ideálna pre aplikácie s vysokým opotrebením.
• Možnosti farieb: Obmedzené na určité odtiene, typicky kovového vzhľadu.
• Povrchová úprava: Poskytuje lesklý, svetlý povrch, ale môže postrádať hĺbku a bohatosť, ktorú možno vidieť pri iných metódach.

Galvanizérství

• Odolnosť proti poškriabaniu: Ponúka dobrú úroveň odolnosti proti poškriabaniu, ale môže sa líšiť v závislosti od konkrétneho kovu použitého na pokovovanie.
• Možnosti farieb: Môže poskytnúť rôzne metalické farby v závislosti od použitého kovu, ako je zlato, striebro alebo chróm.
• Povrchová úprava: Vo všeobecnosti vytvára lesklý a hladký povrch s možnosťou dosiahnutia rôznych textúr.

PVD (fyzikálne nanášanie pár)

• Odolnosť proti poškriabaniu: Známy pre výnimočnú odolnosť proti poškriabaniu, vďaka čomu je ideálny pre špičkové alebo náročné aplikácie.
• Možnosti farieb: Ponúka širokú škálu farieb, vrátane kovových a nemetalických odtieňov, s konzistentným a jednotným vzhľadom.
• Povrchová úprava: Dosahuje sofistikovaný a prémiový povrch, často s hladším a luxusnejším dojmom.

Celkové porovnanie

• Zinkovanie: Najlepšie sa hodí pre ekonomické, sériovo vyrábané položky, kde je nevyhnutná nákladová efektívnosť.
• Galvanické pokovovanie: Ponúka rovnováhu medzi estetikou a odolnosťou, často sa používa v širokej škále aplikácií.
• PVD: Často vyhradené pre špičkové, prispôsobené produkty, kde sú kľúčovými faktormi prémiový povrch, rôznorodá paleta farieb a vysoká odolnosť proti poškriabaniu.

V kontexte výroby šperkov a doplnkov závisí výber vhodnej metódy od faktorov, ako je požadovaná úroveň kvality, rozpočtové obmedzenia, požiadavky na dizajn a cieľový trh. Pochopenie týchto rozdielov pomáha pri výbere najvhodnejšieho procesu pre každý produktový rad.