Galwanotechnika

Mimo wielu zalet, procesy kwaśnego cynku-niklu uchodzą za nienadające się do pokrywania elementów obrabianych w bębnach lub o skomplikowanym kształcie. Uważa się, że tego typu aplikacja zarezerwowana jest dla procesu alkalicznego. 
W tym artykule przedstawiamy wyniki badań procesu cynku-niklu niezawierającego amonu oraz kwasu borowego, testowanego w układzie zawieszkowym oraz bębnowym. Sprawdzono odporność korozyjną z zastosowaniem różnych uszczelniaczy. Ponadto analizowano strukturę fazową oraz budowę powłoki z użyciem technik XRD oraz FIB. Badano rozkład grubości oraz stężenie niklu w powłoce i porównano z powłokami uzyskanymi w elektrolitach alkalicznych. 

Wprowadzenie

Wszystkie procesy cynk-nikiel można podzielić na dwie grupy: kwaśne oraz alkaliczne. Poza wieloma zaletami stosowania systemów kwaśnych, takimi jak wysoka sprawność prądowa, wysoka produktywność, możliwość bezpośredniego pokrywania żeliwa oraz niższy koszt, wciąż uważa się, że w wielu zastosowaniach lepszym rozwiązaniem jest proces alkaliczny. Takie przekonanie wynika głównie z lepszego rozkładu grubości, co predysponuje procesy alkaliczne do pokrywania elementów o skomplikowanych kształtach lub obrabianych w bębnach. 

Rosnące wymagania jakościowe oraz wydłużone okresy gwarancji są głównymi czynnikami wpływającymi na dalszy rozwój powłok antykorozyjnych w branży motoryzacyjnej. Jednocześnie wzrasta zapotrzebowanie na technologie wysoce produktywne obniżające koszty produkcji, co zmusza przemysł do szukania nowych rozwiązań. Pod tym względem poprawa wgłębności oraz rozkładu grubości kwaśnych elektrolitów do cynku-niklu mogłaby pomóc w redukcji czasów pokrywania i tym samym w podniesieniu produktywności. Dodatkowo poprawa jednorodności nakładanej powłoki podwyższa odporność korozyjną oraz jakość. 
Poniżej przedstawiamy nowy proces kwaśnego cynku-niklu Atotech Zinni® 220, który ze względu na wysoką sprawność prądową i doskonały rozkład grubości może stanowić zamiennik dla procesów alkalicznych i tym samym otwierać nowe możliwości aplikacji kwaśnych elektrolitów cynko-niklowych, aby poprawić jakość i produktywność. Proces ten będzie porównywany z procesami: konwencjonalnym cynk-niklem kwaśnym oraz 
cynk-niklem alkalicznym.

Doświadczenie

Do badań powłok cynk-nikiel użyto paneli komórki Hulla. Panele pokrywano w komórce o objętości 250 ml w czasie 15 minut przy prądzie 1 A. Dodatkowo, dla porównania, w bębnie pokryto śruby M8x70 przy prądach od 0,5 do 1,5 A/dm², a na zawieszkach żeliwne zaciski hamulcowe.
Powłoki cynk-nikiel otrzymano z elektrolitów Zinni® 220 oraz konwencjonalnych procesow kwaśnego i alkalicznego ZnNi:

• Zinni® 220 (nowa generacja procesu kwaśnego ZnNi niezawierająca amonu i kwasu borowego)
  - 20 g/l cynku, 160 g/l chlorków, 25 g/l niklu, 90ml/l Zinni® 226, 5 ml/l Zinni® 221, 1 ml/l Zinni® 222, 10 ml/l Zinni® 224, 90 ml/l Zinni® 226 and 4 ml/l Zinni 227
• alkaliczny proces ZnNi
  - 8 g/l cynku, 120 g/l NaOH, 12,5 ml/l dodatku zawierającego nikiel, 100 ml/l dodatku kompleksującego, 1,5 ml/l wybłyszczacza
• konwencjonalny proces ZnNi niezawierający amonu oraz kwasu borowego
  - 20 g/l cynku, 160 g/l chlorków, 25 g/l niklu, 10 ml/l dodatku kompleksującego, 7,5 ml/l wybłyszczacza, 20 ml/l zwilżacza oraz 90 ml/l buforu.