Termodyfuzja cynkowa zwiększa odporność na korozję i zużycie

Termodyfuzja cynkowa zwiększa odporność na korozję i zużycie Ebbinghaus
26.4.2022

Proces termodyfuzji cynkowej sprawia, że wiele materiałów może uzyskać dużo większą odporność na korozję.

Aby zabezpieczyć elementy przed korozją, obecnie najczęściej stosuje się takie procesy, jak cynkowanie ogniowe, natryskowe, elektrolityczne lub lamele cynkowe. W ostatnich latach, ze względu na unowocześnienie technologii procesu, coraz więcej uwagi zyskuje inny proces. Tak zwana termodyfuzja cynkowa ma wiele zalet w porównaniu z konwencjonalnymi procesami ochrony antykorozyjnej i nadaje się do powlekania różnych materiałów (m.in. stali niestopowej, stali nierdzewnej, miedzi, żeliwa, metali spiekanych, tytanu i stopów tytanu). 

Reklama

Firma Ebbinghaus Verbund ma patent na proces cynkowania termodyfuzyjnego (Zink-Thermo-Diffusion – ZTD) w połączeniu z ogrzewaniem indukcyjnym. Z powodzeniem przetestowała tę metodę na różnych materiałach w swoim centrum technicznym w Solingen. Jak wyjaśnia przedstawiciel firmy, istnieje wiele powodów, dla których powłoki są nakładane w procesie termodyfuzji cynkowej. W procesie ZTD wyklucza się np. kruchość wodorową – co jest szczególnie ważne w przypadku elementów istotnych dla bezpieczeństwa i poddawanych obróbce cieplnej, które często są narażone na duże obciążenia dynamiczne. 

Twardość powłok ZTD (300–500 HV) jest wyższa niż np. twardość lameli cynkowych, cynkowania ogniowego, a także niektórych galwanicznych powłok cynkowych. Daje to wysoką odporność na ścieranie, co jest korzystne w przypadku materiałów, które są narażone na duże obciążenia mechaniczne. Również materiały takie, jak żeliwo czy miedź uzyskują twardszą, bardziej odporną na zużycie powierzchnię, a ponadto zwiększa się ich odporność na korozję.

Niższa temperatura termodyfuzji cynkowej niż w przypadku cynkowania ogniowego

Powłoki ZTD mają chropowatą powierzchnię, którą można kontrolować w procesie technologicznym. Dzięki temu zapewniają dobrą przyczepność kolejnym powłokom – nawierzchniowym (Top Coats). W przypadku specjalnych powłok nawierzchniowych ZTD może służyć jako pośrednik przyczepności. Jeśli ZTD jest używany np. do połączeń śrubowych, bardziej chropowata powierzchnia może przeciwdziałać poluzowaniu się śrub (zwłaszcza jeśli są narażone na wibracje).

Reklama

Stosunkowo niska temperatura (350–400°C) w procesie ZTD w porównaniu z cynkowaniem ogniowym zapewnia, że na właściwości nie wpływają wcześniejsze procesy obróbki cieplnej. Ponadto powłoki cynkowe, które produkuje się metodą ZTD, bardzo dobrze dopasowują się do konturów skomplikowanych elementów.

Termodyfuzja cynkowa bez obróbki wtórnej

Często kilka z ww. zalet odgrywa rolę przy podejmowaniu decyzji o zastosowaniu procesu ZTD. Przykład: w zastosowaniach związanych z bezpieczeństwem hartowane i poddane obróbce cieplnej sprężyny muszą być wolne od wodoru, aby uniknąć kruchości wodorowej. Jednocześnie ich właściwości mechaniczne po procesie odpuszczania w wyniku procesu cynkowania nie mogą zostać zmienione lub odwrócone. Ponieważ sprężyna techniczna ma skomplikowany kształt, proces cynkowania musi również zapewnić równomierne dopasowanie warstwy cynku do konturów elementu.

Ani cynkowanie galwaniczne, ani cynkowanie ogniowe nie są tu odpowiednie, ponieważ nie są w stanie spełnić wszystkich wymagań jednocześnie. Alternatywą jest proces ZTD, ponieważ gwarantuje wszystkie właściwości wymagane dla sprężyn ulepszonych cieplnie – nie występuje kruchość wodorowa, niezmienione pozostają właściwości mechaniczne i nie jest konieczna obróbka wtórna z powodu nierównych warstw cynku, co prowadziłoby do wyższych kosztów produkcji.

O Autorze

Redaktor MM Maschinen Markt

Tagi artykułu

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę