Metallin suojaaminen korroosion jatkuvalta etenemiseltä vaatii fyysisen esteen, joka yleensä muodostetaan joko galvanoinnilla tai sinkityksellä. Galvanoinnissa käytetään sähkövirtoja ohuen ja tarkan metallikerroksen kerrostamiseen toisen metallin päälle, kun taas galvanoinnissa käytetään sulaa sinkkikylpyä, joka luo kestävän, seostetun suojan erityisesti teräkselle ja raudalle.
Korostukset
Galvanoinnissa voidaan käyttää jalometalleja, kuten hopeaa ja kultaa, ylellisyystuotteissa.
Galvanointi luo sinkki-rautaseoskerroksen, joka on fyysisesti kovempi kuin perusteräs.
Sinkityn teräksen 'paljekuvio' on seurausta sinkkikiteiden jäähtymisestä.
Galvanointi on elektroniikkateollisuudessa välttämätöntä piirilevyjen koskettimien pinnoittamisessa.
Mikä on Galvanointi?
Hienostunut prosessi, jossa käytetään elektrolyysikennoja johtavan esineen päällystämiseen ohuella metallikerroksella toiminnallisista tai esteettisistä syistä.
Käyttää sähkövirtaa liuenneiden metallikationien vähentämiseen, jotta ne muodostavat ohuen, koherentin metallipinnoitteen.
Pinnoitteessa voidaan käyttää erilaisia metalleja, kuten kultaa, hopeaa, kromia, nikkeliä ja kuparia.
Mahdollistaa äärimmäisen tarkkuuden pinnoitteen paksuudessa, joka usein mitataan mikrometreinä.
Yleisesti käytetään parantamaan sähkönjohtavuutta tai antamaan koristeellinen, kiiltävä pinta.
Edellyttää, että pinnoitettava esine upotetaan kemialliseen elektrolyyttiliuokseen.
Mikä on Galvanointi?
Raskas teollinen prosessi, jossa rauta tai teräs päällystetään suojaavalla sinkkikerroksella, pääasiassa kuumaupotuksella.
Sisältää perusmetallin upottamisen sulaan sinkkiin noin 450 celsiusasteen lämpötilassa.
Muodostaa metallurgisen sidoksen sinkin ja teräksen välille, jolloin syntyy useita erillisiä seoskerroksia.
Tarjoaa "uhrautumissuojan", jossa sinkki syöpyy alla olevan teräksen sijaan, jos pinnoite naarmuuntuu.
Lopputulos on tyypillisesti himmeän harmaa ja sillä voi olla kiteinen "pilkkumainen" ulkonäkö.
Suunniteltu ensisijaisesti pitkäaikaiseen ulkokäyttöön eikä niinkään esteettiseen kauneuteen.
Vertailutaulukko
Ominaisuus
Galvanointi
Galvanointi
Ensisijainen pinnoitemateriaali
Monipuolinen (kulta, kromi, sinkki jne.)
Yksinomaan sinkkiä
Levitysmenetelmä
Elektrolyyttikylpy (sähkö)
Kuuma kylpy (sula lämpö)
Pinnoitteen paksuus
Erittäin ohut ja tarkka
Paksu ja hieman epätasainen
Kestävyys
Kohtalainen; riippuu käytetystä metallista
Erittäin korkea; säänkestävä
Pinnan viimeistely
Sileä, heijastava tai matta
Karkea, tylsä tai pilkullinen
Ensisijainen tavoite
Esteettisyys tai ominaisjohtavuus
Äärimmäinen korroosionestosuojaus
Yksityiskohtainen vertailu
Sidosmekanismi
Galvanointi perustuu ionisidokseen, jossa metalliatomit kerrostuvat pinnalle sähköisen vetovoiman avulla. Galvanointi menee askeleen pidemmälle luomalla metallurgisen sidoksen; sula sinkki reagoi teräksessä olevan raudan kanssa muodostaen sarjan sinkki-rautaseoksia, joiden päällä on puhdasta sinkkiä. Tämä tekee galvanoiduista pinnoitteista paljon vaikeampia kuoria tai hilseillä verrattuna galvanoituihin pinnoitteisiin.
Tarkkuus ja monimutkaisuus
Kun on kyse monimutkaisista osista, kuten kellon osista tai luksuskoruista, galvanointi on selvä voittaja, koska se säilyttää hienot yksityiskohdat. Sinkitys on verrattuna tylppä työkalu; paksu sinkkikerros voi tukkia pieniä reikiä ja silloittaa muttereiden ja pulttien kierteitä. Siksi galvanointia käytetään tarkkuustekniikassa, kun taas galvanointia käytetään rakennepalkeissa ja suurissa putkissa.
Korroosionestostyyli
Galvanointi muodostaa suojan – jos pinnoite puhkeaa, alla oleva metalli on välittömästi haavoittuvainen. Sinkitys tarjoaa uhrautuvaa suojaa sinkin galvaanisessa sarjassa olevan aseman ansiosta. Vaikka sinkitty aita naarmuuntuisi syvästi, ympäröivä sinkki reagoi kemiallisesti ensin ympäristön kanssa ja toimii "henkivartijana" paljaalle teräkselle.
Ympäristö- ja kustannustekijät
Galvanointi on yleensä kustannustehokkaampaa laajamittaisessa infrastruktuurissa, koska prosessi on nopeampi ja vaatii vähemmän kemikaalipitoisuuksien seurantaa. Galvanointiin liittyy monimutkaisia syanidi- tai happokylpyjä, jotka vaativat tiukkoja ympäristönsuojelutoimia ja jätteenkäsittelyä. Massiivisen sinkkisäiliön sulana pitämisen energiakustannukset galvanointia varten ovat kuitenkin merkittävä jatkuva teollinen kulu.
Hyödyt ja haitat
Galvanointi
Plussat
+Korkea esteettinen vetovoima
+Tarkka paksuuden säätö
+Laaja metallivalikoima
+Erinomainen johtavuus
Sisältö
−Ohut este kuluu alas
−Monimutkainen kemiallinen jäte
−Korkeammat kustannukset osaa kohden
−Vähemmän iskunkestävyys
Galvanointi
Plussat
+Erinomainen ruostesuoja
+Itsekorjautuvat naarmut
+Vähäinen huoltotarve
+Kestävä ja kestävä
Sisältö
−Tylsä ulkonäkö
−Tarkkuuden puute
−Vain sinkkiä
−Ei voi pinnoittaa pieniä osia
Yleisiä harhaluuloja
Myytti
Sinkitys ja galvanointi ovat täsmälleen sama asia.
Todellisuus
Molemmissa käytetään sinkkiä, mutta sinkkipinnoitus tehdään yleensä galvanoimalla. Se johtaa paljon ohuempaan ja kauniimpaan kerrokseen, josta puuttuu kuumasinkityksen syvä metallurginen sidos ja äärimmäinen kestävyys.
Myytti
Sinkityn teräksen päälle ei voi maalata.
Todellisuus
Voit, mutta se vaatii erityistä valmistelua. Koska sinkkipinta on luonnostaan öljyinen ja reaktiivinen, tavalliset maalit irtoavat, ellet käytä galvanoiduille pinnoille suunniteltua erikoispohjamaalia.
Myytti
Galvanointi on tarkoitettu vain asioiden saamiseen näyttämään kultaiselta tai hopeaiselta.
Todellisuus
Vaikka se on yleinen koruissa, se on elintärkeä tekniikassa. Kuparointia käytetään johtavien reittien luomiseen piirilevyille, ja kromausta käytetään moottorin osissa kitkan ja kulumisen vähentämiseksi.
Myytti
Ruostumaton teräs on vain sinkittyä terästä.
Todellisuus
Nämä ovat täysin erilaisia. Sinkitty teräs on tavallista terästä, jonka päällä on pinnoite, kun taas ruostumaton teräs on seos, jossa kromia sekoitetaan koko metalliin sulatuksen aikana.
Usein kysytyt kysymykset
Kumpi prosessi kestää kauemmin ulkotiloissa?
Galvanointi on ulkokäytön kestävyyden kannalta huomattavasti parempi. Kuumasinkitty pinnoite voi suojata terästä 50 vuotta tai kauemmin maaseutuympäristössä ja yli 20 vuotta ankarilla rannikkoalueilla. Galvanointi on yleensä liian ohutta kestämään vuosikymmeniä sadetta, suolaa ja aurinkoa ilman, että pinnoite lopulta pettää.
Voinko galvanoida esineen, joka ei ole metallia?
Kyllä, mutta se vaatii ylimääräisen vaiheen. Koska prosessi tarvitsee sähköä virratakseen kappaleen läpi, ei-metalliset materiaalit, kuten muovi tai 3D-tulosteet, on ensin päällystettävä johtavalla materiaalilla, kuten grafiittisuihkeella tai johtavalla maalilla, ennen kuin ne voidaan galvanoida.
Miksi joissakin galvanoiduissa ämpäreissä on kukkakuvio?
Tätä kuviota kutsutaan kimalteeksi. Se syntyy, kun sula sinkki jäähtyy ja alkaa kiteytyä teräksen pinnalle. Näiden kiteiden koko ja muoto riippuvat jäähdytysnopeudesta ja sinkkikylvyn erityisistä kemiallisista lisäaineista.
Onko galvanointi ympäristöystävällistä?
Se on ympäristövaikutusten kannalta yksi haastavimmista teollisista prosesseista. Käytetyt "kylvyt" sisältävät usein myrkyllisiä kemikaaleja, kuten syanideja tai raskasmetalleja. Nykyaikaiset laitokset käyttävät suljetun kierron järjestelmiä veden ja kemikaalien kierrätykseen, mutta jätteenkäsittelyvaatimukset ovat erittäin tiukat verrattuna galvanointiin.
Mitä tapahtuu kuumasinkityksen aikana?
Kun teräs upotetaan 450 °C:een sulaan sinkkiin, tapahtuu kemiallinen reaktio. Teräksessä oleva rauta siirtyy sinkkiin ja muodostaa sinkki-rautaseoskerroksia. Nämä kerrokset ovat itse asiassa kovempia kuin alkuperäinen teräs, ja ne muodostavat kestävän "panssarin", joka on paljon kestävämpi kuin yksinkertainen pinnoite.
Voidaanko galvanointia käyttää kuluneiden koneenosien rakentamiseen?
Kyllä, tätä kutsutaan teolliseksi tai kovaksi pinnoitukseksi. Esimerkiksi kovakromausta käytetään usein kuluneiden teollisuusrullien tai hydraulisylintereiden paksuuden lisäämiseen, jolloin ne voidaan koneistaa takaisin alkuperäisiin mittoihinsa vaihtamisen sijaan.
Miksi auton korit yleensä sinkitään galvanoinnin sijaan?
Nykyaikaisissa auton koreissa käytetään itse asiassa usein sähkösinkitystä. Tämä on hybridimenetelmä, jossa sinkkiä levitetään galvanoinnin avulla. Se tarjoaa sinkin ruosteenestosuojan, mutta säilyttää sileän ja ohuen pinnan, jota tarvitaan korkealaatuisiin auton maalipintoihin, joita kuumasinkitys ei pysty tarjoamaan.
Kuluuko galvanoidun putken pinnoite koskaan pois?
Kyllä, mutta se vie hyvin kauan. Sinkki reagoi hapen ja kosteuden kanssa muodostaen suojaavan patinan (sinkkikarbonaatin). Tämä patina on erittäin vakaa ja hidastaa merkittävästi korroosiota. Lopulta vuosikymmenten kuluessa tämä kerros kuluu pois, mutta se on paljon hitaampaa kuin paljaan raudan ruostuminen.
Tuomio
Valitse galvanointi, kun tarvitset kauniin ja tarkan pinnan tai erityisiä ominaisuuksia, kuten kullan johtavuuden elektronisissa liittimissä. Valitse sinkitys, kun rakennat ulkorakenteita, kuten siltoja tai aitoja, joissa pitkäaikainen ruosteenesto on tärkeämpää kuin kiiltävä ulkonäkö.