Zink-, Cadmium-, Chrom- & Nickelveredelung: Wichtige Unterschiede erklärt

Galvanisieren ist der Prozess, bei dem mithilfe des Elektrolyseprinzips eine dünne Schicht anderer Metalle oder Legierungen auf die Oberfläche bestimmter Metalle aufgebracht wird. Es ist der Prozess der Verwendung von Elektrolyse, um einen Metallfilm auf die Oberfläche eines Metalls oder anderen Materials aufzubringen, um Metalloxidation (wie Rost) zu verhindern, Verschleißfestigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Reflektivität, Korrosionsbeständigkeit (Kupfersulfat etc.) zu verbessern und die Ästhetik zu erhöhen.

Galvanisieren wird in spezifische Prozesse unterteilt wie Kupferbeschichtung, Vergolden, Versilbern, Verchromen, Cadmiumbeschichtung, Nickelbeschichtung und Zinkbeschichtung. In der Fertigungsindustrie sind Zinkbeschichtung, Cadmiumbeschichtung, Verchromen und Nickelbeschichtung am weitesten verbreitet. Was müssen die Unterschiede zwischen diesen vier sein?

Zinkbeschichtung (Verzinken):

Eigenschaften:

Zink ist in trockener Luft relativ stabil und verfärbt sich nicht leicht. In Wasser und feuchter Atmosphäre reagiert es mit Sauerstoff oder Kohlendioxid zu Oxid- oder alkalischem Zinkkarbonatfilm, der verhindert, dass das Zink weiter beschichtet und oxidiert wird und eine Schutzfunktion erfüllt.

Zink wird in Säuren, Laugen und Sulfiden leicht korrodiert. Die verzinkte Schicht muss generally passiviert werden. Nach der Passivierung in Chromsäure oder Chromatlösung interagiert der gebildete Passivierungsfilm nicht leicht mit feuchter Luft, und die Korrosionsbeständigkeit wird stark erhöht. Für Federn, dünnwandige Teile (Wandstärke <0,5 mm) und Stahlteile mit hoher mechanischer Festigkeit muss Wasserstoff entfernt werden, Kupfer- und Kupferlegierungsteile müssen nicht entwaterstofft werden.

Zinkbeschichtung hat niedrige Kosten, einfache Verarbeitung und gute Wirkung. Das Standardpotenzial von Zink ist relativ negativ, daher sind Zinkbeschichtungen für viele Metalle anodische Beschichtungen.

Anwendung:

Zinkbeschichtung wird in atmosphärischen Bedingungen und anderen guten Umgebungen weit verbreitet eingesetzt, ist aber für Reibteile nicht geeignet.

Cadmiumbeschichtung

Eigenschaften:

Für Teile in Kontakt mit Meeresatmosphäre oder Seewasser und in Heißwasser über 70 °C ist die Cadmiumbeschichtung relativ stabil, hat starke Korrosionsbeständigkeit und gute Schmierfähigkeit. Sie löst sich langsam in verdünnter Salzsäure, aber extrem leicht in Salpetersäure, ist in Laugen unlöslich, und ihr Oxid ist ebenfalls wasserunlöslich.

Die Cadmiumbeschichtung ist weicher als die Zinkbeschichtung, die Beschichtung hat weniger Wasserstoffversprödung und starke Haftung, und unter bestimmten elektrolytischen Bedingungen ist die resultierende Cadmiumbeschichtung schöner als die Zinkbeschichtung. Aber das beim Schmelzen von Cadmium entstehende Gas ist giftig, und lösliche Cadmiumsalze sind ebenfalls giftig. Unter normalen Bedingungen ist Cadmium auf Stahl eine kathodische Beschichtung und in Meeres- und Hochtemperaturatmosphären eine anodische Beschichtung.

Anwendung:

Hauptsächlich zum Schutz von Teilen vor der atmosphärischen Korrosion von Seewasser oder ähnlichen Salzlösungen und gesättigtem Seewasserdampf. Viele Luftfahrt-, Schiffs- und Elektronikindustrieteile, Federn und Gewindeteile verwenden Cadmiumbeschichtung. Sie kann poliert, phosphatiert und als Farbgrundierung verwendet werden, aber nicht als Lebensmittelgeschirr.

Verchromen

Eigenschaften:

Chrom ist in feuchter Atmosphäre, Laugen, Salpetersäure, Sulfiden, Carbonatlösungen und organischen Säuren sehr stabil und löst sich leicht in Salzsäure und heißer konzentrierter Schwefelsäure. Unter Gleichstromwirkung, wenn die Chromschicht als Anode verwendet wird, löst sie sich in Natronlauge. Die Chromschicht hat starke Haftung, hohe Härte (800–1000 HV), gute Verschleißfestigkeit, starke Lichtreflektivität und hohe Hitzebeständigkeit. Sie verfärbt sich unter 480 °C nicht, beginnt über 500 °C zu oxidieren, und die Härte nimmt bei 700 °C deutlich ab.

Der Nachteil ist, dass Chrom hart, spröde und leicht abblättert, was bei wechselnden Stoßbelastungen deutlicher wird. Und es hat Porosität. Metallisches Chrom passiviert leicht in der Luft zu einem Passivierungsfilm, wodurch sich das Potenzial von Chrom ändert. Daher wird Chrom auf Eisen zu einer kathodischen Beschichtung.

Anwendung:

Direktes Verchromen auf der Oberfläche von Stahlteilen als Korrosionsschutzschicht ist nicht ideal. Allgemein kann Mehrschicht-Elektrolyse (Kupfer → Nickel → Chrom) den Zweck von Rostschutz und Dekoration erreichen.

Derzeit wird es weit verbreitet eingesetzt, um die Verschleißfestigkeit von Teilen zu verbessern, Maße zu reparieren, Lichtreflexion und Dekoration.

Nickelbeschichtung

Eigenschaften:

Nickel hat gute chemische Stabilität in Atmosphäre und Laugen und verfärbt sich nicht leicht. Es oxidiert erst bei Temperaturen über 600 °C. Es löst sich langsam in Schwefelsäure und Salzsäure, aber leicht in verdünnter Salpetersäure. In konzentrierter Salpetersäure passiviert es leicht und hat daher gute Korrosionsbeständigkeit. Die Nickelbeschichtung hat hohe Härte, lässt sich leicht polieren, hat hohe Lichtreflektivität und kann das Erscheinungsbild verbessern.

Der Nachteil ist seine Porosität. Um diesen Nachteil zu überwinden, kann Mehrschicht-Metallbeschichtung verwendet werden, wobei Nickel die Zwischenschicht ist. Nickel ist auf Eisen eine kathodische Beschichtung und auf Kupfer eine anodische Beschichtung.

Anwendung:

Meist zum Korrosionsschutz und zur Verschönerung, allgemein zum Schutz von Dekorbeschichtungen. Nickelbeschichtung auf Kupferprodukten ist ideal für Korrosionsschutz, aber da Nickel teurer ist, wird oft Kupfer-Zinn-Legierungsbeschichtung statt Nickelbeschichtung verwendet.