BOMEX – inovativní přístup k povrchové úpravě kovů

Původní galvanovna se postupem času proměnila v moderní automatizovaný provoz.

Společnost pracuje s pokročilými technologiemi – disponuje interní laboratoří, metrologií, spektrometrickými měřeními, 3D modelováním a dalším špičkovým vybavením, aby zajistila konzistentní kvalitu a rychlost dodávek.

BOMEX funguje podle certifikovaného systému řízení kvality a klade důraz na průběžné zlepšování, vysokou zákaznickou spokojenost a péči o každý objednaný projekt. V případě potřeby nabízí odborné poradenství i individuální a urgentní řešení, podporovaná pravidelně školeným týmem. Součástí stávající nabídky společnosti jsou povlaky:

• chemické niklování (automatická linka na povlaky s různým obsahem fosforu)
• tvrdé chromování (automatizovaný moderní proces se smíšeným katalyzátorem)
• eloxování (automatická linka na konvenční i tvrdou anodizaci)
• SurTec 650 (automatická linka)

V tomto článku se budeme věnovat první z uvedených technologií, tedy chemickému niklování. Probereme stručně princip technologie chemického niklování, porovnáme obecně vlastnosti chemicky vyloučených povlaků s galvanicky (elektro-lyticky) vykovenými povlaky niklu a představíme nabídku niklových povlaků společnosti BOMEX.

Chemické niklování v. galvanické niklování

Jak už název technologie napovídá je chemické niklování povrchová úprava založená na auto-katalytické reakci, při které je využito potenciálu roztoku k vyloučení povlaku na kovový podklad. V praxi to znamená pokovení dílů pouhým ponorem do niklovací lázně bez použití elektrického proudu. Na druhé straně technologie galvanického niklování, která je často nazývána pouze „niklování“, využívá externího zdroje elektrického proudu k vytvoření a udržování potenciálu nutného k pokovení dílů ponořených do elektrolytu.

Pro galvanizéry, jakožto výrobce povlaků, jsou tyto dvě technologie procesně odlišné nejen způsobem vylučování povlaku (chemicky v. elektro-chemicky), ale také v mnoha dalších parametrech, jako je teplota lázně, koncentrace niklu v roztoku, vylučovací rychlost, způsob zavěšování dílů, nebo likvidace odpadových vod. Dodržování těchto parametrů u rozdílných technologií má pro výrobce své výhody i nevýhody, které však v podstatě nijak neovlivňují koncového uživatele povlaku.

Ačkoliv by se z názvů těchto dvou technologií niklování mohlo zdát, že se jedná pouze o různé způsoby poniklování dílů, existují mezi těmito povlaky relativně velké rozdíly, a to nejen po výrobní stránce, ale především také v technických vlastnostech samotných povlaků a v mechanické a korozní ochraně, kterou poskytují pokoveným dílům.

 
Základní rozdíl mezi chemicky a galvanicky vyloučenými povlaky niklu je v jejich metalurgickém složení. Zatím co u galvanicky naneseného povlaku se jedná o vrstvu v podstatě čistého niklu, chemicky vyloučený povlak je slitina niklu a fosforu, která má odlišné fyzikální vlastnosti od elektro-lyticky vyloučeného niklu. Množství fosforu v chemicky vyloučené slitině NiP ovlivňuje vlastnosti tohoto povlaku a podle obsahu fosforu jsou tak tyto povlaky tříděny do skupin s obdobnými vlastnostmi.

V porovnání s galvanicky vykoveným niklem jsou chemicky vyloučené povlaky tvrdší a je možné je dále tepelně zpracovat ke zvýšení tvrdosti, mají lepší tribologické vlastnosti (kluznost, otěruvzdornost atd.) a také vyšší korozní odolnost. Chemické niklování je také vhodnější, pokud je nutné minimalizovat rizika spojená s vodíkovým křehnutím, protože při zpracování materiálu se absorbuje zhruba 1/5 množství vodíku oproti galvanickému niklování. Porovnání vlastností jednotlivých technologií je shrnuto v Tabulce 1.

Tabulka 1. – Obecné porovnání vlastností povlaků niklu

Vlastnost Galvanický nikl ChNi (5–9 % P) ChNi (10–12 % P)
Rovnoměrnost vrstvy nepravidelná rovnoměrná rovnoměrná
Korozní odolnost (NSS) 24 hod 96 hod 1000 hod
Tvrdost po vykovení 200 HV 600 HV 500 HV
Tvrdost po tepelném zpracování - 1000 HV 900 HV
Otěruvzdornost po vykovení 25 16 20
Otěruvzdornost po tepelném zpracování - 10 12

Jedna z hlavních předností chemického niklování spočívá v rovnoměrnosti tloušťky nanesené vrstvy, která je dána fyzikálním principem chemického pokovení. Každá část ponořeného dílu, která je v kontaktu s roztokem, v podstatě bez ohledu na složitost jeho tvaru, je v případě chemického niklování pokovována současně a stejnou rychlostí. Je tak možné dosáhnout rovnoměrné tloušťky vrstvy i na tvarově složitých dílech, zapuštěných částech dílů, vnitřních průměrech, dutinách a v jiných otvorech (Obr. 1).

U galvanického niklování závisí rychlost nanášení povlaku (a tím tvorby ochranné vrstvy) na proudové hustotě, které jsou vystaveny jednotlivé části dílů zavěšených v elektrolytu. Z fyzikálního principu elektrického pokovení je proudová hustota vyšší na snadno dostupných částech dílu a nižší v zapuštěných partiích (Obr. 2). K dosažení minimální vrstvy a tomu odpovídající korozní odolnosti je tak prakticky nutné vykovit celkově větší množství niklu.

Obr. 1 – Schematické znázornění rozložení tloušťky Obr. 2 – Schematické znázornění rozložení tloušťky
vrstvy chemicky vyloučené slitiny NiP vrstvy galvanicky vyloučeného niklu

Galvanovna BOMEX v současné době dodává chemicky niklované komponenty do mnoha odvětví strojírenského a chemického průmyslu a provozuje dva typy chemického niklování. Povlak se středním obsahem fosforu, který má výborné mechanické vlastnosti a povlak s vysokým obsahem fosforu a vysokou korozní a chemickou odolností. Níže je uveden souhrn vlastností těchto povrchových úprav.

Středně-fosforový povlak NiP

• Obsah fosforu 5–9 %
• Tvrdost po pokovení 550–660 HV (52–58 HRc)
• Tvrdost po tepelném zpracování 840–1100 HV (65–69 HRc)
• Otěruvzdornost po pokovení 14–18 TWI
• Otěruvzdornost po tepelném zpracování 8–12 TWI
• Dobrá korozní odolnost
• Slabě magnetický povlak
• Lesklý vzhled

Vysoko-fosforový povlak NiP

• Obsah fosforu 10–12 %
• Tvrdost po pokovení 440–510 HV (45–50 HRc)
• Tvrdost po tepelném zpracování 770–1000 HV (63–69 HRc)
• Otěruvzdornost po pokovení 18–24 TWI
• Otěruvzdornost po tepelném zpracování 10–15 TWI
• Výborná korozní odolnost, alternativa nerezových dílů
• Nemagnetický povlak (před tepelným zpracováním)
• Pololesklý vzhled

Obecné vlastnosti chemicky niklovaných povlaků

• Rovnoměrné nanesení vrstvy i na tvarově složitých dílech, nevyžaduje další broušení
• Vysoká tvrdost i otěruvzdornost, v některých aplikacích alternativa tvrdého chromování
• Vrozená kluznost povrchu, statický součinitel tření s ocelí: 0,2 s mazivem až 0,4 bez maziva
• Povrch není toxický, vhodný pro zdravotnický a potravinářský průmysl
• Nízká absorpce vodíku, přibližně 1/5 v porovnání s elektrolytickým niklováním a 1/10 v porovnání s tvrdým chromováním
• Dobrá smáčivost olejem
• Vyhovuje normám ISO 4527, MIL-C-26074 (AMS 26074), AMS 2404, ASTM B-733
• Vyhovuje ELV, RoHS a WEEE směrnicím

 Text a foto: BOMEX – CZ, s. r. o.,