Galwanizernia "GALWANO"

Czynniki wpływające na korozję powłok galwanicznych

Tablica 1-1. Szybkość korozji typowych powłok galwanicznych w atmosferach normalnych

Przebieg i szybkość korozji powłok są uzależnione od czynników wynikających zarówno z własności metalu powłoki i układu metal powłoki - metal podłoża, jak też z własności środowiska korozyjnego oraz występujących w nim narażeń.

Spośród czynników wynikających z własności powłoki i układu metal podłoża - metal powłoki należy wymienić:
1) rodzaj metalu powłoki i jego zdolność do tworzenia naturalnych warstewek ochronnych,
2) zanieczyszczenie metalu powłoki,
3) grubość powłoki,
4) szczelność powłoki,
5) stopień gładkości powierzchni metalu podłoża i powłoki,
6) naprężenia własne w powłoce,
7) rodzaj i kształt przedmiotów pokrytych powłokami metalowymi,
8) sposób dodatkowej obróbki powierzchniowej powłok galwanicznych (np. stosowanie powłok konwersyjnych).

Do czynników wynikających z własności środowiska korozyjnego należą:

1) czynniki meteorologiczne (atmosferyczne) - temperatura, wilgotność względna, częstość zmian temperatury i wilgotność, opady atmosferyczne, kierunek i siła wiatrów,
2) jakościowy i ilościowy skład chemiczny środowiska korozyjnego oddziałującego na powłoki metalowe, ze szczególnym uwzględnieniem rodzajów i ilości zanieczyszczeń występujących stale lub przypadkowo w danym środowisku korozyjnym,
3) obecność na powierzchni powłok zanieczyszczeń, takich jak kurz, brud, sadza, odciski palców, tłuszcz, pozostałości past polerowniczych itp.,
4) naprężenia pochodzące od sił zewnętrznych,
5) bezpośrednie zetknięcie z innymi tworzywami lub metalami.

Szybkość korodowania powłok galwanicznych w typowych warunkach atmosferycznych

Jednym z podstawowych czynników decydujących o możliwości zastosowania danego rodzaju powłoki w określonym przewidywanym czasie ich użytkowania, tj. czasie w jakim ma ona spełniać swoje zadania ochronne, dekoracyjne lub techniczne, jest szybkość korodowania powłok. Szybkość korodowania powłok metalowych zależy od rodzaju metalu powłoki, metalu podłoża oraz od agresywności środowiska korozyjnego, w którym są użytkowane wyroby pokryte tymi powłokami.

Załącznik B
(informacyjny)

Oznaczenie warunków użytkowania

Oznaczenie warunków użytkowania określa, w jakich warunkach powłoka powinna być odporna na oddziaływanie atmosfery, w której zamierza się ją stosować. Zostało to podane jako pomoc dla zamawiającego przy podejmowaniu decyzji, które oznaczenie ma wybrać na swoje potrzeby.

Oznaczenie warunków użytkowania odpowiada jednemu lub kilku typom atmosfery podanych w normach europejskich dla każdej powłoki.

Przykłady oznaczeń warunków użytkowania i odpowiadający im opis warunków użytkowania zostały podane w tablicy B.1.

Tablica B.1: Przykłady warunków użytkowania

Dobór powłok do poszczególnych zastosowań

Powłoki ochronne
Jako typowe powłoki ochronne na stali stosowane są głównie powłoki anodowe, do których należą powłoki cynkowe i kadmowe. Oprócz powłok cynkowych i kadmowych jako powłoki ochronne stosowane są - w bez porównania mniejszym zakresie - powłoki niklowe, miedziowe, cynowe oraz niektóre powłoki stopowe.

Powłoki dekoracyjne
Do najważniejszych wymagań stawianych powłokom dekoracyjnym zalicza się atrakcyjną trwałą barwę, połysk oraz odporność na pokrywanie się nalotem. Występowanie nalotów powierzchniowych powoduje utratę połysku i powstawanie plam, przyczyniając się jednocześnie do obniżenia własności dekoracyjnych.
Spośród powłok nie pokrywających się nalotem jako powłoki dekoracyjne najczęściej stosowane są w praktyce elektrolityczne powłoki chromowe, złote, rodowe, palladowe i platynowe. Grubości tych powłok są przeważnie bardzo małe - rzędu od dziesiątych części do 3 μm. Powłoki srebrne i niklowe stosowane są o większych grubościach, mają one jednak tendencję do pokrywania się nalotem powierzchniowym, szczególnie w atmosferze zawierającej związki siarki.
Dla zabezpieczenia powierzchni srebrnych i niklowych przed powstaniem nalotów i plam stosuje się obróbkę dodatkową, polegającą na osadzaniu cienkich powłok metali szlachetnych lub (jak to często występuje w pzrypadku niklu) chromowych, względnie na odpowiednim rodzaju pasywacji chemicznej lub elektrochemicznej, np. dla powłok srebrnych.

Powłoki ochronno-dekoracyjne
Typowymi i najbardziej rozpowszechnionymi powłokami ochronno-dekoracyjnymi są powłoki wielowarstwowe nikiel-chrom, miedź-nikiel i miedź-nikiel-chrom, o różnych kombinacjach tych warstw. Zasadniczą ochronę przed korozją spełniają w tych powłokach warstwy niklu. Ze względu na katodowy charakter powłok niklowych oraz podwarstw miedzi w stosunku do metalu podłoża (stali) wymagane jest dla zapewnienia dostatecznej ochrony w bardziej agresywnych środowiskach nakładanie odpowiednio szczelnych, a tym bardziej grubych powłok o grubości 25 μm i więcej). W niektórych, stosunkowo nielicznych, przypadkach zamiast podwarstwy miedzi stosowana jest podwarstwa mosiądzu. Powłoki niklowe na stali lub miedzi i jej stopów oraz dwuwarstwowe powłoki miedź-nikiel na stali, bez zewnętrznej warstwy chromu, mogą być stosowane jedynie w łagodnych warunkach korozyjnych.
Najczęściej jako zewnętrzne warstwy na warstewkach niklu stosowane są cienkie warstwy chromu (grubość ok. 0,25 - 1,5 μm), których głównym zadaniem jest zabezpieczenie powierzchni przed pokrywaniem się nalotem oraz zwiększenie odporności powierzchni na ścieranie. Ostatnio stwierdzono, że poprzez odpowiedni dobór składu i parametrów pracy kąpieli do chromowania można uzyskać warstwy chromu, które wpływają wyraźnie dodatnio na odporność korozyjną całej powłoki (szczelne powłoki chromowe, powłoki chromowe mikrospękane oraz powłoki chromowe mikroporowate). Również stwierdzono dodatni wpływ elektrochemicznego chromianowania powłok nikiel-chrom na ich własności ochronne. Rolę poszczególnych warstw w powłoce wielowarstwowej, stosowane w praktyce kombinacje powłok wielowarstwowych oraz dobór grubości tych powłok dla części samochodowych omówił w swojej publikacji Tadeusz Biestek: Ochrona przed korozją 1969, 12, 257. Grubości powłok ochronno-dekoracyjnych podano w tablicach A-2 do A-4.