การศึกษาสมบัติของการเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลบนตัวยึดเหล็ก

การเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลโดยพื้นฐานแล้วปราศจากการเปราะของไฮโดรเจนและมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ดังนั้นจึงกลายเป็นชั้นป้องกันที่เหมาะสมสำหรับตัวยึดเหล็ก ผ่านการทดสอบกระบวนการโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลด้วยไฟฟ้า ลักษณะและความหนาของการเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิล ปริมาณนิกเกิล ความแข็งแรงในการยึดเกาะ ความต้านทานการกัดกร่อน และการจับคู่สีได้รับการวิเคราะห์และวิจัย ผลการวิจัยพบว่าโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลที่ชุบด้วยไฟฟ้าเป็นชั้นป้องกันที่เชื่อถือได้และคุ้มค่า เหมาะสำหรับตัวยึดเหล็ก

ปัจจุบันการชุบสังกะสีเป็นวิธีการรักษาพื้นผิวป้องกันการกัดกร่อนของตัวยึดเหล็กที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยทั่วไปแล้ว ตัวยึดภายในอาคารถือเป็นวัสดุตกแต่งเป็นหลัก และส่วนใหญ่ใช้สังกะสีด้วยไฟฟ้าเป็นวิธีการรักษาพื้นผิวที่ต้องการ ตัวยึดกลางแจ้งส่วนใหญ่จะป้องกันการกัดกร่อน นอกจากการชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้าแล้ว การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนยังถูกเลือกเป็นชั้นป้องกันพื้นผิวด้วย (ส่วนใหญ่เป็นตัวยึด M10 ด้านบน) อย่างไรก็ตาม สำหรับสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่รุนแรงเป็นพิเศษ เช่น สภาพแวดล้อมทางทะเลที่มีความชื้นสูงและมีละอองเกลือสูง ความต้านทานการกัดกร่อนของตัวยึดสังกะสีมักจะตอบสนองความต้องการในการใช้งานได้ยาก ชั้นชุบแคดเมียมด้วยไฟฟ้ามีความทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมทางทะเลได้ดีเยี่ยม และผู้คนเริ่มใช้ชั้นชุบแคดเมียมเป็นตัวยึดชั้นป้องกันในสภาพแวดล้อมทางทะเล และผลที่ได้ก็ดีขึ้น [1,2] เนื่องจากประเทศของฉันให้ความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปกป้องสิ่งแวดล้อม กระบวนการชุบแคดเมียมจึงถูกรวมไว้ในแค็ตตาล็อกของ 'การขจัดกระบวนการผลิตและผลิตภัณฑ์ที่ล้าหลัง' ที่ประกาศใช้โดยอดีตคณะกรรมาธิการเศรษฐกิจและการค้าของรัฐ ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องทำการวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการทางเลือกในการชุบแคดเมียม

ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 ประเทศของฉันเริ่มการวิจัยในสาขาการชุบโลหะผสมสังกะสีด้วยไฟฟ้า และพัฒนาและประยุกต์ใช้กระบวนการโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลด้วยการชุบด้วยไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง เมื่อปริมาณนิกเกิลในการเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลอยู่ที่ 8% ถึง 15% (ค่าที่ดีที่สุดคือ 13%) ความต้านทานการกัดกร่อนของมันนั้นดีเยี่ยม ซึ่งเป็นประมาณ 3 ถึง 5 เท่าของการเคลือบสังกะสีที่มีความหนาเท่ากัน และปริมาณนิกเกิลคือ 15 นอกจากนี้ยังสามารถเคลือบโลหะผสมสังกะสี - นิกเกิลต่ำกว่า% ได้และความต้านทานการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นอย่างมากหลังจากการทำทู่ โดยพื้นฐานแล้วการเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลนั้นปราศจากการเปราะของไฮโดรเจน และความสามารถในการเชื่อมและความเหนียวก็ดีเช่นกัน [3] ดังนั้นการเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลจึงเป็นชั้นป้องกันที่สมบูรณ์และเหมาะสมซึ่งเหมาะสำหรับตัวยึด ในบทความนี้ ผ่านการทดสอบกระบวนการที่เกี่ยวข้อง วิเคราะห์และวิจัยประสิทธิภาพของการเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิล

1. ส่วนการทดลอง

1.1 ตัวอย่าง

ตัวอย่างคือสกรูหัวจมหกเหลี่ยม ข้อกำหนดเกลียว du003dM6 ความยาวระบุ Lu003d20mm ระดับประสิทธิภาพคือ 8.8 และวัสดุเป็นเหล็ก 45#

1.2 ผังกระบวนการ

การล้างไขมัน→การล้างด้วยน้ำร้อน→การล้างด้วยน้ำเย็น→การกัดเซาะที่อ่อนแอ→การล้างด้วยน้ำเย็นสองขั้นตอน→โลหะผสมสังกะสี - นิกเกิลด้วยไฟฟ้า→การล้างด้วยน้ำเย็นสองขั้นตอน→ทู่→การล้างด้วยน้ำเย็น→การล้างด้วยน้ำร้อน→การทำให้แห้ง

2. ผลลัพธ์และการอภิปราย

2.1 ลักษณะและความหนาของสารเคลือบ

การเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลถูกผ่านกระบวนการเพื่อสร้างฟิล์มทู่สีรุ้งสดใส

ยิ่งการเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลหนาขึ้น อายุการป้องกันก็จะยาวนานขึ้น โดยคำนึงถึงช่องว่างของเกลียวของตัวยึด โดยทั่วไปความหนาของการเคลือบจะถูกเลือก (5μm~10μm) [4] ในการทดลองนี้ การเคลือบตัวอย่างสกรูได้รับการทดสอบด้วยเครื่องวัดความหนาแบบพกพา และมีความหนาประมาณ 8μm

2.2 ปริมาณนิกเกิลในการเคลือบ

การใช้ X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) ในการวิเคราะห์การเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิล พบว่าปริมาณนิกเกิลในการเคลือบอยู่ที่ประมาณ 8%

2.3 ความแข็งแรงของการเคลือบ

หลังจากที่ตัวอย่างสกรูถูกเก็บไว้ที่ 200°C เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงและดับลงที่อุณหภูมิห้อง สารเคลือบจะถูกยึดเกาะกับซับสเตรตอย่างดี

แผ่นตัวอย่าง (วัสดุ: st12) ชุบด้วยไฟฟ้าด้วยตัวอย่างสกรูในร่องหลังจากการทดสอบการขัดถูด้วยแรงเสียดทานของลูกเหล็ก (GB5270-85) การเคลือบยังคงสภาพเดิม และไม่มีปรากฏการณ์ใด ๆ เช่นการลอกของการเคลือบจากพื้นผิว

ผลการวิจัยพบว่าแรงยึดเกาะของการเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลและซับสเตรตอยู่ในเกณฑ์ดี

2.4 ความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบ

ตาม GB/T10125 ได้ทำการทดสอบสเปรย์เกลือที่เป็นกลาง (NSS) และเมื่อเปรียบเทียบกับสกรูชุบสังกะสี (ทู่สี) ความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลจะดีกว่าของการเคลือบสังกะสี การศึกษาพบว่า [5] เมื่อการเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลถูกสึกกร่อน การมีอยู่ของนิกเกิลจะทำให้ผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนเป็น ZnCl24Zn(OH)2 ซึ่งได้รับการปกคลุมบนพื้นผิวอย่างสม่ำเสมอและหนาแน่น และไม่ง่ายที่จะนำไฟฟ้า ดังนั้นจึงมีผลในการป้องกันการเคลือบ นอกจากนี้ นิกเกิลยังมีฤทธิ์ยับยั้งกระบวนการแคโทด ซึ่งยังเอื้อต่อการปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนของสารเคลือบสังกะสีส่วนใหญ่เป็นสารกึ่งตัวนำ ZnO ที่หลวมและไม่มีการป้องกัน เหตุผลเหล่านี้อธิบายผลการทดสอบในตารางที่ 2 ได้อย่างสมเหตุสมผล

2.5 การจับคู่สีเคลือบและสี

แผ่นตัวอย่าง (วัสดุ: st12, ความหนาของการเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลคือประมาณ 8μm) ใช้เพื่อตรวจสอบความเข้ากันได้ของการเคลือบกับไพรเมอร์ประเภทต่างๆ และทดสอบความแข็งแรงการยึดเกาะของไพรเมอร์ตามวิธีการที่ระบุใน SJ/ T10674 ตาม GB/T1732 วิธีการนี้ใช้เพื่อทดสอบความต้านทานแรงกระแทกของไพรเมอร์ และการเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลเข้ากันได้ดีกับไพรเมอร์อีพอกซีและโพลียูรีเทน

การเคลือบโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลเป็นวิธีการป้องกันที่ใช้งานง่ายและคุ้มค่าสำหรับตัวยึดเหล็ก หากใช้ร่วมกับการเคลือบออร์แกนิกจะกลายเป็นวิธีการปกป้องที่เชื่อถือได้ในระยะยาวสำหรับตัวยึดเหล็ก อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับการชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้า (หรือการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน) การบำรุงรักษาสารละลายโลหะผสมสังกะสีด้วยไฟฟ้าและนิกเกิลจะยุ่งยากกว่า โดยทั่วไป สารละลายการชุบด้วยไฟฟ้าจะต้องมีการวิเคราะห์และปรับเปลี่ยนทุกสัปดาห์ ในอนาคต การพัฒนาโซลูชันโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลด้วยการชุบด้วยไฟฟ้าที่ง่ายต่อการบำรุงรักษาจะเป็นทิศทางการพัฒนา