Elektrolytické zinkování je tenká vrstva zinku nanášená na ocel v elektrolytické lázni, která chrání kov před korozí, ale nemění jeho tvar ani rozměry.
Nátěr je vytvořen rovnoměrně a přesně reprodukuje povrch prvku, takže se dobře osvědčí u detailů, které musí do sebe zapadat a i po ochraně vypadat esteticky.
Proces probíhá elektrochemicky, bez zahřívání oceli na vysoké teploty. Ocelový prvek funguje jako katoda a zinek se na jeho povrchu usazuje z roztoku elektrolytu. Absence tepelného namáhání eliminuje riziko deformace a strukturálních změn materiálu, což je obzvláště důležité pro tenkostěnné, závitové a přesné součásti. To je jeden z hlavních rozdílů oproti žárovému zinkování a zároveň jedna z největších výhod této technologie.
Jak funguje elektrochemické nanášení zinku na ocel?
Během elektrolytického zinkování se ionty zinku Zn²⁺ Pohybují se v elektrickém poli směrem k povrchu součásti a redukují se. Zinek se usazuje ve formě krystalitů, které postupně vytvářejí kompaktní ochrannou vrstvu. Na rozdíl od žárového zinkování zde nedochází k difuzním reakcím. Fe-Zn, proto se povlak nestává součástí ocelové konstrukce, ale zůstává nanesenou vrstvou s přesně řízenou tloušťkou.
Typická tloušťka zinkového povlaku získaného elektrolytickou metodou je v rozmezí 5–15 µm, ačkoliv jej lze upravit v závislosti na technických požadavcích. Tento rozsah umožňuje zachovat rozměrové tolerance závitů, uložení a spojovacích ploch, což je v mnoha aplikacích klíčové.
Hustota proudu a její vliv na kvalitu zinkového povlaku
V celém procesu je klíčovým faktorem hustota proudu. Určuje rychlost růstu povlaku a jeho strukturu. Při správně zvolených hodnotách se nejčastěji pohybuje v rozmezí od 1 do 5 A/dm², zinek se rovnoměrně nanáší a tvoří kompaktní, jemnokrystalickou vrstvu bez nadměrného pnutí. Příliš vysoká hustota proudu způsobuje nadměrné hromadění zinku na hranách a rozích. Dochází ke zvýšenému vnitřnímu pnutí a povlak se stává náchylnějším k bílá koroze. Na druhou stranu příliš nízká proudová hustota vede k tvorbě porézních usazenin, které jsou méně vázány na substrát a méně odolné vůči provozu. V praxi je to proudová regulace určuje hladký a opakovatelný průběh zinkování.
Rovnoměrnost povlaku je také ovlivněna aktuální stínování. Tento jev vyplývá z geometrie detailů a rozložení elektrického pole v lázni. Proud se vždy dostane k okrajům snáze než do prohlubní, proto způsob zavěšení prvku nebo jeho práce v bubnu mají přímý vliv na konečný efekt. Dobře naplánovaná expozice detailů vám umožňuje omezit tento jev a dosáhnout rovnoměrná vrstva zinku na celém povrchu.
Zinkové lázně a jejich význam v tomto procesu
V praxi se nejčastěji pracuje na alkalické koupele a kyselé koupele, a volba mezi nimi závisí na typu detailu a očekávaném efektu. Alkalické koupele Dobře zvládají rozložení proudu a umožňují rovnoměrné nanášení povlaků na prvky se složitou geometrií. Pracují ve vysokém rozsahu pH, obvykle od 12-14, při mírné teplotě řádově 20–30 °C. Toto je stabilní a předvídatelné řešení, zejména pro složitější tvary.
Kyselé koupele se volí tam, kde je důležitý vzhled povrchu. Umožňují velmi hladké, jemnokrystalické povlaky, obzvláště ceněné pro viditelné a přesné prvky. Pracují při nižším pH, nejčastěji v rozmezí 4,5–5,5, při podobných teplotách jako alkalické lázně. Vyžadují však větší kontrolu, protože jsou citlivější na lokální proudové přetížení a rychleji reagují na odchylky parametrů. Složení lázně je doplněno o zjasňovače a nivelační zařízení, které jsou zodpovědné za krystalickou strukturu, lesk a rovnoměrnost povrchu. I malé změny v jejich koncentraci mohou významně změnit charakter nátěru. Z tohoto důvodu musí být lázně pravidelně analyzovány a opravovány, protože právě chemie v pozadí do značné míry určuje konečný výsledek zinkování.
Příprava ocelového povrchu před elektrolytickým zinkováním
Při elektrolytickém zinkování není možné skrýt chyby z dřívějších fází. Veškeré stopy mastnoty, silikonu, okujů nebo zbytků po obrábění se rychle projeví jako lokální vady povlaku nebo nerovnoměrné usazování zinku. V tomto bodě proces jasně prokáže, zda byla ocel správně připravena.
Proto celý cyklus vždy začíná důkladná příprava povrchu. Odmašťování, moření, oplachování a aktivace nejsou doplňky, ale základ pro další práci. Každý z těchto kroků je volen na základě typu oceli a jejího skutečného stavu, protože obráběný detail vyžaduje jiný přístup než řezný nebo ohýbací prvek. Právě tento krok má největší vliv na... rovnoměrnost povlaku a jeho chování v čase. Zejména v počátečním období používání, kdy zinek začíná působit v reálných podmínkách, dobře připravený povrch určuje, zda povlak zůstane stabilní, nebo zda se začnou projevovat jeho slabá místa.
Pasivace zinkového povlaku a jeho odolnost proti korozi
Po zinkování provádíme pasivaci, která stabilizuje nově nanesený zinek a omezuje jeho reaktivitu. Moderní procesy využívají pasivaci bez chromu na bázi sloučenin titanu a zirkonia, které zlepšují odolnost proti bílé korozi a splňují současné environmentální požadavky.
V mírném prostředí je průměrná míra opotřebení zinkového povlaku 1–2 µm ročně, což při vhodně zvolené tloušťce umožňuje dlouhodobou ochranu ocelových prvků. V agresivnějším prostředí je klíčová kvalita pasivace a stabilita celého procesu zinkování.
Aplikace elektrolyticky nanesených zinkových povlaků
- závitové prvky, u kterých je důležité dodržování přesných rozměrů a správného uložení,
- přesné mechanismy, kde rovnoměrný a tenký povlak nemůže ovlivnit práci detailů,
- automobilové součástky vyžadující opakovatelnost a estetickou úpravu,
- elektrické součásti, u kterých nesmí antikorozní ochrana ovlivnit funkci,
- drobné konstrukční detaily, které musí být zajištěny bez geometrických změn,
- aplikace v suchém a mírně vlhkém prostředí, kde je důležitá stabilní a předvídatelná ochrana proti korozi.
Jak provádíme elektrolytické zinkování ve společnosti Strumet
Ve společnosti Strumet vnímáme elektrolytické zinkování jako proces, který musí být stabilní a opakovatelný, bez ohledu na velikost šarže nebo typ dílu. Každý prvek připravujeme s ohledem na jeho tvar a zamýšlené použití, a proto provozujeme jak závěsnou linku pro větší prvky, tak i bubnovou linku pro malé detaily. To nám umožňuje přesně přizpůsobit technologii konkrétní aplikaci. Neustále sledujeme složení koupele, pH, teplota a hustota proudu, protože právě tyto parametry určují strukturu nátěru a jeho trvanlivost. Provádíme celý pasivace bez chromu, díky čemuž si nátěr zachovává své vlastnosti i po dlouhé době používání.
Elektrolytické zinkování v praxi – řízení procesu a stabilní výsledky
Galvanické zinkování je technologie, která jasně ukazuje, zda je proces pod kontrolou. S dobře řízenou linkou je výsledek rovnoměrný, stabilní a předvídatelný a povlak jednoduše plní svou funkci v každodenním provozu součásti. Ve společnosti Strumet se zaměřujeme na to, aby každý díl opustil proces přesně v takovém stavu, v jakém má být.
Díky konzistentní kontrole parametrů a plynulému procesu si povlak zachovává své vlastnosti i po delším používání. Součásti se dále zpracovávají bez jakýchkoli překvapení a pozinkování již není předmětem analýzy nebo oprav.
