Elektrolytické zinkování je tenká vrstva zinku nanášená na ocel v elektrolytické lázni, která chrání kov před korozí, ale nemění jeho tvar ani rozměry.
Povlak vzniká rovnoměrně a přesně kopíruje povrch prvku, proto se dobře osvědčuje u dílců, které musí k sobě pasovat a vypadat esteticky i po ochraně.

Proces vedeme za elektrochemických podmínek, bez ohřevu oceli na vysoké teploty. Ocelový prvek pracuje jako katoda a zinek se usazuje na jeho povrchu z roztoku elektrolytu. Absence tepelného zatížení eliminuje riziko deformací a strukturálních změn materiálu, což má zvláštní význam u tenkostěnných, závitových a přesných prvků. To je jeden z hlavních rozdílů oproti žárovému zinkování a zároveň jedna z největších výhod této technologie.

Jak probíhá elektrochemické vylučování zinku na oceli

Při elektrolytickém zinkování se ionty zinku Zn²⁺ pohybují v elektrickém poli směrem k povrchu dílce a podléhají redukci. Zinek se usazuje ve formě krystalitů, které postupně vytvářejí kompaktní ochrannou vrstvu. Na rozdíl od žárového zinkování zde neprobíhají difuzní reakce Fe-Zn, proto se povlak nestává součástí struktury oceli, ale zůstává vyloučenou vrstvou s přesně kontrolovanou tloušťkou.

Typická tloušťka zinkového povlaku získaného elektrolytickou metodou se pohybuje v rozmezí 5–15 µm, i když ji lze podle technických požadavků upravit. Takové rozmezí umožňuje zachovat rozměrové tolerance závitů, uložení a spolupracujících ploch, což má v mnoha aplikacích klíčový význam.

Proudová hustota a její vliv na kvalitu zinkového povlaku

V celém procesu má klíčový význam proudová hustota. Právě ona rozhoduje o rychlosti narůstání povlaku a o tom, jak vypadá jeho struktura. Při správně zvolených hodnotách, nejčastěji v rozmezí od 1 do 5 A/dm², se zinek usazuje rovnoměrně a vytváří kompaktní, jemnokrystalickou vrstvu bez nadměrného pnutí. Příliš vysoká proudová hustota způsobuje nadměrné narůstání zinku na hranách a rozích. Objevuje se větší vnitřní pnutí a povlak se stává náchylnějším k bílé korozi. Naopak příliš nízká proudová hustota vede ke vzniku porézního povlaku, slaběji vázaného k podkladu a méně odolného v provozu. V praxi právě kontrola proudu rozhoduje o klidném a opakovatelném průběhu zinkování.

Na jednotnost povlaku působí také proudové stínění. Tento jev vyplývá z geometrie dílce a rozložení elektrického pole v lázni. Proud vždy snáze dosahuje k hranám než k prohlubním, proto způsob zavěšení prvku nebo jeho práce v bubnu mají přímý vliv na konečný výsledek. Dobře naplánovaná expozice dílce umožňuje tento jev omezit a získat rovnoměrnou vrstvu zinku na celém povrchu.

Zinkové lázně a jejich význam v procesu

V praxi se nejčastěji pracuje s alkalickými lázněmi a kyselými lázněmi, přičemž volba mezi nimi závisí na druhu dílce a očekávaném efektu. Alkalické lázně dobře zvládají rozložení proudu a umožňují rovnoměrně pokrývat prvky se složitou geometrií. Pracují ve vysokém rozmezí pH, zpravidla od 12–14, při mírné teplotě řádu 20–30 °C. Je to řešení stabilní a předvídatelné, zejména u obtížnějších tvarů.

Kyselé lázně se volí tam, kde záleží na vzhledu povrchu. Umožňují získat velmi hladké, jemnokrystalické povlaky, cenené zejména u viditelných a přesných prvků. 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 místní proudová přetížení a rychleji reagují na odchylky parametrů. Doplňkem složení lázně jsou zjasňovače a nivelační zařízení, které odpovídají za krystalickou strukturu, lesk a vyrovnání povrchu. I malé změny jejich koncentrace dokážou výrazně změnit charakter povlaku. Z tohoto důvodu musí být lázně pravidelně analyzovány a korigovány, protože právě chemie v pozadí z velké části rozhoduje o konečném výsledku zinkování.

Příprava povrchu oceli před elektrolytickým zinkováním

U elektrolytického zinkování nelze skrýt chyby z předchozí fáze. Každý zbytek maziva, silikonu, okují či stopa po mechanickém opracování se velmi rychle projeví na povrchu v podobě místních vynechávek povlaku nebo nerovnoměrného vylučování zinku. Je to okamžik, v němž proces jasně ukáže, zda byla ocel připravena tak, jak má.

Proto celý cyklus vždy začíná důkladnou přípravou povrchu. Odmašťování, moření, oplach a aktivace nejsou doplňkem, ale základem další práce. Každý z těchto kroků volíme podle druhu oceli a jejího reálného stavu, protože jiný přístup vyžaduje dílec po obrábění a jiný prvek po řezání či ohýbání. Právě tato fáze nejvíce ovlivňuje jednotnost povlaku a jeho chování v čase. Zejména v prvním období provozu, kdy zinek začíná pracovat v reálných podmínkách, dobře připravený povrch rozhoduje o tom, zda povlak zůstane stabilní, nebo začne odhalovat svá slabá místa.

Pasivace zinkového povlaku a jeho korozní odolnost

Po zinkování provádíme pasivaci, jejímž úkolem je stabilizace čerstvě vyloučeného zinku a omezení jeho reaktivity. V moderních procesech se používají bezchromové pasivace na bázi sloučenin titanu a zirkonia, které zlepšují odolnost proti bílé korozi a splňují aktuální environmentální požadavky.

V mírných prostředích činí rychlost opotřebení zinkového povlaku v průměru 1–2 µm ročně, což při správně zvolené tloušťce umožňuje dlouholetou ochranu ocelových prvků. V agresivnějších prostředích má klíčový význam kvalita pasivace a stabilita celého procesu zinkování.

Použití zinkových povlaků vylučovaných elektrolyticky

• závitové prvky, u nichž je důležité zachování přesných rozměrů a správného uložení,
• přesné mechanismy, kde rovnoměrný a tenký povlak nesmí ovlivňovat funkci dílce,
• automobilové komponenty vyžadující opakovatelnost a estetickou povrchovou úpravu,
• elektrotechnické prvky, u nichž protikorozní ochrana nesmí narušovat funkci,
• drobné konstrukční dílce, které musí být chráněny bez geometrických změn,
• použití v suchých a mírně vlhkých prostředích, kde záleží na stabilní, předvídatelné ochraně před korozí.

Jak realizujeme elektrolytické zinkování ve Strumet

Ve Strumet považujeme elektrolytické zinkování za proces, který musí být stabilní a opakovatelný bez ohledu na velikost série či druh dílce. Každý prvek připravujeme se zřetelem na jeho tvar a určení, proto pracujeme jak na závěsové lince pro větší prvky, tak na bubnové lince určené pro drobné dílce. To nám umožňuje zvolit technologii přesně podle konkrétního použití. Průběžně kontrolujeme složení lázně, pH, teplotu a proudovou hustotu, protože právě tyto parametry rozhodují o struktuře povlaku a jeho trvanlivosti. Celek doplňujeme bezchromovou pasivací, čímž si povlak zachovává své vlastnosti i v dlouhém období používání.

Elektrolytické zinkování v praxi – kontrola procesu a stabilní výsledek

Elektrolytické zinkování je technologie, která jasně ukazuje, zda je proces pod kontrolou. U dobře vedené linky je výsledek rovnoměrný, stabilní a předvídatelný a povlak prostě plní svou funkci v každodenním provozu prvku. Ve Strumet se soustředíme právě na to, aby každý dílec opouštěl proces přesně v takovém stavu, v jakém má.

Díky důsledné kontrole parametrů a klidnému vedení procesu si povlak zachovává své vlastnosti i po delší době používání. Prvky putují dál bez překvapení a zinkování přestává být tématem pro analýzy a opravy.