Zinkování vs. niklování: Který z nich byste měli zvolit?

Zinkování vs. niklování je častým referenčním bodem, pokud jde o povrchovou úpravu kovů. Tyto dvě metody se používají k ochraně kovů, zvýšení jejich výkonnosti a prodloužení životnosti výrobků. Rozdíly mezi těmito dvěma typy závisí na ceně, trvanlivosti a vzhledu. Povrchová úprava není jen o vzhledu. Zabývá se přesností, s jakou může výrobek čelit korozi, opotřebení a poškození. Dokonce i silné kovy mohou být poraženy tam, kde není vhodná povrchová úprava. To je důvod, proč je pokovování důležitým procesem v automobilovém, leteckém, stavebním a elektronickém průmyslu.

Je známo, že zinkování je levné a účinné. Vytváří tenký a dobře zpracovatelný ochranný povlak, který odolává poškození kovu rzí. To mu dává přednost u spojovacího materiálu, matic, šroubů a mnoha dalších drobných prvků výrobků používaných v každodenním životě. Na druhou stranu je niklování pevnější a odolnější. Nelze jej snadno opotřebovat a odolává kyselinám. Niklování má také jasnou a atraktivní povrchovou úpravu, takže je ideální, pokud je potřeba na dekorativních nebo viditelných částech, jako jsou lišty automobilů a kování spotřebičů nebo na elektronických krytech.

Při zvažování zinkování vs. niklování se nabízí otázka: co je ve vaší situaci lepší? Odpověď závisí na místě, kde se díl bude používat, na tom, jak moc je třeba jej chránit a s jakou částkou jste ochotni se rozloučit.

V tomto blogu vám přiblížíme oba procesy, jejich výhody, omezení a hlavní oblasti, ve kterých je lze nejlépe využít, abychom vám pomohli učinit nejvhodnější rozhodnutí.

Co je zinkování?

Zinkování je široce používaná a nákladově efektivní technika povlakování. Provádí se nanášením tenké vrstvy zinku na povrch kovu, nejčastěji oceli nebo železa, procesem známým jako galvanické pokovování. Při tomto procesu se k ponoření základního kovu používá roztok zinkové soli a prochází jím elektrický proud. Roztoky zinku se dostávají na povrch kusu a zanechávají na něm rovnoměrný a tenký povlak.

Výhody zinkování

• Odolnost proti korozi: Zinek by mohl být použit jako obětní povlak, který koroduje jako první, než dojde ke korozi jiného podkladového kovu. Tím se výrazně zvýší životnost dílu.
• Nízké náklady: Zinkování je v porovnání s ostatními způsoby pokovování levný.
• Dobrý vzhled: Poskytuje jasný, lesklý povrch, který lze dále upravit chromáty, aby získal další barvy (žluté nebo čiré).
• Flexibilita: Použitelné na matice, šrouby, spojovací materiál a automobilové díly.

Omezení zinkování

• Ve srovnání s niklem má kratší životnost: Zinek poskytuje vysokou ochranu i v těch nejnáročnějších podmínkách, ale jeho životnost je snížena.
• Nižší odolnost proti opotřebení: Tento materiál není vhodné používat v aplikacích s vysokým třením.
• Odolnost vůči nízkým teplotám: Na zinkový povlak působí vysoké teploty.

Co je niklování?

Niklování je také běžnou technikou povrchové úpravy, ale ve srovnání se zinkem nabízí tvrdší, odolnější a estetičtější povrch. Procesu se dosahuje jedním ze dvou hlavních způsobů:

Elektrolytické niklování (Galvanické pokovování) - Podobně jako při zinkování se surový kov vloží do roztoku niklové soli a nikl se na povrch nanese působením elektrického proudu.

Bezelektrické niklování je metoda, která nepotřebuje elektřinu. Využívá spíše chemický proces, který dokáže nanesením niklu rovnoměrně pokrýt povrch, a to i ve složitých strukturách nebo na jinak nepřístupných místech.

Výhody niklování

• Vynikající antikorozní ochrana: Nikl vytváří ochrannou vrstvu, která nedovoluje pronikání vlhkosti a jejímu rozvoji. Elektrolytický nikl je obzvláště účinný při zastavení rezavění.
• Vyšší tvrdost a odolnost proti opotřebení: Niklové pláty jsou tvrdší než zinkové a odolnější vůči tření, oděru a intenzivnímu používání.
• Lepší vzhled: Niklové povrchy jsou hladké, lesklé a profesionální. Používají se k dekorativním účelům.
• Univerzálnost tloušťky: Nikl může být přidán do silnějších nátěrů, aby se zlepšila ochrana.

Omezení niklování

• Nadměrné výdaje: Niklování je ve srovnání se zinkováním nákladnější, a to jak z hlediska materiálu, tak z hlediska procesu.
• Potenciální křehkost: V některých případech mají silné niklové povlaky tendenci praskat z důvodu křehkosti.
• Environmentální snahy: Niklování je ve srovnání se zinkováním považováno za složitější z hlediska zpracování odpadu.
• Zpomalení výrobního procesu: Niklování je obvykle pomalejší než zinkování, což může ovlivnit velkovýrobu.

Proces pokovování

Proces zinkování

Příprava povrchu je v případě zinkování velmi pečlivá. Než se může plech zinkovat, musí se povrch, který je ve většině případů kovový, obvykle ocelový nebo železný, očistit od oleje, nečistot, rzi a oxidů. Za tímto účelem se součásti čistí buď v kyselých, nebo alkalických tekutinách a poté se opláchnou, aby nezůstaly žádné zbytky. Po vyčištění se součástka vloží do elektrolytické lázně s roztokem zinečnaté soli, většinou síranu zinečnatého nebo chloridu zinečnatého. V lázni se pak nabíjí elektrickým proudem. Tento pohyb má za následek, že se ionty zinku v prostředí pohybují a usazují se na povrchu základního kovu. Výsledkem je velmi tenká, rovnoměrná vrstva zinku pokrývající zinek pod ní. Často se provádí následná úprava pokovené součásti, která může zajistit větší odolnost proti korozi a rovněž může změnit vzhled povlaku, a to tak, že se získá žlutý, černý nebo čirý povrch. Zinkování je poměrně rychlé, má nízkou cenu a je velmi dobře použitelné při hromadné výrobě železářských výrobků a součástí vozidel.

Proces niklování

Příprava niklování probíhá téměř obdobným způsobem, přičemž počátečním krokem je čištění. Povrchy dílů se dobře ošetří a vyčistí, aby se zajistilo, že přilnavost nebude narušena zbytky. Elektrolytické niklování: Díl se vloží do lázně s roztoky niklových solí, např. síranu nikelnatého, a přivede se elektrický proud. Díky tomu se na povrchu usazují ionty niklu, které vytvářejí tvrdou a ochrannou vrstvu. Dalším přístupem, který představuje niklování a nevyžaduje elektrický proud, je bezelektrické niklování. Součást se spíše ponoří do některých chemikálií pod soli niklu a redukční roztok, jako je hypofosforečnan sodný. Dochází rovněž k chemické reakci pokovování, přičemž nikl se na díl rovnoměrně nanese. Tento proces má oproti elektrolytickému pokovování tu výhodu, že rovnoměrně pokryje i prohlubně, drážky a další složité geometrie. Elektrolytické niklové nánosy se vyznačují vysokou tvrdostí a odolností proti korozi, ale tento proces je nákladnější než metoda galvanického pokovování a vyžaduje mnohem větší péči o chemii lázně, úroveň pH a teplotu.

Zinkování vs. niklování: Hlavní rozdíly

Při volbě mezi zinkováním a niklováním mohou být zohledněny náklady, trvanlivost, vzhled, odolnost proti korozi a vhodnost použití. Podívejme se na ně postupně.

1.     Odolnost proti korozi

• Zinkování: Poskytuje střední ochranu ve středně náročných podmínkách. Zinková vrstva chrání ocel tím, že se obětuje v místech, která jsou čas od času vystavena vlhkosti, jako jsou šrouby, matice a díly. V prostředí s vysokým namáháním a korozí, zejména v okolí moří, však New Light nepůsobí lépe.
• Niklování: Poskytuje zvýšenou odolnost proti vlhkosti, chemikáliím a oxidaci. Zejména elektrolytický nikl je poměrně odolný proti korozi a běžně se používá v lodním a leteckém průmyslu a při výrobě ropy. 

Vítěz: Niklování slouží k dlouhodobé ochraně proti korozi.

2. Výdrž / nositelnost

• Zinkování: méně tvrdé a odolné proti opotřebení. Použití nejlepších komponentů, které nemusí být pokaždé použity přímo.
• Niklování: Tvrdší a odolnější proti poškrábání, tření a opotřebení niklování. K použití na vysoce výkonné díly nebo pohyblivé části.

Vítěz: Niklování; tvrdost, odolnost proti opotřebení.

3. Náklady

• Zinkování: It je mnohem levnější jak z hlediska nákladů na materiál, tak z hlediska procesních nákladů.
• Niklování: Náklady jsou vyšší kvůli ceně surového niklu a doba zpracování je také delší.

 Vítěz: zinkování k nákladově efektivním řešením.

4. Vzhled

• Zinkování: odráží světlo a vypadá dobře, ale není tak rafinovaný jako nikl. Lze jej chromovat a získat tak různé povrchové úpravy (čirý, žlutý, černý).
• Niklování: Profesionální zrcadlový povrch. Lepší použití u výrobku určeného pro spotřebitele nebo koncového uživatele (elektronické výrobky, dekorace, luxusní výrobky).

 Vítěz: Niklování - aby dobře vypadalo.

5. Dopad na životní prostředí

• Zinkování: Zpravidla jsou méně nebezpečné pro životní prostředí. Zpracování odpadů je jednodušší.
• Niklování: Ten je třeba zlikvidovat a nakládat s ním přísnějším způsobem, protože jeho chemická látka je nebezpečná.

 Vítěz: Zinkování na jeho zelenost.

Rychlá srovnávací tabulka

Průmyslové aplikace zinkových a niklových povlaků

Obě techniky pokovování jsou v průmyslu velmi rozšířené, nicméně většina lidí se rozhoduje, kterou z nich použije, v závislosti na dostupných rozpočtových prostředcích, požadavcích na výkon a na situaci v oblasti životního prostředí.

1. Automobilový průmysl

Zinkování: Hojně se používá v koncovkách, maticích, šroubech a spojovacím materiálu, brzdových dílech. Tyto součásti by měly být materiál a ochrana proti korozi nemusí vyžadovat špičkové povrchové úpravy. Zinkování představuje nákladově efektivní metodu při velkosériové výrobě automobilů.

Niklování: Niklování U ozdobných lišt, emblémů a výfukových dílů je vždy důležitá rovnováha mezi vzhledem a pevností. Nikl se také pokovuje elektricky; to se používá na dílech, které musí pracovat v náročném prostředí, jako jsou palivové systémy.

2. Letecký a kosmický průmysl

Zinkování: Nejedná se o typický letecký povlak, protože neposkytuje příliš velkou ochranu proti korozi. Slitiny zinku a niklu (kombinace obojího) však lze příležitostně použít jako mírnou ochranu.

Niklování: Je velmi oblíbený, protože má vynikající odolnost proti korozi a schopnost odolávat vysokým teplotám. Niklování se hojně používá v součástech leteckých motorů, hydraulických systémech a podvozcích.

3. Stavebnictví a infrastruktura

Zinkování: Existuje mnoho stavebního kování, které využívá zinkování, jako jsou šrouby, hřebíky, držáky a trubky. Je užitečný, protože poskytuje odpovídající ochranu budovám vystaveným různým povětrnostním podmínkám.

Niklování: není tak oblíbený ve stavebnictví, protože je příliš drahý, ale v zařízeních, která vyžadují dlouhodobé používání a čistý povrch (např. dekorativní zařízení, výtahy a eskalátory).

4. Elektronické spotřebiče/výrobky

Zinkování: Ten se používá také na vnitřní spojovací prvky a konektory, jejichž estetická krása není důležitým aspektem.

Niklování: Běžně se používá na vnější povrchy, jako jsou kryty telefonů, dekorativní povrchy spotřebičů a elektrické konektory, díky své vodivosti, opotřebení a lesklému vzhledu.

5. Ropa a plyn / Těžké stroje

Zinkování: není nejlepší volbou vzhledem k vysoce korozivnímu prostředí vrtných plošin na moři.

Niklování: Nikl je standardem u strojů, které přicházejí do styku se slanou vodou, chemikáliemi a vysokotlakým prostředím. Bezelektrické niklování je jediným postupem, který poskytuje rovnoměrné pokrytí i na těch nejsložitějších tvarech, a proto je o něj na tomto trhu velký zájem.

Který z nich byste si měli vybrat?

Volba mezi zinkováním a niklováním se nakonec odvíjí od toho, které z těchto hledisek je pro vás nejdůležitější:

Zvolte zinkování, když

• Požadujete nákladově efektivní řešení.
• Komponenta se používá v mírném prostředí.
• A pokovujete spojovací materiál, šrouby nebo obecný hardware.
• Důležitá je šetrnost k životnímu prostředí a rychlost výroby.

Zvolte niklování, když

• Požadujete odolnost proti korozi s dlouhou životností.
• Součást bude vystavena vysokému tření, chemikáliím nebo spalujícím teplotám.
• Očekává se speciální dekorativní profesionální povrchová úprava na vysoké úrovni.
• Pracujete v leteckém, námořním nebo vysoce výkonném průmyslu.

V jiných průmyslových odvětvích se používají povlaky ze slitiny zinku a niklu, které jsou stejně úsporné jako zinek, ale mají větší trvanlivost než nikl. Výhody tohoto hybridního systému byly získány v automobilovém i leteckém průmyslu.

Rozdělení nákladů: Zinek vs. nikl

Náklady jsou jedním z hlavních rozhodujících faktorů. V průměru:

1. Náklady na zinkování: 0,10 až 0,25 za čtvereční stopu.
2. Náklady na niklování: 0.75-2.00$.

To znamená, že zinkování je až desetkrát cenově výhodnější než niklování, a proto se stalo tak užitečným při použití v hromadné výrobě. Při kalkulaci dlouhodobých nákladů na vlastnictví se však niklování dlouhodobě vyplatí, protože prodlužuje životnost dílů, takže je třeba vyměňovat mnohem méně dílů.

Materiály potřebné k pokovování

Materiály pro zinkování

K zajištění uspokojivé povrchové úpravy je zapotřebí řada materiálů pro zinkování. Nejčastějším základním kovem je ocel nebo železo, ale mohou se použít i jiné kovy. Středem pokovovací lázně je roztok zinečnaté soli, obvykle připravený ze síranu zinečnatého nebo chloridu zinečnatého. Ten má vést elektrický proud; do lázně se přidávají chemické látky označované jako elektrolyty. Elektrický proud, který způsobuje pohyb zinečnatých iontů z roztoku na povrch kovu, se vytváří rovněž pomocí zdroje. Při přípravě povrchu se používají alkalické, odmašťovací a kyselé mořicí prostředky k odstranění oxidů, nečistot a oleje. Po pokovení se přidávají další chemické látky, které zvyšují ještě větší odolnost proti korozi a mění barvu předlohy, například chromany.

Materiály pro niklování

Niklování má ještě jinak složenou sadu. Nejdůležitější je niklová solná lázeň, kterou obvykle tvoří síran nikelnatý, chlorid nikelnatý a příležitostně uhličitan nikelnatý. Elektrolýza niklu Při elektrolytickém procesu galvanického pokovování niklem je k přenosu iontů niklu na povrch základního kovu zapotřebí stejnosměrný proud. Bezelektrické niklování Bezelektrické niklování Bezelektrické niklování představuje způsob pokovování, který nevyžaduje elektrický proud a je založen na redukčním roztoku zvaném roztok hypofosforečnanu sodného. Stejně jako u zinkování jsou i zde zapotřebí čisticí roztoky a další chemikálie pro přípravu povrchu, aby došlo k silné přilnavosti vrstvy niklu. Někdy se do lázně přidávají zjasňovače a stabilizátory, aby se zlepšila barva a kvalita povlaku. Vzhledem k tomu, že se při niklování používá více škodlivých chemikálií, je třeba získat více materiálů pro zpracování odpadů a bezpečné nakládání s nimi.

Trendy v budoucnosti pokovování

Odvětví pokovování se velmi rychle mění v důsledku nových ekologických požadavků a potřeb průmyslu. Zde jsou některé z trendů, které určují budoucnost:

• Slitiny zinku a niklu: Novější, dnes častěji používaná slitina v automobilovém a leteckém průmyslu, protože představuje určitý kompromis v oblasti nákladů a výkonu. Vrstvení zinku a niklu může být až desetkrát odolnější proti korozi než prostý zinek.
• Ekologicky šetrné procesy: Firmy odstraňují nebezpečné chemické látky, jako je šestimocný chrom, a hledají ekologičtější řešení.
• Zvýšení podílu obnovitelných zdrojů energie a elektrických vozidel: S rozvojem obnovitelných zdrojů energie a rostoucím využíváním elektrických vozidel roste poptávka po niklování v důsledku jeho častějšího používání v částech baterií a konektorech.
• Automatizace a přesnost: Pokovovací roboty umožňují nanášet povlaky na díly s maximální přesností, což vede k menšímu množství odpadu a vyšší konzistenci.

Závěrečná slova

Zinkování i niklování nacházejí uplatnění v současné výrobě. Zinkování je jednoduše cenově výhodné řešení a nikl je silnější a luxusnější. Nejrozumnějším přístupem v mnoha průmyslových odvětvích je kombinace obou, kdy se zinkové pokovení používá k doplnění obecného hardwaru a niklové pokovení se používá na kritických nebo estetických součástech. Překvapivé množství inovací, včetně zinkovo-niklových a dalších slitinových a ekologických postupů, vede jen málo k nahrazení jedné metody druhou, ale spíše k chytrému a udržitelnějšímu využití obou. Vše záleží na prioritách: zinek je fajn, když nemáte čas a potřebujete něco praktického, nikl, když není za každou cenu zanedbatelný vzhled a výkon.

Nejčastější dotazy

1. Zinek nebo nikl - které venkovní pokovení je lepší?

Venkovní aplikace jsou obvykle vhodné pro vysokozdvižné vozíky, které vydrží déle v dešti a pomaleji oxidují. Zinkování je příliš zranitelné pro použití v exteriéru bez dalšího povlaku (např. chromátů).

2. Je možné kombinovat zinkové a niklové povlaky?

Někteří výrobci epoxidují vrstvu niklu na stávající zinek nebo používají desku ze slitiny zinku a niklu. Jedná se o hybridní techniku, která může být velmi cenově výhodná a odolná.

3. Který je šetrnější k životnímu prostředí?

Zinkování není tak škodlivé pro životní prostředí, protože jeho odpady lze snáze zpracovat. Niklování je toxičtější proces a je nutné pečlivěji kontrolovat jeho likvidaci.

4. Jakou životnost může mít každý povlak?

• Zinkování: Toto pokovení vydrží v nestabilním prostředí 12 měsíců až 3 roky.
• Niklování: Ta může vydržet i více než 10 let, zejména u elektrolytického niklu.

5. Je zinkování někdy stejně dobré jako niklování?

Ne nutně. Niklování bude fungovat lépe, ale je relativně dražší. V případě velkoobjemového a levného hardwaru je zinek zdaleka nejlepší volbou.