Forzinkning vs. nikkelbelægning: Hvilken skal du vælge?

Forzinkning vs. fornikling er et hyppigt referencepunkt, når det gælder efterbehandling af metal. Disse to metoder anvendes for at beskytte metallerne, forbedre deres ydeevne og få deres produkter til at holde længere. Forskellene mellem disse to typer afhænger af omkostninger, holdbarhed og udseende. Overfladebehandling handler ikke kun om udseende. Det handler om den nøjagtighed, hvormed et produkt kan modstå rust, slid og skader. Selv stærke metaller kan blive besejret, hvis der ikke er en passende belægning. Det er grunden til, at plettering har været en vigtig proces i bil-, rumfarts-, bygge- og elektronikindustrien.

Forzinkning er kendt for at være billig og effektiv. Den danner en tynd og brugbar beskyttende belægning, der modstår rustskader på metallet nedenunder. Det giver den fortrinsret i skruer, møtrikker, bolte og mange andre små produktelementer, der bruges i dagligdagen. Nikkelbelægning er på den anden side stærkere og mere holdbar. Den bliver ikke så let slidt, og den er modstandsdygtig over for syre. Nikkelbelægning er også en lys, attraktiv finish, så den er ideel, når der er brug for den på dekorative eller synlige dele som f.eks. bilbeklædning og apparatbeslag eller på elektroniske kabinetter.

Og når man overvejer forzinkning vs. fornikling, bliver spørgsmålet: Hvad fungerer bedst i din situation? Svaret afhænger af, hvor delen skal anvendes, hvor meget den skal beskyttes, og hvor meget du er klar til at skille dig af med.

I denne blog vil vi gennemgå begge processer, deres fordele, begrænsninger og de vigtigste områder, hvor de bedst kan bruges, for at hjælpe dig med at træffe den mest hensigtsmæssige beslutning.

Hvad er zinkbelægning?

Forzinkning er en udbredt og omkostningseffektiv belægningsteknik. Det sker ved at lægge et tyndt lag zink på overfladen af metal, oftest stål eller jern, ved en proces, der kaldes galvanisering. I processen bruges en zinksaltopløsning til at nedsænke det uædle metal, og der sendes en elektrisk strøm. Zinkopløsningen bevæger sig til emnets overflade og efterlader en jævn og tynd belægning.

Fordele ved zinkbelægning

• Modstandsdygtighed over for korrosion: Zink kan bruges som en offerbelægning, der korroderer først, før det andet underliggende metal korroderer. Det øger delens levetid betydeligt.
• Lave omkostninger: Zinkbelægning er en billig måde at belægge på sammenlignet med andre.
• Godt udseende: Giver en lys, skinnende finish, som kan behandles yderligere med kromater for at få andre farver (gule eller klare).
• Fleksibilitet: Kan bruges på møtrikker, bolte, skruer og bildele.

Begrænsninger ved zinkbelægning

• Det har en kortere levetid sammenlignet med nikkel: Zink giver en høj beskyttelse i selv de hårdeste miljøer, men levetiden er reduceret.
• Lavere slidstyrke: Dette materiale er ikke godt at bruge i applikationer med høj friktion.
• Modstandsdygtighed over for lave temperaturer: Zinkbelægning påvirkes af høje temperaturer.

Hvad er nikkelbelægning?

Nikkelbelægning er også en almindelig efterbehandlingsteknik, men sammenlignet med zink giver den en hårdere, mere holdbar og æstetisk flot overflade. Processen opnås på en af to hovedmåder:

Elektrolytisk nikkelbelægning (Elektroplettering) - Ligesom ved zinkplettering lægges det rå metal i en nikkelsaltopløsning, og nikkelen aflejres på overfladen ved at tilføre metallet en elektrisk strøm.

Elektroløs nikkelbelægning er en metode, der ikke kræver elektricitet. I stedet bruger den en kemisk proces til at aflejre nikkel, så det dækker overfladen jævnt, også i komplekse strukturer eller på ellers utilgængelige steder.

Fordele ved nikkelbelægning

• Overlegen korrosionsbeskyttelse: Nikkel giver et beskyttende lag, der ikke tillader fugt at trænge ind eller udvikle sig. Elektroløs nikkel er især god til at stoppe rust.
• Højere hårdhed og slidstyrke: Nikkelbelægninger er hårdere end zink og mere modstandsdygtige over for friktion, slid og intensiv brug.
• Det ser bedre ud: Nikkelfinish er glat, skinnende og professionel. De anvendes til dekorative formål.
• Universel tykkelse: Nikkel kan tilsættes i tykkere belægninger for at forbedre beskyttelsen.

Begrænsninger ved nikkelbelægning

• Overdrevne udgifter: Nikkelbelægning er dyrere end zinkbelægning, både hvad angår materiale og proces.
• Potentiel skørhed: Der er situationer, hvor tykke nikkelbelægninger har tendens til at knække på grund af skørhed.
• Miljømæssige forfølgelser: Nikkelbelægning anses for at være mere kompleks med hensyn til affaldsbehandling sammenlignet med zink.
• Langsommere produktionsproces: Nikkelbelægning er normalt langsommere end zink, og det er noget, der kan påvirke produktionen i stor skala.

Pletteringsprocessen

Zinkbelægningsproces

Overfladeforberedelsen er meget omhyggelig, når det gælder zinkbelægning. Før en plade kan laves, skal overfladen, som i de fleste tilfælde er af metal, normalt stål eller jern, renses for olie, snavs, rust og oxider. For at opnå dette rengøres komponenterne enten i syre eller alkaliske væsker og skylles derefter, så der ikke er nogen rester tilbage. Efter rengøringen sættes komponenten ned i et elektrolytisk bad med en zinksaltopløsning, for det meste zinksulfat eller zinkklorid. Derefter ledes der elektricitet gennem badet. Denne bevægelse får zinkioner i mediet til at bevæge sig og blive aflejret på overfladen af det uædle metal. Effekten er en meget tynd, jævn belægning af zink, der dækker zinken nedenunder. Der udføres ofte en efterbehandling af den belagte komponent, som kan give en mere korrosionsbestandig effekt, og som også kan ændre belægningens udseende og give en gul, sort eller klar finish. Forzinkning er forholdsvis hurtig, billig og meget anvendelig i masseproduktion af hardware og køretøjsdele.

Nikkelbelægningsproces

Nikkelbelægning forberedes på næsten samme måde, hvor det første trin er rengøring. Overfladerne behandles godt og gøres rene for at sikre, at vedhæftningen ikke forringes af rester. Elektrolytisk nikkelbelægning: Delen lægges i et bad med opløsninger af nikkelsalte, f.eks. nikkelsulfat, og der tilføres elektrisk strøm. Det får nikkelionerne til at aflejre sig på overfladen og danne et hårdt og beskyttende lag. En anden metode, som er nikkelbelægning og ikke kræver strøm, er kemisk nikkelbelægning. I stedet nedsænkes delen i nogle kemikalier under nikkelsalte og en reducerende opløsning som f.eks. natriumhypofosfit. Der sker også en kemisk reaktion, hvor nikkel aflejres ensartet på emnet. Denne proces har den fordel frem for elektrolytisk plettering, at den dækker ensartet selv i fordybninger, riller og andre komplekse geometrier. Kemiløse nikkelaflejringer er kendt for at være meget hårde og modstandsdygtige over for korrosion, men denne proces er dyrere end galvaniseringsmetoden og kræver meget mere omhu med hensyn til badets kemi, pH-niveau og temperatur.

Zinkbelægning vs. nikkelbelægning: De vigtigste forskelle

Når man skal vælge mellem forzinkning og fornikling, er omkostninger, holdbarhed, udseende, korrosionsbestandighed og hensigtsmæssig anvendelse alle aspekter, der kan komme i betragtning. Lad os se på dem en for en.

1.     Modstandsdygtighed over for korrosion

• Zinkbelægning: Det giver moderat beskyttelse under moderate forhold. Zinkbelægningen beskytter stålet ved at ofre sig selv i områder, der udsættes for fugt nu og da, som i bolte, møtrikker og dele. Men New Light fungerer ikke bedre, når der er et stærkt belastende, ætsende miljø, især omkring havet.
• Nikkelbelægning: Giver forbedrede niveauer af modstandsdygtighed over for fugt, kemikalier og oxidation. Især kemisk nikkel er meget korrosionsbestandigt og anvendes ofte i marine-, rumfarts- og olieindustrien. 

Vinder: Nikkelbelægning til langvarig korrosionsbeskyttelse.

2. Udholdenhed/bærbarhed

• Zinkbelægning: mindre hård og slidstærk. Brug af de bedste komponenter, som måske ikke kan bruges direkte hver gang.
• Nikkelbelægning: Hårdere og mere ridsefast, friktionsbestandig og slidstærk nikkelbelægning. Anvendes på højtydende dele eller bevægelige dele.

Vinder: Nikkelbelægning; Hårdhed, slidstyrke.

3. Omkostninger

• Zinkbelægning: It er langt billigere i både materiale- og procesomkostninger.
• Nikkelbelægning: Det koster mere på grund af prisen på rå nikkel, og behandlingstiden er også højere.

 Vinder: Zinkplettering til omkostningseffektive løsninger.

4. Udseende

• Zinkbelægning: Reflekterer lys og ser godt ud, men er ikke så raffineret som nikkel. Kan kromatiseres for at give forskellige overflader (klar, gul, sort).
• Nikkelbelægning: Professionel, spejllignende finish. Bruges bedst med et produkt, der er rettet mod forbrugeren eller slutbrugeren (elektroniske produkter, indretning, luksusprodukter).

 Vinder: Nikkelbelægning - for at se godt ud.

5. Miljøpåvirkning

• Zinkbelægning: Som regel mindre farligt for miljøet. Behandlingen af affaldet bliver enklere.
• Nikkelbelægning: Det skal kasseres og håndteres på en mere restriktiv måde, da kemikaliet er farligt.

 Vinder: Zinkbelægning på sin grønhed.

Hurtig sammenligningstabel

Industrielle anvendelser af zink- og nikkelbelægning

Begge pletteringsteknikker er meget almindelige i industrien, men de fleste bestemmer, hvilken der skal bruges, afhængigt af den tilgængelige budgetbevilling, kravene til ydeevne og miljøsituationen.

1. Bilindustrien

Zinkbelægning: Udbredt i gavle, møtrikker, bolte og fastgørelseselementer, bremsedele. Disse komponenter skal være materiale, og korrosionsbeskyttelse kræver måske ikke avanceret finish. Forzinkning er en omkostningseffektiv metode til masseproduktion af biler.

Nikkelbelægning: Nikkelbelægning Balancen mellem udseende og styrke er altid afgørende på pyntelister, emblemer og udstødningsdele. Nikkel er også elektrisk belagt; det bruges på dele, der skal fungere i hårde miljøer som f.eks. brændstofsystemer.

2. Luft- og rumfartsindustrien

Zinkbelægning: Ikke en typisk belægning til rumfart, fordi den ikke giver megen korrosionsbeskyttelse. Men zink-nikkel-legeringer (en kombination af begge) kan af og til bruges som moderat beskyttelse.

Nikkelbelægning: Det er meget foretrukket, da det har en fremragende modstandsdygtighed over for korrosion og kan modstå barske temperaturer. Nikkelbelægning bruges i vid udstrækning i flymotordele, hydrauliske systemer og landingsstel.

3. Byggeri og infrastruktur

Zinkbelægning: Der er så mange bygningsbeslag, der bruger zinkbelægning, f.eks. skruer, søm, beslag og rør. Det er nyttigt, fordi det giver tilstrækkelig beskyttelse til bygninger, der udsættes for forskellige vejrforhold.

Nikkelbelægning: ikke så populært i byggeriet, fordi det er for dyrt, men i udstyr, der har brug for langvarig brug og en ren finish (f.eks. dekorative armaturer, elevatorer og rulletrappe-dele).

4. Elektroniske apparater/produkter

Zinkbelægning: Den bruges også på indvendige fastgørelseselementer og forbindelser, hvor æstetisk skønhed ikke er et vigtigt aspekt.

Nikkelbelægning: Bruges ofte på eksterne overflader som telefoncovers, dekorative apparater og elektriske stik på grund af dets ledningsevne, slid og skinnende udseende.

5. Olie og gas / tunge maskiner

Zinkbelægning: ikke det bedste valg på grund af det meget ætsende miljø på offshore-rigge.

Nikkelbelægning: Nikkel er standarden, når det drejer sig om maskiner, der kommer i kontakt med saltvand, kemikalier og højtryksmiljøer. Kemisk nikkelbelægning er den eneste procedure, der giver en jævn dækning på de mest komplekse former, og er derfor af stor interesse på dette marked.

Hvilken skal du vælge?

I sidste ende handler valget mellem zink- og nikkelbelægning om, hvilke af disse overvejelser der er vigtigst for dig:

Vælg zinkbelægning, når

• Du har brug for en omkostningseffektiv løsning.
• Komponenten anvendes i moderate miljøer.
• Og du pletterer fastgørelseselementer, bolte eller almindeligt hardware.
• Miljøvenlighed og hurtig fremstilling er vigtigt.

Vælg nikkelbelægning, når

• Du har brug for korrosionsbestandighed med lang levetid.
• Komponenten vil blive udsat for høj friktion, kemikalier eller brændende temperaturer.
• Der forventes en særlig dekorativ og professionel finish på højt niveau.
• Du er involveret i rumfart, marine eller high-performance.

I andre tilfælde går industrien så langt som til at bruge zink-nikkel-legeringer, der er lige så økonomiske som zink, men har større holdbarhed end nikkel. Fordelen ved dette hybridsystem er opnået i både bil- og rumfartsprogrammer.

Fordeling af omkostninger: Zink vs. nikkel

Omkostningerne er en af de vigtigste faktorer. I gennemsnit:

1. Omkostninger til zinkbelægning: 0,10 til 0,25 pr. kvadratmeter.
2. Omkostninger til nikkelbelægning: 0.75-2.00$.

Det betyder, at zinkbelægning er op til 10 gange mere omkostningseffektiv end nikkelbelægning, og det er derfor, den er blevet så nyttig i forbindelse med masseproduktion. Hvis man regner på de langsigtede ejerskabsomkostninger, betaler nikkelbelægning sig dog på lang sigt, da det forlænger delenes levetid, så langt færre dele skal udskiftes.

Materialer, der kræves til plettering

Materialer til zinkbelægning

Forzinkning kræver en række forsyninger for at sikre en tilfredsstillende finish. Basismetallet er det hyppigste, hvilket er stål eller jern, men andre metaller kan også indgå. Midten af pletteringsbadet er en zinksaltopløsning, typisk fremstillet af zinksulfat eller zinkklorid. Dette er for at lede den elektriske strøm; kemikalier kaldet elektrolytter tilsættes til badet. Den elektriske strøm, der får zinkioner til at bevæge sig ud af opløsningen og ned på metaloverfladen, produceres også ved hjælp af en strømforsyning. Når man forbereder overfladerne, bruger man alkaliske, affedtende og sure bejdsemidler til at fjerne oxider, snavs og olie. Efter pletteringen tilsættes andre kemikalier for at øge korrosionsbestandigheden og ændre farven på mesterværket, f.eks. kromater.

Materialer til nikkelbelægning

Nikkelbelægning har et endnu anderledes sammensat sæt. Det mest afgørende er nikkelsaltbadet, som normalt er lavet af nikkelsulfat, nikkelklorid og lejlighedsvis nikkelkarbonat. Elektrolyse Nikkel I den elektrolytiske proces med nikkelgalvanisering er der brug for jævnstrøm for at overføre nikkelionerne til overfladen af det uædle metal. Elektroløs nikkelbelægning Elektroløs nikkelbelægning Elektroløs nikkel er en belægningsmetode, der ikke kræver elektricitet, og som er baseret på en reducerende opløsning kaldet natriumhypofosfitopløsning. Ligesom ved zinkbelægning kræves der også rengøringsopløsninger og andre overfladeforberedende kemikalier for at opnå en stærk vedhæftning af nikkellaget. Til tider tilsættes der blegemidler og stabilisatorer i badet for at forbedre belægningens farve og kvalitet. Da der bruges flere skadelige kemikalier til nikkelbelægning, er der behov for at skaffe flere materialer til at behandle affald og håndtere det sikkert.

Tendenser i fremtidens metalbelægning

Belægningsindustrien ændrer sig meget hurtigt på grund af nye miljøkrav og industrielle behov. Her er nogle af de tendenser, der definerer fremtiden:

• Zink-nikkel-legeringer: En nyere, mere almindelig legering i bil- og rumfartsindustrien i dag, fordi den er et kompromis mellem pris og ydeevne. Zink-nikkel-lag kan være op til 10 gange mere korrosionsbestandige end almindelig zink.
• Miljøvenlige processer: Virksomhederne fjerner farlige kemikalier som hexavalent krom og finder mere miljøvenlige løsninger.
• Øget brug af vedvarende energi og elbiler: Efterhånden som vedvarende energi udvikles, og elbiler bliver mere udbredte, oplever nikkelbelægning en stigende efterspørgsel som følge af den øgede brug i batteridele og stik.
• Automatisering og præcision: Pletteringsrobotter gør det muligt at belægge dele med den største præcision, hvilket resulterer i mindre spild og større ensartethed.

Sidste ord

Forzinkning og fornikling finder begge anvendelse i moderne produktion. Forzinkning er simpelthen en omkostningseffektiv løsning, og nikkel er stærkere og mere luksuriøst. Den mest fornuftige tilgang til mange industrier er en blanding af de to, hvor en zinkbelægning bruges til at udsmykke almindeligt hardware, og nikkelbelægning bruges på missionskritiske eller æstetiske komponenter. Et overraskende antal innovationer, herunder zink-nikkel og andre legerings- og miljøvenlige processer, giver ikke anledning til at erstatte den ene metode med den anden, men snarere til en smart og mere bæredygtig brug af begge. Det hele afhænger af prioriteterne: Zink er fint, når du ikke har tid til at bruge tid og har brug for noget praktisk, nikkel når udseende og ydeevne ikke forsømmes for enhver pris.

Ofte stillede spørgsmål

1. Zink eller nikkel - hvilken er den bedste udendørs belægning?

Udendørs brug er normalt velegnet til gaffeltrucks, som holder længere i regnvejr og oxiderer langsommere. Forzinkning er for sårbar til at blive brugt udendørs uden yderligere belægning (f.eks. kromater).

2. Er det muligt at kombinere zink- og nikkelbelægninger?

Visse producenter epoxyderer et nikkellag over eksisterende zink eller bruger en plade af zink-nikkel-legering. Det er en hybridteknik, som kan være meget omkostningseffektiv og holdbar.

3. Hvad er mest miljøvenligt?

Forzinkning er ikke så skadeligt for miljøet, fordi affaldet lettere kan behandles. Nikkelbelægning er en mere giftig proces, og det er nødvendigt med en mere omhyggeligt kontrolleret bortskaffelsesproces.

4. Hvilken levetid kan hver belægning have?

• Zinkbelægning: Denne belægning holder 12 måneder til 3 år i flygtige miljøer.
• Nikkelbelægning: Det kan holde i mere end 10 år, især kemisk nikkel.

5. Er zinkbelægning nogensinde lige så god som nikkelbelægning?

Ikke nødvendigvis. Nikkelbelægning giver bedre resultater, men det er relativt dyrere. Når det gælder hardware i store mængder og til lave omkostninger, er zink LANGT det bedste valg.