“Conversiecoating” is het proces waarbij een onoplosbare samengestelde coating op het metaaloppervlak wordt geproduceerd door de buitenste atomen van het metaal te laten reageren met het anion van het geselecteerde medium. Dit is een chemische coatingvormende behandelingsmethode, en de dekkende coating die door chemische behandeling wordt geproduceerd, wordt gewoonlijk "conversiecoating" of "chemische conversiecoating" genoemd.
Als corrosiewerende en slijtvaste oppervlaktecoating kan chemische conversiecoating op grote schaal worden gebruikt in machines, elektronica, luchtvaart en andere industriële sectoren. Daarnaast speelt chemische conversiecoating ook een decoratieve rol zijn kleur en wordt vaak gebruikt in bouwmaterialen en decoratie van dagelijkse benodigdheden.
Wat is chemische conversiecoating?
Chemische conversiecoating is een chemische of elektrochemische behandeling die op metalen wordt toegepast. Het verandert de metalen oppervlakkig in een dunne, hechtende coating van een onoplosbare verbinding. Deze coatings worden vaak gebruikt om metalen tegen corrosie te beschermen, de hechting van andere coatings te vergroten, voor smering te zorgen of voor esthetische doeleinden.
Chemische conversiecoatings kunnen worden aangebracht op verschillende metalen oppervlakken, waaronder aluminium, staal en messing. Ze worden vaak gebruikt in de lucht- en ruimtevaart-, automobiel- en bouwsector, waar corrosiebestendigheid belangrijk is. Naast corrosiebestendigheid kunnen chemische conversiecoatings ook het uiterlijk van het metalen oppervlak verbeteren en het gemakkelijker schoon te maken en te onderhouden maken.
Het belang van chemische conversiecoating
Een van de leading-oorzaken van schade en defecten aan nauwkeurig bewerkte onderdelen is corrosie en oppervlakteschade. De bovenstaande problemen kunnen worden vermeden door gebruik te maken van het chemische conversiecoatingproces. Laten we nu het belang van chemische conversiecoatings begrijpen.
1. Roestwerend en corrosiebestendig. Chemische conversiecoatings kunnen de roest- en corrosieweerstand van metalen oppervlakken tot op zekere hoogte verbeteren en worden meestal gebruikt in combinatie met andere beschermende lagen.
2. Verf het substraat. Zijn functie heeft hoofdzakelijk twee aspecten: als tussenlaag verbetert het de hechting tussen de coating en de ondergrond; het voorkomt dat het corrosieve medium door het gedeeltelijk beschadigde deel van de coating dringt en het substraatmetaal erodeert.
3. Slijtvast. Vooral een fosfaatcoating vermindert de slijtage dankzij de lage wrijvingscoëfficiënt en de goede olie-absorption-demping.
4. Voor koude werkprocessen. Fosfaatcoating wordt gevormd op werkstukken zoals stalen buizen en staaldraden vóór koude extrusie, dieptrekken, enz., Wat de trekkracht tijdens de verwerking kan verminderen, de levensduur van de trekmatrijs kan verlengen en het aantal trektijden kan verminderen.
5. Voor bepaalde speciale toepassingen. Sommige chemische conversiecoatings hebben functies zoals elektrische isolatie, lichtabsorptie of reflectie en warmte-isolatie. De fosfaterende coating wordt bijvoorbeeld gebruikt als isolatielaag van siliciumstaalplaten.
6. Oppervlaktedecoratie. Vertrouwend op het mooie uiterlijk of de goede kleurprestaties van de chemische conversiecoating, wordt deze veel gebruikt in de bouw, machines, instrumentatie en kunst en ambachten.
De meest voorkomende soorten chemische conversiecoating
Chemische conversiecoatings kunnen een dubbele rol spelen smering en wrijvingsreductie in metaalbewerking, waarvan zij profiteren de verwerking onder hoge belasting. Er zijn verschillende chemische conversiecoatings, waaronder chromaatconversiecoating, fosfaatconversiecoating en zwart oxide.
Chromaatconversiecoating
Bij chromaatconversiecoating, ook wel alodinecoating genoemd, wordt een oplossing van chroomzuur of chromaatzout op het metaaloppervlak aangebracht en vervolgens afgespoeld en gedroogd. Het zuur of zout reageert met het metaal en vormt een dunne, beschermende laag op het oppervlak. Chromaatconversiecoating kan staal-, aluminium-, zink-, cadmium-, koper-, zilver-, titanium-, magnesium- en tinlegeringenpassiveren.
Chromaatconversiecoatings serve vele purposes. Het functioneert als corrosieremmer, als primer om de hechting van verven en lijmen te bevorderen of als decoratieve afwerking. Bovendien biedt het een bescheiden bescherming tegen slijtage en lichte chemische aantasting van zachte metalen.
Typische toepassingen van chromaatconversiecoatings zijn onder meer schroeven, hardware en gereedschappen. Ze geven vaak een bijzonder iriserende, groenachtig gele kleur aan witte of grijze metalen.
Kenmerken van chromaatconversiecoatings:
- Bescherming tegen corrosie.
- Biedt goede elektrische eigenschappen.
- Goede basis voor verftoepassingen.
- Eenvoudig aan te brengen.
Toepassingen van chromaatconversiecoatings:
- Op aluminium of gemengde metalen assemblages die niet geanodiseerd kunnen worden.
- Hechting van verf of andere organische coatings.
- Kasten van elektronische voeding.
- Aluminium dompelbeschermende coating tegen lage kosten.
- Aangebracht met een kwast in het veld als retouchering voor beschadigde anodisatie of verf.
Soorten chromaatconversiecoatings
De verschillende soorten chromaatconversiecoatings variëren in chemische samenstelling en vorm. Type 1 en Type 2 van de MIL-DTL-5541-standaard zijn de meest voorkomende.
MIL-DTL-5541 Type 1
Type 1 omvat een chemische verbinding genaamd zeswaardig chroom. De verbinding vormt een gouden, bruine of heldere coating. Zeswaardig chroom is echter een gevaarlijke stof waarvan bekend is dat deze kanker veroorzaakt. Bijgevolg is het gebruik ervan uiterst gevaarlijk voor werknemers. Sommige bedrijven staan het gebruik ervan toe, maar alleen met geschikte ventilatie- en eliminatiemethoden.
MIL-DTL-5541 Type 2
Type 2 is een veiligere optie dan type 1. Het bevat driewaardig chroom, zirkonium of titanium. Hierdoor is het een zeskantvrij chroom. Dit type coating is vaak kleurloos. Het wordt dus als duidelijk omschreven.
Enkele voordelen van type 2 ten opzichte van type 1 zijn:
- Type 2 komt voor bij lagere temperaturen dan type 1.
- Type 2 heeft een profiel dat veiliger en niet schadelijk is, waardoor het meer favoriet is in de precisie onderdelen bewerken productie-industrie.
- Het aanvraagproces voor type 2 is eenvoudiger, sneller en eenvoudiger.
Fosfaatconversiecoating
Fosfaatconversiecoating wordt ook wel fosfaatcoating, fosfatisering, fosfatisering of fosfatatie genoemd. Het is een chemische behandeling die wordt toegepast op stalen onderdelen die een dunne hechtlaag van ijzer-, zink- of mangaanfosfaten vormen. Fosfaatconversiecoating kan corrosiebestendigheid en smering bieden of een basis vormen voor latere coatings of verven. Fosfaatconversiecoatings kunnen ook worden gebruikt op aluminium, zink, cadmium, zilver en tin.
Kenmerken van fosfaatconversiecoatings:
- Uitstekende verf- en oliebasis.
- Bescherming tegen corrosie (wanneer geolied).
- Beschermt de basis staal voor toepassingen van aflakken.
- Houdt smeermiddelen op hun plaats voor een soepele inloop.
Toepassingen van fosfaatconversiecoatings:
- Hechting van verf of droog smeermiddel op stalen onderdelen.
- Smering tijdens het tekenen of vormgeven.
- Houd de olie op onderdelen zoals pistooltrekkers en lopen.
- Tandwielen en nokkenassen tijdens inloopperioden.
Soorten fosfaatconversiecoatings
De belangrijkste soorten fosfaatcoatings zijn mangaan, ijzer en zink.
Mangaanfosfaatcoatings
Mangaanfosfaatcoatings worden uitsluitend aangebracht door middel van onderdompeling en worden gebruikt voor corrosiebestendigheid en smering.
IJzerfosfaatcoatings
IJzerfosfaatcoatings worden vaak aangebracht door middel van onderdompeling of spuiten en worden doorgaans gebruikt als basis voor daaropvolgende coatings of verven.
Zinkfosfaatcoatings
Zinkfosfaatcoatings worden aangebracht door onderdompeling of spuiten. Ze kunnen worden gebruikt voor corrosiebestendigheid, als smeermiddelhoudende laag en als verf-/coatingbasis. Daarnaast kunnen zinkfosfaatcoatings ook op gegalvaniseerd staal worden aangebracht.
Zwarte oxide
Zwart oxide, ook wel zwarten genoemd, is een conversiecoating die wordt gebruikt op ferrometalen, roestvrij staal, koper en legeringen op koperbasis, zink, metalen in poedervorm en zilversoldeer. Het kan de esthetiek verbeteren, een bescheiden corrosieweerstand bieden en de lichtreflectie verminderen. Zwart oxide moet worden behandeld met olie of was voor maximale corrosieweerstand.
Zwart oxide heeft ook een lage wrijvingscoëfficiënt, wat handig kan zijn bij toepassingen waarbij sprake is van glijden of bewegen. Bovendien heeft zwart oxide een aangenaam, decoratief uiterlijk dat vaak wordt gebruikt in toepassingen waar esthetiek belangrijk is, zoals in de auto- en vuurwapenindustrie.
Kenmerken van zwarte oxide:
- Kosten concurrerend.
- Weerstand tegen corrosie (wanneer geolied/gewaxt)
- Verbeter het uiterlijk.
- Dimensionale stabiliteit.
Toepassingen van zwarte oxide:
- Precisie lagers.
- Gereedschap.
- Modelspoorbaan.
- Onderdelen van vuurwapens.
Manieren van zwarte oxide
Zwart worden kan op veel verschillende manieren worden bereikt. Er zijn drie manieren om dit te doen: heet zwart oxide, zwart oxide op gemiddelde temperatuur en koud zwart oxide.
Hete zwarte oxide
Heet zwart oxide is het proces waarbij het oppervlak van het metaal wordt behandeld met chemicaliën en warmte om een oxidelaag op het oppervlak te creëren, meestal in de vorm van magnetiet. Het proces werd voltooid door het metaal in verschillende tanks te dompelen en af en toe in water te plaatsen.
Nadat het dompelproces is voltooid, is het oppervlak van het metaal doorgaans poreus en wordt er een laag olie aangebracht om het metaal te helpen beschermen tegen roest en corrosie. De olie dringt in de poriën van het metaal, waardoor een extra beschermingslaag tegen corrosie ontstaat. Het zwarte oxideproces is meestal voltooid verschillende industrienormen, zoals MIL-DTL-13924, AMS 2485, ASTM D769 en ISO 11408, om ervoor te zorgen dat het eindproduct aan bepaalde kwaliteits- en prestatiecriteria voldoet.
Zwarte oxide op gemiddelde temperatuur
Net als bij het behandelingsproces met heet zwart oxide, verandert zwart oxide bij gemiddelde temperatuur het oppervlak van het metaal in magnetiet. Maar het produceert geen bijtende dampen. Deze methode kan tevens voldoen aan de militaire specificaties MIL-DTL-13924 en AMS 2485.
Koude zwarte oxide
Het koude zwarte oxide brengt bij kamertemperatuur een verbinding (koper-selenium) op het metaal aan. Het proces is over het algemeen minder gevaarlijk en handiger dan heet zwart oxide, omdat er geen chemicaliën bij hoge temperaturen nodig zijn.
Deze coating genereert een kleur die vergelijkbaar is met de oxideconversie, maar is gevoeliger voor afwrijven en biedt minder slijtvastheid. Het aanbrengen van olie, was of lak verhoogt de corrosieweerstand tot een vergelijkbaar niveau als zwart oxide bij hoge temperaturen.
Factoren die het beschermende effect van chemische conversiecoatings beïnvloeden
Chemische conversiecoatings worden gebruikt om de corrosieweerstand, het uiterlijk van het metaal en de hechting aan andere coatings te verbeteren. Verschillende factoren kunnen het beschermende effect van chemische conversiecoatings beïnvloeden, waaronder:
Substraatmateriaal: Het type metalen substraat kan de effectiviteit van de coating beïnvloeden. Sommige metalen zijn gevoeliger voor corrosie dan andere, en de coating is mogelijk niet zo effectief op deze metalen.
Bekledingsdikte: De dikte van de coating kan ook de beschermende werking ervan beïnvloeden. Over het algemeen bieden dikkere coatings een betere bescherming dan dunne coatings. De overmatige dikte kan echter de flexibiliteit van de coating verminderen en ervoor zorgen dat deze barst of afbladdert.
Omgevingsfactoren: De omgeving waarin het gecoate metaal wordt gebruikt, kan de prestaties van de coating aanzienlijk beïnvloeden. Coatings kunnen bijvoorbeeld minder effectief zijn in ruwe of corrosieve omgevingen, zoals hoge luchtvochtigheid of zoutnevel.
Oppervlaktevoorbereiding: Een goede voorbereiding van het oppervlak is essentieel voor het effectief aanbrengen van chemische conversiecoatings. Als het oppervlak niet goed wordt gereinigd en voorbehandeld, kan het zijn dat de coating niet goed hecht en voldoende bescherming biedt.
Coatingsamenstelling: De specifieke formulering van de coating kan ook de beschermende werking ervan beïnvloeden. Verschillende coatings kunnen verschillende soorten en concentraties actieve ingrediënten bevatten, wat hun corrosieweerstand en duurzaamheid kan beïnvloeden.
Chromaatconversiecoating versus anodiseren: wat is het verschil?
Anodiseren en chromaatconversiecoating zijn twee van de meest voorkomende aluminiumafwerkingen. Bij CNC-bewerkingen streven ze er allebei naar om het metaal beter bestand te maken tegen corrosie en roest. Er zijn echter nog steeds veel verschillen tussen deze twee processen. Laten we kijken.
Werkprincipe
Anodiseren en chromaatconversiecoating worden gebruikt bij het afwerken van aluminium om de corrosieweerstand te verbeteren. Het belangrijkste onderscheid tussen chromaatconversiecoating en anodiseren is dat anodiseren een elektrolytisch proces is, terwijl chromaatconversiecoating dat niet is.
Anodiseren is een elektrolytisch afwerkingsproces waarbij een elektrische stroom door een metaal loopt dat is ondergedompeld in een elektrolytoplossing. Integendeel, chromaatconversiecoating oefent geen elektrische stroom uit op metaal. Meestal wordt het metaal bij kamertemperatuur ondergedompeld in een chemisch bad.
Grootte van metalen substraat
De effecten van chromaatconversiecoating en anodiseren op de uiteindelijke grootte van het metalen substraat variëren. De afwerking van de chromaatconversiecoating heeft weinig tot onbeduidende invloed op de uiteindelijke afmetingen, aangezien de coating extreem dun is. Ter vergelijking: anodisatielagen zijn dikker dan chromaatconversiecoatingfilms, en het effect op de uiteindelijke afmetingen kan tientallen microns bedragen.
Functie
Naast het verbeteren van de corrosieweerstand, verbetert het anodiseren van aluminium de smering en maakt het verven (kleuren) mogelijk. Een chromaatconversiecoating kan, in tegenstelling tot anodiseren, ervoor zorgen dat aluminium zijn elektrische of thermische geleidbaarheid behoudt. Als gevolg hiervan verdient chromaatconversiecoating de voorkeur wanneer aluminium onderdelen elektrisch geaard moeten worden.
Kosten
Afwerking met een chromaatconversiecoating is vaak goedkoper dan een anodisatieafwerking. De kosten zullen echter verschillen van het CNC-bewerkingsonderdeel. Bovendien kunnen de soorten anodisatie en chromaatconversiecoating de prijs verder beïnvloeden.
Zwart oxide versus zwart zink: wat is het verschil?
Zwart oxide is een extreem dun (miljoenste van een inch) oxidatieproduct dat wordt gevormd op het oppervlak van een stalen onderdeel. Het heeft vrijwel geen corrosieweerstand behalve de was of olie, maar is aantrekkelijk en heeft geen invloed op de afmetingen van de onderdelen. Zo wordt het zwarte oxide gebruikt voor zaken als tandwielen, tandwielen en koppelingen, waarbij afmetingen van cruciaal belang zijn, en voor zaken die zorgvuldig moeten worden onderhouden en regelmatig moeten worden geolied, zoals geweren en jachtgeweren.
Zwart zink is verzinken (0,0002″ of dikker) gevolgd door een conversiecoating met zwart chromaat. Verzinken biedt de opofferende corrosiebescherming van zink en een goede esthetiek, maar heeft voldoende invloed op de afmetingen om een probleem te zijn voor bijzonder nauwsluitende onderdelen.
Conclusie
Conversiecoatings worden geproduceerd door de elektrochemische of chemische reactie van metalen, waarbij de geselecteerde behandeling het materiaal oppervlakkig verandert in een dunne, hechtende coating van een onoplosbare verbinding. Het kan vele voordelen bieden, waaronder bescherming tegen oppervlaktecorrosie, zelfs bij lage elektrische weerstanden, verbeterde verfhechting en decoratieve toepassingen.
Afhankelijk van uw uiteindelijke doelen voor oppervlakteafwerking, kunnen conversiecoatings geschikt zijn als voorbehandeling, nabewerking of afwerking. Het deskundige team van LEADRP kan verschillende oplossingen bieden oppervlakteafwerking en CNC-bewerkingsproblemen. Neem vandaag nog contact met ons op, upload je bestanden en ontvang direct een offerte. We staan altijd voor je klaar.
Referenties
Conversie coating – Van Wikipedia
Fosfaatconversiecoating– Van Wikipedia
Chromaatconversiecoating – Van Wikipedia
Zwarte oxide – Van Wikipedia
Conversiecoatings – Van Anoplaat
Alodineren vs. Anodiseren: Wat is het verschil? – Van de beste technologie
FAQ
Passivering verbeteren de corrosieweerstand van roestvrijstalen onderdelen door ijzerhoudende verontreinigingen zoals vrij ijzer van hun oppervlak te verwijderen, waardoor ze terugkeren naar hun oorspronkelijke corrosiespecificaties.
Conversiecoating is een metaalcoating waarbij het bedekte oppervlak door middel van elektrochemische of chemische processen wordt omgezet in een coating. Conversiecoating beschermt niet alleen tegen corrosie, maar verbetert ook de oppervlaktehardheid. Het kan ook als decoratieve primer gebruikt worden.
Anodiseren is een ‘conversiecoating’ die sterk verschilt van verven, beplatingen en andere conventionele metaalcoatings. Terwijl verf en beplating bovenop het metaaloppervlak liggen, verandert bij anodiseren de buitenste laag van aluminium in aluminiumoxide, waardoor de coating volledig in het aluminiumsubstraat wordt geïntegreerd.
Overzichtstabellen
| Coating Type | Typical Substrate | Dikte | Kleur | Belangrijkste voordeel | Typische toepassing |
|---|---|---|---|---|---|
| Chromate (Alodine) | Aluminum, zinc, cadmium | 0.5-2 µm | Clear to gold/brown | Corrosion resistance + paint adhesion | Aerospace, electronics enclosures |
| Phosphate (Zn, Mn, Fe) | Steel, zinc | 5-25 µm | Gray to black | Lubricant retention + paint base | Gears, gun parts, automotive body |
| Zwarte oxide | Ferrous metals, stainless, copper | 0.5-2 µm | Zwart | Aesthetics + mild corrosion resistance | Tools, firearms, precision bearings |
| Variant | Temperatuur | Fume Hazard | Coating Quality | Meest geschikt voor |
|---|---|---|---|---|
| Hot black oxide | 141°C (286°F) bath | High caustic fumes | Best – true magnetite | Production parts meeting MIL-DTL-13924 |
| Mid-temperature | 90-120°C | Low – no caustic fumes | Comparable to hot | Shops wanting quality without fumes |
| Cold black oxide | Room temperature | Laag | Lower – rubs off, less abrasion | Touch-up, low-volume, convenience |
| Aspect | Chromaatconversiecoating | Anodiseren |
|---|---|---|
| Mechanisme | Chemical conversion (no current) | Electrolytic conversion (current applied) |
| Dikte | Very thin (<1 µm) | Thicker (5-25 µm) |
| Dimensional impact | Negligible | Adds tens of microns |
| Electrical conductivity | Retained | Insulated |
| Kleuropties | Clear, gold, iridescent | Wide dye range |
| Kosten | Lager | Higher |
| Het meest geschikt voor | Electrical grounding, paint base | Decorative color, wear resistance |
| Aspect | Zwarte oxide | Black Zinc Plating |
|---|---|---|
| Dikte | Millions of an inch (very thin) | 0.0002″ or thicker |
| Mechanisme | Conversion (integral oxide) | Electroplated zinc + black chromate |
| Dimensional impact | Negligible | Measurable – affects tight fits |
| Corrosieweerstand | Low without oil/wax | Moderate (sacrificial zinc) |
| Het meest geschikt voor | Dimension-critical, oiled parts | Parts needing both protection and black appearance |
