Etude des propriétés du revêtement en alliage zinc-nickel sur les fixations en acier

Le revêtement en alliage zinc-nickel est fondamentalement exempt de fragilisation par l'hydrogène et présente une excellente résistance à la corrosion, il devient donc une couche protectrice appropriée pour les fixations en acier. Grâce au test du processus de galvanoplastie en alliage zinc-nickel, l'apparence et l'épaisseur du revêtement en alliage zinc-nickel, la teneur en nickel, la force de liaison, la résistance à la corrosion et l'appariement de la peinture sont analysés et étudiés. Les résultats montrent que l’alliage zinc-nickel électrolytique constitue une couche protectrice fiable et rentable adaptée aux fixations en acier.

À l'heure actuelle, la galvanisation est le traitement de surface anticorrosion le plus utilisé pour les fixations en acier. Généralement, les fixations intérieures sont principalement considérées comme décoratives et la plupart d'entre elles utilisent l'électrozingage comme méthode de traitement de surface préférée ; les fixations extérieures sont principalement anticorrosion. En plus de l'électrozingage, la galvanisation à chaud est également sélectionnée comme couche de protection de surface (principalement les fixations M10 ci-dessus). Cependant, pour les environnements extérieurs particulièrement difficiles, tels que les environnements marins avec une humidité élevée et un brouillard salin élevé, la résistance à la corrosion des fixations galvanisées est souvent difficile à répondre aux exigences d'utilisation. La couche de cadmium galvanisée présente une excellente résistance à la corrosion dans l'environnement marin, et les gens ont commencé à utiliser la couche de cadmium comme couche de fixation protectrice dans l'environnement marin, et l'effet est meilleur [1,2]. Comme la Chine attache une grande importance à la protection de l'environnement, le processus de cadmiage a été inclus dans le catalogue « d'élimination des processus de production et des produits arriérés » promulgué par l'ancienne Commission économique et commerciale d'État. Il est donc indispensable de mener des recherches sur des procédés alternatifs de cadmiage.

Au début des années 1980, la Chine a commencé des recherches dans le domaine de la galvanoplastie des alliages de zinc et a successivement développé et appliqué une variété de procédés de galvanoplastie pour les alliages zinc-nickel. Lorsque la teneur en nickel dans le revêtement en alliage zinc-nickel est de 8 % à 15 % (la meilleure valeur est de 13 %), sa résistance à la corrosion est excellente, soit environ 3 à 5 fois celle du revêtement de zinc sous la même épaisseur ; et la teneur en nickel est de 15. Le revêtement en alliage zinc-nickel inférieur à % peut également être passivé, et la résistance à la corrosion est considérablement améliorée après passivation ; le revêtement en alliage zinc-nickel est fondamentalement exempt de fragilisation par l'hydrogène, et la soudabilité et la ductilité sont également bonnes [3]. Par conséquent, le revêtement en alliage zinc-nickel constitue une couche protectrice mature et raisonnable adaptée aux fixations. Dans cet article, grâce à des tests de processus associés, les performances des revêtements en alliage zinc-nickel sont analysées et étudiées.

1. Partie expérimentale

1.1 échantillon

L'échantillon est une vis à tête creuse hexagonale, la spécification de filetage du003dM6, la longueur nominale Lu003d20mm, le niveau de performance est de 8,8 et le matériau est de l'acier 45#.

1.2 Déroulement du processus

Dégraissage → lavage à l'eau chaude → lavage à l'eau froide → faible érosion → lavage à l'eau froide en deux étapes → galvanoplastie en alliage zinc-nickel → lavage à l'eau froide en deux étapes → passivation → lavage à l'eau froide → lavage à l'eau chaude → séchage.

2. Résultats et discussion

2.1 Aspect et épaisseur du revêtement

Le revêtement en alliage zinc-nickel est passivé pour former un film de passivation brillant aux couleurs de l'arc-en-ciel.

Plus le revêtement en alliage zinc-nickel est épais, plus la durée de protection est longue. En tenant compte de l'écartement des filetages des fixations, l'épaisseur du revêtement est généralement choisie (5 μm ~ 10 μm) [4]. Dans cette expérience, le revêtement de l'échantillon de vis a été testé à l'aide d'une jauge d'épaisseur portable et l'épaisseur était d'environ 8 µm.

2.2 Teneur en nickel dans le revêtement

En utilisant la spectroscopie de fluorescence X (XRF) pour analyser le revêtement en alliage zinc-nickel, on constate que la teneur en nickel dans le revêtement est d'environ 8 %.

2.3 Résistance du revêtement

Une fois l’échantillon de vis conservé à 200 °C pendant une heure et trempé à température ambiante, le revêtement adhère bien au substrat.

La plaque d'échantillon (matériau : st12) est galvanisée avec l'échantillon de vis dans la rainure après le test de polissage par friction de la bille d'acier (GB5270-85), le revêtement est intact et il n'y a aucun phénomène tel que le décollement du revêtement du substrat.

Les résultats montrent que la force de liaison du revêtement en alliage zinc-nickel et du substrat est bonne.

2.4 Résistance à la corrosion du revêtement

Selon GB/T10125, le test au brouillard salin neutre (NSS) a été effectué et comparé à la vis zinguée (passivation de couleur), la résistance à la corrosion du revêtement en alliage zinc-nickel est meilleure que celle du revêtement de zinc. Des études ont montré [5] que lorsque le revêtement en alliage zinc-nickel est corrodé, la présence de nickel fait que son produit de corrosion est du ZnCl24Zn(OH)2, qui est uniformément et densément recouvert en surface et n'est pas facile à conduire l'électricité, il a donc un effet protecteur sur le revêtement ; De plus, le nickel a un effet inhibiteur sur le processus cathodique, ce qui contribue également à l’amélioration de la résistance à la corrosion. Cependant, les produits de corrosion des revêtements de zinc sont principalement du ZnO semi-conducteur libre et non protégé. Ces raisons expliquent raisonnablement les résultats des tests présentés dans le tableau 2.

2.5 L'adéquation du revêtement et de la peinture

La plaque d'échantillon (matériau : st12, l'épaisseur du revêtement en alliage zinc-nickel est d'environ 8 μm) est utilisée pour étudier la compatibilité du revêtement avec différents types d'apprêts, et la force d'adhérence de l'apprêt est testée selon la méthode spécifiée dans SJ/ T10674, selon GB/T1732. La méthode est utilisée pour tester la résistance aux chocs de l'apprêt, et le revêtement en alliage zinc-nickel correspond bien aux apprêts époxy et polyuréthane.

Le revêtement en alliage zinc-nickel est une méthode de protection facile à utiliser et rentable pour les fixations en acier ; s'il est utilisé en combinaison avec des revêtements organiques, il deviendra une méthode de protection fiable à long terme pour les fixations en acier. Cependant, par rapport à l'électrogalvanisation (ou à la galvanisation à chaud), la maintenance de la solution d'électrogalvanisation-alliage de nickel est plus difficile. Généralement, la solution de galvanoplastie doit être analysée et ajustée chaque semaine. À l'avenir, le développement de solutions d'alliage zinc-nickel par galvanoplastie faciles à entretenir constituera une direction de développement.