Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 32. 9 september 1952 - Metallbeläggningar som ytbehandling, av Uno Trägårdh
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
16 september 1952
■ 719
Metallbeläggningar
som ytbehandling
Docent Uno Trägårdh, Stockholm
621.793
Metallbeläggningar avser att ge grundmaterialet speciella
ytegenskaper t.ex. bättre slitstyrka, större hårdhet,
värme-beständighet, bättre friktionsegenskaper eller bättre
optiska egenskaper. Metallbeläggningar användes även att
fylla ut förslitna metalldelar. Den viktigaste uppgiften har
emellertid metallbeläggningar som korrosionsskydd,
särskilt om grundmetallen utgöres av stål eller gjutjärn. Ur
korrosionssynpunkt kan metallbeläggningar indelas i två
huvudgrupper nämligen elektrokemisk! ädlare än
grundmetallen och elektrokemiskt oädlare än grundmetallen.
I förra fallet måste metallbeläggningen för att ge
korrosionsskydd helt täcka grundmetallen och vara fri från
porer emedan i de elektrokemiska èlement som
uppkommer när vatten kondenseras i dessa, grundmetallen blir
anod, varvid den korroderar. Exempel härpå är nickel-,
koppar-, bly- och krombeläggningar på stål. Då en
elektrolytisk nickelutfällning alltid är porös intill en viss
tjocklek måste en minimumtjocklek fastställas om
korrosionsskydd skall uppnås. En metod att få tunna och täta
nickel-utfällningar på stål skulle få mycket stor ekonomisk
betydelse.
Om beläggningsmetallen är oädlare än grundmetallen,
behöver den förra icke helt täcka den senare eller vara fri
från porer, emedan det element som uppkommer i porerna
gör metallbeläggningen till anod, varvid denna korroderar,
medan grundmetallen blir katod och alltså skyddas genom
s.k. "cathodic protection". Korrosionsskyddet bestäms i
detta fall av beläggningens tjocklek eller vikt. Exempel
härpå är zink-, aluminium- och kadmiumbeläggningar på
stål samt under vissa förhållanden även tenn.
Beläggningsmetoder
Man kan utföra metallbeläggning på många sätt beroende
på föremålets beskaffenhet, beläggningsmetallens art och
ändamålet med beläggningen. Metoderna är mekaniska
(plätering), termiska (doppning i smälta, sprutning,
diffusion) eller elektrokemiska (katodförstoffning,
kontakt-utfällning, elektrolys).
Genom mekaniska metoder, t.ex. varmvalsning, kan tjocka
pläteringsskikt med utmärkt vidhäftning åstadkommas.
Kompoundplåt är ett med rostfritt stål pläterat vanligt stål.
Titanpläterat stål torde så småningom få god marknad,
emedan titan är korrosionsbeständigt i kloridlösningar.
Av termiska metoder är beläggning i smält metall den
viktigaste. Sålunda förbrukade man i USA år 1950 48 ’"/o
av zinkproduktionen för varmförzinkning. Förutsättningen
för dessa metoder är legeringsbildning mellan
grundmetallen och beläggningsmetallen. Denna legeringsbildning är
emellertid vid varmförzinkning ogynnsam då legeringen är
spröd. Genom tillsats av små mängder aluminium till
zinksmältan kan legeringsbildningen undertryckas.
Sprutmetallisering ger porösa metallbeläggningar. De i
metallsprutan bildade finfördelade metalldropparna
tillplattas mot grundmetallen och bildar en fjälliknande
beläggning. Som korrosionsskydd är därför endast de oädla
metallerna zink och aluminium lämpliga. Båda kan
användas som korrosionsskydd i t.ex. saltvatten, men
aluminium angripes långsammare och är därför bättre. I hårt
vattenledningsvatten angripes däremot aluminium så
långsamt att stålet icke blir katodiskt skyddat, varför zink här
bör väljas.
Föredrag i avd. Mekanik den 12 februari 1952.
Under atmosfäriska förhållanden blir en sprutad
aluminiumbeläggning efter endast några timmar brunfärgad av
ett mycket tunt rostskikt men rosten tränger icke på
djupet och färgen förändras snart till grå. Detta beror på att
aluminium från början täckes av ett mycket tunt
oxidskikt, som så småningom uppluckras så att
elementbildning kan ske. Denna process kan påskyndas genom
tvättning med mycket svagt surgjort vatten. En påtaglig fördel
är att sprutning kan ske på färdiga konstruktioner, broar,
cisterner etc.
Diffusionsmetoderna förutsätter att överdragsmetallen
kan bilda blandkristaller med grundmetallen.
Metallbeläggningen åstadkommes genom inpackning i metallpulvret och
upphettning under smältpunkten vid luftfrånvaro. Största
fördelen är att dimensionsförändring kan undvikas.
She-rardisering användes mycket i Storbritannien och USA,
däremot icke i Sverige. Diffusionsmetoder genom termisk
dissociation har fått tillämpning för krombeläggning
(kro-misering) av stål.
Av de elektrokemiska metoderna har katodförstoffning
och kontaktutfällning endast begränsad tillämpning.
Nyligen har emellertid en intressant tennbeläggningsmetod
utarbetats, som utgör en kombination av kontaktutfällning
och diffusion. Den synes komma att få praktisk betydelse.
Metallutfällning genom elektrolys kan ske av i det
närmaste alla metaller och många legeringar samt på praktiskt
taget alla metalliska material. Då utfällningsförloppet i
detta fall är en kristallisationsprocess inverkar många
faktorer på beläggningens egenskaper. Genom tillsats till
elektrolyten av vissa främmande ämnen (kristallinhibitorer)
och genom ändring av elektrolysbetingelserna såsom
temperatur, strömtäthet och koncentration kan samma metall
erhållas spegelblänk eller matt, mjuk eller hård, porös
eller kompakt.
Förbehandlingsmetoder
För att åstadkomma en fast förankring med
grundmetallen är förbehandlingen av utomordentlig betydelse.
Grundmetallens yta görs sålunda ren mekaniskt (blästring,
slipning, kratsning, polering etc.), kemiskt eller elektrokemiskt
(avfettning, betning).
Avfettning sker med alkalier, lösningsmedel eller genom
emulsionsavfettning. Betning kan utföras kemiskt med
syror, alkalismältor, t.ex. med en blandning av
natrium-hydroxid och natriumhydrid, eller i gaser, t.ex. krackad
ammoniak. Den kan också göras på elektrokemisk väg
genom att placera metallen som katod eller anod i syror,
som katod i alkalismälta eller genom specialförfaranden.
Vissa stål kan försprödas genom väteupptagning vid
betningen varför försiktighet vid valet av
förbehandlingsmetod måste iakttas. Man har genom tillsats av inhibitorer
(sparbetmedel) kunnat minska syrors angrepp på det
ren-betade stålet, men endast ett fåtal sparbetmedel minskar
risken för vätesprödhet. Många ökar i stället sprödheten
trots att ingen nämnvärd vätgasutfällning sker. En dylik
försprödning kan också uppstå under själva
metallbelägg-ningsprocessen såsom vid zinkutfällning ur cyanidelektro-
lyt.
Förzinkning
Då zink är den viktigaste beläggningsmetallen ur
korrosionssynpunkt och korrosionsskyddet beror på
beläggningens tjocklek kan följande uppgift om zinkförbrukningen i
^w/år under olika atmosfäriska förhållanden tjäna som
ledning vid bedömning av skyddets varaktighet. Tyvärr har i
Sverige inga tillräckligt långa utomhusförsök gjorts över
zinkförbrukningen, varför följande värden hämtats ur
utländsk litteratur:
i"/år
Industriatmosfär ........................... 6—11
Havsatmosfär .............................. 2—7
Landsatmosfär ............................. 1—3
Hårt vattenledningsvatten .............. ca 15
Havsvatten ................................ 25—50
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
