Aşındırıcı polimer parçalardan dolayı sürekli kayma aşınması gören bir baskı plakasının sert, dayanıklı bir çalışma yüzeyine ihtiyacı vardır. İki yaygın endüstriyel kaplama kullanılır: tekdüze, kimyasal olarak biriktirilmiş bir alaşım olan akımsız nikel ve parlak, elektrolizle kaplanmış bir metal olan sert krom. Her ikisi de ayna görünümünde cilalanabilir ancak iç yapıları, sertlikleri ve yavaş yavaş korozyona karşı dirençleri temelde farklıdır. Aralarındaki seçim, saf, kırılgan sertliğin daha yumuşak ama kimyasal olarak daha koruyucu bir kucaklaşmaya karşı savaşıdır. Anlamakakımsız nikel vs sert krom merdane sertliğiUzun vadeli merdane güvenilirliği için doğru yüzey işleminin seçilmesi açısından karşılaştırma önemlidir.
Sert Krom Kaplama: Saf, Gevrek Sertlik
Chrome Ne Kadar Sert Uygulanır?
Sert krom, elektrokaplama işlemiyle uygulanır. Plaka, krom trioksit (altı değerlikli krom) ve güçlü bir asit içeren bir banyoya daldırılır ve bir elektrik akımı, yüzeydeki krom iyonlarını metalik kroma indirger. Ortaya çıkan birikinti saf, kristal kromdur. Tipik sert krom kaplama kalınlığı, aşınma gereksinimlerine bağlı olarak 0,01 mm ila 0,1 mm (0,0004–0,004 inç) arasında değişir.
Sertlik ve Aşınma Direnci
Sert krom, 700 HV'nin üzerinde bir Vickers sertliği sağlar, bu da yaklaşık 70 Rockwell C (HRC) anlamına gelir. Bu çok yüksek sertlik, aşındırıcı polimer bileşiklere, dolgulu plastiklere ve metal parçalara karşı mükemmel, düşük sürtünmeli aşınma direnci sağlar. Yüzey, çok düşük bir sürtünme katsayısıyla ayna görünümü elde edecek şekilde taşlanabilir ve cilalanabilir. Ancak sert krom kırılgandır ve kaplama işlemi sırasında doğal olarak oluşan karakteristik bir mikro çatlak ağına sahiptir. Bu çatlaklar, temiz ve kuru koşullar altında aşınma direncini bozmaz, ancak aşındırıcı maddelerin (nem, asitler veya temizleme solventleri-gibi aşındırıcı maddelerin alttaki çelik tabana ulaşması için yollar sağlarlar. Çatlakta korozyon başladığında krom tabakası kalkabilir veya parçalanabilir.
Akımsız Nikel-Fosfor Kaplama: Tekdüze, Isıl İşlem Görebilen Bir Katman
Akımsız Nikel Nasıl Uygulanır?
Akımsız nikel (EN), harici bir elektrik akımı kullanılmadan kimyasal indirgeme işlemiyle biriktirilen bir nikel-fosfor alaşımıdır. Plaka, nikel iyonları ve bir indirgeyici madde (tipik olarak sodyum hipofosfit) içeren sulu bir çözeltiye daldırılır. İndirgeme reaksiyonu tüm ıslak yüzeylerde eşit şekilde meydana gelir ve nikel-fosfor alaşımı biriktirilir. EN'nin önemli bir avantajı, her yüzeyi-deliklerin iç kısımlarında, kenarların etrafında ve kör girintilerin içine-mükemmel şekilde eşit kalınlıkta kaplamasıdır. Hiçbir elektrik alanına veya karmaşık anot şekillerine gerek yoktur. Tipik EN kaplama kalınlığı 0,025 mm ila 0,075 mm'dir (0,001–0,003 inç), ancak daha kalın katmanlar da mümkündür.
Kaplama Olarak Sertlik ve Isıl İşlem
Kaplamalı olarak akımsız nikelin sertliği yaklaşık 500 HV'dir, yani yaklaşık 50 HRC'dir. Bu, sert kromun 70 HRC'sinden önemli ölçüde daha düşüktür. Bununla birlikte, bir saat boyunca 400 derecede (750 derece F) basit bir plaka sonrası ısıl işlem, amorf nikel matrisi boyunca sert nikel fosfit (Ni₃P) parçacıklarının çökelmesine neden olur. Bu çökeltme sertleştirmesi, sertliği sert kroma eşdeğer olan 700 HV'ye (70 HRC){10}}çıkarır. Sert kromdan farklı olarak ısıl işlem görmüş EN katmanı, korozyona karşı sürekli, gözeneksiz bir bariyer oluşturur. Mikro çatlaklar içermez ve nikel-fosfor matrisi saf kromdan çok daha az kırılgandır. Hem kayma aşınmasına hem de aşındırıcı dumanlara (örneğin, sıcak polimer bozunması veya temizlik maddelerinden kaynaklanan) maruz kalan bir merdane için, ısıl işlem görmüş akımsız nikel genellikle üstün, her yönüyle seçimdir.
Sert krom, kırılgan, elmas sertliğinde bir kalkandır; Akımsız nikel, basit bir fırınlama işlemiyle aynı keskinliğe kadar sertleştirilebilen sağlam, korozyona dayanıklı bir kaplamadır.
Bire Bir Karşılaştırma: Temel Özellikler
| Mülk | Sert Krom | Akımsız Nikel (Isıl İşlem Görmüş) |
|---|---|---|
| Sertlik (uygulandığı şekilde) | 70 HRC | 50 HRC |
| Sertlik (ısıl işlem sonrası) | Uygulanamaz (her durumda kırılgan) | 70 HRC |
| Mikroyapı | Mikro çatlaklara sahip kristal | Dağınık Ni₃P parçacıklarıyla amorf, çatlak yok |
| Korozyon direnci | Zayıf (çatlaklar temel çeliği açığa çıkarır) | Mükemmel (sürekli bariyer) |
| Fırlatma gücü (tekdüzelik) | Zayıf (kenarda birikim, kaplamasız girintiler) | Mükemmel (mükemmel tekdüze) |
| Maksimum pratik kalınlık | 0,1 mm | 0,075 mm (çoklu katmanlarla daha kalın olabilir) |
| Kırılganlık | Yüksek | Düşük (ısıl işlemden sonra bile) |
| Çevresel etki | Yüksek (altı değerlikli krom, kanserojen) | Orta (nikel tuzları, ancak Cr⁶⁺ yok) |
Teknik Doğruluk: Kritik Uygulama Notları
Kalınlık ve Aşınma Ömrü
Çoğu ısıtma plakası için, her iki kaplama için de 0,05 mm (0,002 inç) kalınlık yeterlidir. Sert kromun avantajı, daha kalın uygulanabilmesidir (bazı endüstriyel uygulamalarda 0,5 mm'ye kadar), ancak hassas bir merdane üzerinde aşırı kalınlık, bozulma riski taşır. Akımsız nikelin tekdüzeliği, tüm plaka yüzeyi boyunca sıkı düzlük toleranslarının korunmasını kolaylaştırır.
Korozyon Mekanizmaları
Bir pres veya kalıplama makinesindeki bir baskı plakası genellikle sıcak polimer çıkış gazlarına (örneğin, PVC hidrojen klorür yayar, naylonlar aminler yayar, poliüretanlar izosiyanatlar yayar), buharla temizlemeye veya soğutucu sızıntılarına maruz kalır. Sert kromun mikro çatlakları, bu aşındırıcı türlerin çelik tabana ulaşmasına izin vererek, kaplama altının korozyonuna ve sonunda pul pul dökülmesine yol açar. Isıl işlem görmüş akımsız nikel, çatlak içermediğinden bu saldırıyı tamamen engeller. Islak veya kimyasal olarak agresif ortamlarda EN tercih edilen seçimdir.
Isıl İşlem Dikkat
400 derecelik ısıl işlem sıcaklığı çoğu takım çeliğinin (örneğin A2, D2 veya P20 kalıp çelikleri) temperleme aralığının altındadır ve ana metalin sertliğini etkilemez. Bununla birlikte, eğer plaka önceden sertleştirilmiş ve temperlenmişse, aşırı temperlemeyi önlemek için EN ısıl işlemi eşleştirilmelidir. Alüminyum plakalar için ısıl işlem mümkün değildir; kaplamalı EN (50 HRC) kullanılır veya farklı bir sert kaplama seçilir.
Çevre ve Güvenlik Hususları
Sert krom kaplama, bilinen bir kanserojen ve düzenlemeye tabi tehlikeli hava kirletici madde olan altı değerlikli kromun (Cr⁶⁺) kullanılması nedeniyle daha az çevre dostu bir işlemdir. Pek çok yargı bölgesi (AB, Kaliforniya, Çin), alternatifler lehine dekoratif ve işlevsel sert krom kaplamayı kısıtlıyor veya aşamalı olarak kaldırıyor. Akımsız nikel proseslerinde daha az toksik olan ve tedavisi daha kolay olan nikel tuzları ve hipofosfit kullanılır. Mevzuata uygunluk açısından bakıldığında, EN giderek daha fazla tercih edilmektedir.
Sonuç: Klasik Takas
Sert krom ve akımsız nikel arasındaki seçim klasik bir değiş tokuştur: saf, kırılgan sertlik ile tekdüze, ısıyla işlenebilir ve korozyona dayanıklı tokluk. Sert krom, biriktirildiği haliyle mükemmel sertlik ve düşük sürtünme sunar, ancak mikro çatlaklara ve çevresel dezavantajlara sahiptir. Akımsız nikel, ısıl işleme tabi tutulduğunda aynı sertliği elde ederken aynı zamanda çatlaksız, korozyona dirençli bir bariyer ve üstün bir homojenlik sağlar. Hem aşınma hem de kimyasallara maruz kalan bir ısıtma plakası için, ısıl işlem görmüş akımsız nikel, daha güvenilir, uzun vadeli bir çözümdür. En iyi merdane yüzeyi, hem aşınmaya direnecek kadar sert hem de kimyaya direnecek kadar sağlam olandır-ve akımsız nikel, basit bir fırın döngüsünden sonra her ikisini de sağlar.
