Unterschied zwischen Verchromung, Verzinkung und Vernickelung

„Zink, Chrom und Nickel sind die drei beliebtesten Metalloptionen für die Beschichtung. Ihre Wirksamkeit hängt von mehreren Bedingungen und Anforderungen im Zusammenhang mit der spezifischen Anwendung ab.“

Galvanotechnik metallische Beschichtungen in hergestellte Gegenstände ist eine wirksame Strategie zur Oberflächenveredelung, um die Glätte und Ästhetik zu verbessern. Zu diesem Zweck verwenden Hersteller häufig Chrom, Zink oder Nickel. Jedes dieser Metalle bietet Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und ein ansprechendes Aussehen. Es gibt jedoch viele Unterschiede zwischen Verchromung, Verzinkung und Vernickelung. Diese Metallbeschichtungen eignen sich speziell für unterschiedliche Veredelungsanforderungen.

In diesem Artikel werden drei Beschichtungstechniken unterschieden: Verchromung vs Verzinkung vs Vernickelung. 

Was ist Verzinken?

Die dünne Zinkschicht auf einer Eisen- oder Stahloberfläche verbessert die Ästhetik und Haltbarkeit. Bei der Verzinkung werden die Teile in eine Elektrolytlösung getaucht, die Zinkionen enthält. Anschließend scheidet der Elektrolyseprozess das Zink auf der Oberfläche des Teils (Substrats) ab, während der Strom im Stromkreis fließt.

• An der Anode (Zinkanode): Zn2+(aq)+2e−→Zn(s)
• An der Kathode: Zn(s)→Zn2+(aq)+2e−

Verzinkungsaufbau

Es gibt jedoch noch mehrere andere Schritte in der Verzinkung, nicht nur die Elektrolyse. Es reicht von der Oberflächenvorbereitung bis zur Nachbearbeitung. Schauen wir uns die folgende Tabelle an, um den detaillierten Prozess zu verstehen. 

Tabelle: Verzinkungsprozess 

Vorteile der Verzinkung

• Die Zinkschicht auf der Eisen- oder Stahloberfläche schützt die Teile vor Korrosion, indem sie als Opferschicht fungiert, die vor dem Grundmaterial korrodiert.
• Es verbindet sich stark mit dem Grundmaterial. Es besteht also keine Gefahr des Abblätterns.
• Zinkmetall ist relativ billiger als Chrom und Nickel. Dadurch ist die Verzinkung kostengünstiger als andere Beschichtungen.
• Die thermische Stabilität ist ein weiterer Vorteil der Verzinkung. 
• Die Komplexität der Substratgeometrie hat keinen Einfluss auf den Zinkabscheidungsprozess.
• Schutz metallischer Teile durch Zinkbeschichtung Verbessert die ursprüngliche Leitfähigkeit von Substratteilen, hauptsächlich bei eisenhaltigen Materialien.

Nachteile der Verzinkung

• Die dicke Überzugsschicht (typischerweise > 25 µm) kann zu Sprödigkeit und Rissbildung in der Zinkschicht führen.
• Der Wasserstoff könnte bei der Elektrolyse in den Stahl gelangen und zu Versprödung und Ausfallrisiko führen.
• Das optische Erscheinungsbild könnte sich mit der Zeit verschlechtern.
• Es ist auf chloridanfällige Umgebungen beschränkt, insbesondere im Vergleich Verchromung vs. Verzinkung.

Was ist Verchromung?

Chromat bzw Schritte des Verchromungsprozesses beruht auf einem ähnlichen Mechanismus wie Zink, mit der Ausnahme, dass Zinklösungen wie SKU 1041 als Elektrolyt verwendet werden. Diese Lösungen erleichtern die Oxidation von Chrom und lagern es in der Substratelektrode ab. Folglich ist die Verchromung flexibel gegenüber dem Trägermaterial Stahl, Aluminium, anderen Metallen und einigen Kunststoffen.

Dekorative verchromte Teile

Darüber hinaus verleiht diese Beschichtung der Oberfläche des Substrats eine weiße Farbe mit einem leichten bläulichen Schimmer und eine hohe Korrosionsbeständigkeit, selbst wenn die Betriebsbedingungen bei niedrigen Temperaturen liegen. Der Mechanismus der Verchromung ist;

Cr6+ + 6e−→Cr (Kathode)

2H2​O→O2​(g)+4H+ +4e− (Anode)

Darüber hinaus gibt es die Verchromung in zwei Varianten: Hartplattierung und Dekorative Verchromung. Erstens bezeichnet Hartverchromen das Auftragen einer dicken Chromschicht bei industriellen Anwendungen, hauptsächlich um die Leistung durch Erhöhung der Oberflächenhärte, Glätte und anderer funktioneller Eigenschaften zu verbessern. Bei der dekorativen Beschichtung hingegen wird eine dünne Chromschicht zu dekorativen oder ästhetischen Zwecken aufgetragen.

Vorteile der Verchromung

• Es verleiht den plattierten Teilen oder Komponenten Verschleiß-, Korrosions-, Kratzfestigkeit, Härte und geringe Reibung.
• Die ästhetisch ansprechende, glänzende und reflektierende Oberfläche von Chrom eignet sich zur Verbesserung von Leistung und Aussehen.
• Die chemische Inertheit von Chrom gegenüber einigen Chemikalien, Lösungsmitteln und Ölen schützt die darunter liegenden Teile vor diesen äußeren Faktoren.
• Mit dieser Beschichtung können auch kleinere Oberflächenunregelmäßigkeiten und -fehler behoben werden.
• Verchromte Oberflächen lassen sich leicht reinigen.

Nachteile der Verchromung

• Rohes Chrom ist teurer als andere Beschichtungsmetalle, daher ist diese Oberfläche teurer als andere.
• Die Verwendung von sechswertigem Chrom kann gesundheitsgefährdend sein. Daher sind während des Prozesses strenge Kontrollsysteme erforderlich.
• Eine Reparatur ist schwierig, wenn die Beschichtung einmal beschädigt ist oder abblättert.
• Das Erreichen einer gleichmäßigen Chrombeschichtung auf komplexen Formen kann eine Herausforderung sein.

Was ist Vernickeln?

Chemische Vernickelung 

Es ist ein weiteres beliebtes Metall zur Beschichtung von Gegenständen mit schimmerndem Gelb und Weiß. Obwohl die Vernickelung nicht so verschleiß- und korrosionsbeständig ist wie Zink und Chrom, verbessert sie die Oberflächeneigenschaften und die Schönheit des Teils. Beispielsweise wird Kupfer oft mit Nickel plattiert, um die Härte und das äußere Erscheinungsbild zu verbessern. Es ist jedoch mit vielen anderen Meta- und Legierungssubstraten wie Aluminium, Messing und Stahl kompatibel. Anschließend kann Nickel sowohl mit elektrochemischen als auch mit stromlosen Beschichtungsverfahren plattiert werden.

• Elektrolyse : Ni2+ + 2e−→Ni + Ni2++2e−→Ni (an der Kathode)
• Stromlos: Ni2+ + H2PO2− + H2O →Ni+H2​PO32−​+2H+

Im stromlose VernickelungDas Reduktionsmittel (im obigen Fall H2PO2) lagert die Nickelionen auf der Kathode ab, um eine gleichmäßige Deckschicht zu bilden. 

Vorteile der Vernickelung

• Das Eigenschaften der Vernickelung Machen Sie die primäre Oberfläche verschleiß-, abrieb- und korrosionsbeständig.
• Es kann die elektrische Leitfähigkeit von Arbeitsmaterialien verbessern.
• Die chemische Vernickelung gewährleistet eine gleichmäßige Schicht auch bei komplexen Geometrien wie Innenlöchern und Aussparungen. 
• Die Vernickelung sorgt für ein helles und glänzendes silbernes Aussehen.
• Aufgrund der thermischen Eigenschaften des Nickels können vernickelte Teile hohen Temperaturen standhalten.
• Es zeigt eine Inertheit gegenüber einigen Chemikalien wie Alkalien, Erdöl, Salzwasser und einigen weichen Säuren. 

Nachteile der Vernickelung

• Dieses Beschichtungsmetall kostet mehr, was den Beschichtungsprozess teuer macht.
• Die Porosität von Nickel führt zu einer relativ geringen Korrosions- und Verschleißfestigkeit als Zink- und Chrombeschichtungen.
• Die vernickelten Oberflächen müssen regelmäßig gereinigt und poliert werden, damit die Oberfläche lange erhalten bleibt.

Unterschied zwischen Verchromung, Verzinkung und Vernickelung

Diese drei Metallbearbeitungstechniken dienen unterschiedlichen Zwecken in verschiedenen Anwendungen. Schauen wir uns sechs Aspekte an, die sie voneinander unterscheiden.

1. Korrosionsbeständigkeit

Zink bietet im Vergleich zu anderen beiden Werkstoffen eine überlegene Korrosionsbeständigkeit. Der Grund dafür ist, dass die Zinkbeschichtung als Opferschicht fungiert. Es korrodiert zunächst, um das Trägermetall zu schützen. Daher ist es für den Außenbereich oder extreme Umgebungen geeignet. 

Darüber hinaus ist Chrom auch ein hervorragend korrosionsbeständiges Metall. Seine Überlegenheit liegt jedoch in seiner Fähigkeit, dem Anlaufen und der Oxidation zu widerstehen und so die Ästhetik im Laufe der Zeit aufrechtzuerhalten. Im Gegensatz dazu ist die Vernickelung in Umgebungen wirksam, in denen Temperatur und atmosphärische Bedingungen erheblich schwanken.

2. Verschleißfestigkeit

Die Härte von Chrom macht die plattierten Teile äußerst abrieb- und verschleißfest, sobald sie eine Schicht auf der Oberfläche der anderen Metalle bilden. Daher wird es von Herstellern häufig eingesetzt, um den Reibungskoeffizienten in Hochleistungsteilen zu senken. Mittlerweile ist das Nickel weniger beständig und das Zink sogar noch weniger.

3. Ästhetischer Reiz

Aus ästhetischen Gründen ist die Verchromung am besten geeignet, da sie den Oberflächen der Teile ein helles, spiegelähnliches Finish verleiht. Es ist vorteilhaft für die Automobil- und Dekorationsindustrie. Im Gegensatz dazu wirkt die Verzinkung dezenter, da ihr der glänzende Glanz von Chrom fehlt. Schließlich sorgt Nickel mit seiner silbernen, reflektierenden Oberfläche für einen dekorativen Reiz.

4. Beschichtungsprozess

Die Beschichtungsverfahren für die Chrom-, Zink- und Nickelbeschichtung unterscheiden sich erheblich. 

• Verchromung: Mehrere Chromschichten für optimales Finish und Schutz. 
• Verzinkung: Es ist ein einfacher Veredelungsprozess und kostengünstig für großvolumige Anwendungen.
• Vernickelung: Es erfordert eine gründliche Oberflächenvorbereitung, bietet aber Flexibilität für die Beschichtungstechniken.

Daher hängt die Auswahl von der gewünschten Endqualität (wie Ra-Wert und Aussehen), Ihrem Budget und der Vorlaufzeit ab.

5. Umweltauswirkungen

Die Verchromung ist anfälliger für Umweltauswirkungen, wenn die Beschichtung mit sechswertigem Chrom erfolgt. Zweitens ist Zink vergleichsweise weniger schädlich. Mittlerweile birgt die Vernickelung nur dann ein geringes Risiko, wenn Nickellamellen in den Prozess einbezogen werden.

6. Kostenauswirkungen

Die Verchromung ist im Allgemeinen die teuerste, da sie mehrschichtige Abscheidungen erfordert, während Zink unter den dreien am wirtschaftlichsten ist. Als nächstes liegen die Vernickelungskosten im Mittelfeld von Chrom und Zink.

Darüber hinaus zeigt die folgende Tabelle den direkten Vergleich der oben genannten Aspekte in Chrom vs. Zink vs. Vernickelung.

Verwandt: Vollständige Einführung zwischen Nickel und Chrom: Was ist der Unterschied? 

Dickenunterschiede zwischen Verchromung vs. Verzinkung vs. Vernickelung

Die Abscheidungsdicke ist ein wesentlicher Parameter für jedes Metallisierungsverfahren, da sie die Eigenschaften der resultierenden Deckschichten beeinflusst. Folglich helfen Ihnen die Dickenfunktionen auch bei der Entscheidung, ob die jeweilige Beschichtungsmethode Ihre Anforderungen an die Beschichtungsdicke erfüllen kann oder nicht.

Tabelle: Dickenfähigkeiten der Zink-, Chrom- und Nickelbeschichtung.

(„Hinweis: Der Dickenbereich ist eine allgemeine Empfehlung. Er kann je nach spezifischem Beschichtungsprojekt variieren.“)

Materialkompatibilität von Verchromung, Verzinkung und Vernickelung

Lassen Sie uns nun den Unterschied zwischen Verchromung, Verzinkung und Vernickelung im Hinblick auf ihre Materialeigenschaften besprechen. Welche Substrate können beschichtet werden? 

Tabelle: Substrate für verschiedene Materialbeschichtungen 

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Summieren

Die Metallbeschichtung bietet mehrere Vorteile, sei es in Bezug auf Haltbarkeit, Leistung oder das Aussehen der Teile oder Produkte. Allerdings ist das Ziel Unterschied zwischen Verchromung, Verzinkung und Vernickelung macht sie für verschiedene Szenarien bevorzugt. Jedes einzelne zeichnet sich durch unterschiedliche Anforderungen an die Oberflächenveredelung aus. Die Verzinkung sorgt für eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Chrom sorgt für eine langanhaltende Ästhetik. Mittlerweile ist Nickel ideal für medizinische Anwendungen. 

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Verchromung und Verzinkung?

Die Verchromung bietet eine hervorragende Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. Im Gegensatz dazu ist die Verzinkung für einen hervorragenden Korrosionsschutz bei geringen Kosten bekannt.

Was macht die Metallbeschichtung zu einer effektiven Veredelungsmethode?

Es verbessert die Oberflächeneigenschaften plattierter Teile oder Komponenten, einschließlich Korrosion und Beständigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Ästhetik. 

Welche Art von Substrat kann mit den Metallen beschichtet werden?

Metalle wie Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Messing und sogar einige Kunststoffe können mit Metallen beschichtet werden.

Wie kann ich zwischen Zink vs. Chrom vs. Vernickelung das beste Finish auswählen?

Die Wahl des besten Finishs hängt von Ihren Anforderungen ab. Wählen Sie beispielsweise eine Verzinkung für kostengünstige Korrosionsbeständigkeit, eine Verchromung für eine helle Ästhetik und Nickel als Gegenstück aus beidem.