Ochranu proti korozi, kterou poskytují vrstvy zinku nebo zinkové slitiny, lze výrazně zlepšit pasivací výrobků. V klasické podobě této následné úpravy se vytvoří extrémně tenká chromátová vrstva o tloušťce přibližně 0,1 µm. Tato vrstva utěsňuje póry ve vrstvě zinku nebo zinkové slitiny a také na sebe váže kyslík.
Tradiční chromátové vrstvy často obsahují šestimocný chrom, Cr(VI), a proto mají jedinečnou samoregenerační vlastnost. V případě mechanického poškození rozpustné soli šestimocného chromu v pasivační vrstvě opraví, nebo znovu pasivují, odkrytá místa.
Nevýhodou této následné úpravy je, že Cr(VI) je považován za nebezpečnou a ekologicky škodlivou látku, protože je toxický a karcinogenní. Jeho používání v EU je omezeno a Cr(VI) byl postupně zakázán různými předpisy, včetně RoHS a ELV. Podrobnosti o chromátových konverzních povlacích lze nalézt v mezinárodní normě ISO 4520.
V závislosti na tloušťce a složení pasivační vrstvy se barva může měnit od transparentní, také označované jako bílá, přes modrou a žlutou až po černou.
Bílá nebo modrá pasivace
Jedná se o nejběžnější typ pro spojovací materiál. Poskytuje nízkou ochranu proti korozi, a proto se doporučuje pro vnitřní použití.
Černá pasivace
Černá pasivace poskytuje stejnou úroveň ochrany jako bílá nebo modrá pasivace a obvykle se volí kvůli černé barvě. Tradiční černá pasivace může obsahovat Cr(VI).
Žlutá pasivace
Tento typ pasivace poskytuje mnohem lepší odolnost proti korozi a často byl doporučován pro venkovní použití. Jeho používání však nadále klesá kvůli významnému obsahu Cr(VI).
Olivově zelená pasivace
Olivově zelené typy pasivace se používají především pro vojenské aplikace. Jejich odolnost proti korozi je srovnatelná se žlutou pasivací, případně mírně lepší. Tradiční verze mohou také obsahovat Cr(VI).
Pasivace trojmocným chromem Cr(III)
V důsledku právních předpisů týkajících se nebezpečných látek, jako jsou RoHS, REACH a ELV, bylo nutné vyvinout nový typ pasivační vrstvy bez Cr(VI). Namísto Cr(VI), který je přítomen v tradičních černých, žlutých, hnědých a zelených chromátových vrstvách, používá většina nově vyvinutých pasivačních vrstev trojmocný chrom, zkráceně Cr(III).
Některé typy pasivace Cr(III) mohou nabídnout lepší odolnost proti korozi než pasivace Cr(VI). Často se označují jako silnovrstvá pasivace. Tenká vrstva může mít přibližně 0,08 až 0,1 µm, zatímco silná vrstva má přibližně 0,2 až 0,3 µm.
Nejčastěji se používá transparentní tenkovrstvá pasivace. Silnovrstvá pasivace je často iridescentní, s modro-žluto-zeleným vzhledem na zinkových vrstvách a žluto-zeleným vzhledem na vrstvách zinkových slitin. Nabízí lepší odolnost proti korozi než žlutá pasivace Cr(VI). Pro další zlepšení odolnosti proti korozi a/nebo vzhledu povlaku lze použít také sealant.
Proces elektrolytického zinkování využívá elektřinu k vylučování zinku nebo zinkových slitin. Proud také způsobuje částečnou elektrolýzu vody v lázni na vodík a kyslík.
Kyslík z kapaliny v lázni uniká, ale vodíkové ionty mohou difundovat do materiálu spojovacího prvku a vázat se za vzniku molekul vodíku. Tento proces je doprovázen zvětšením objemu, které způsobuje vysoké napětí v kovové struktuře. V přítomnosti vnějších tahových sil může toto napětí vést k opožděným a spontánním křehkým lomům.
Vodíková křehkost může být vyvolána také mořením, které se používá při procesu žárového zinkování, pokud nejsou použity inhibitory. Může také vzniknout v důsledku neodborného kalení a popouštění ocelí s vysokými mechanickými vlastnostmi.
Výrobky s nejvyšším rizikem
Riziko vodíkové křehkosti se týká především výrobků s jednou nebo více z následujících vlastností:
- Pevnost v tahu ≥ 1 000 MPa
- Tvrdost ≥ HV320
- Cementované výrobky
Snížení rizika
Pro minimalizaci rizika vodíkové křehkosti musí být tyto výrobky po procesu elektrolytického zinkování znovu ohřáty, nebo vypalovány, po stanovenou dobu a při stanovené teplotě. Mezinárodní norma pro elektrolytické povlaky na spojovacím materiálu, ISO 4042:1999, uvádí, že elektrolyticky pokovené díly by měly být vypalovány na teplotu dílu 200°C až 230°C do čtyř hodin po elektrolytickém pokovení, nejlépe do jedné hodiny, a před chromátováním. Maximální teplota by měla být určena s ohledem na materiál povlaku a typ základního materiálu.
Se zvyšující se tloušťkou povlaku je odstraňování vodíku obtížnější. Zavedení mezilehlého vypalovacího procesu, když má povlak tloušťku pouze 2–5 µm, však může riziko vodíkové křehkosti snížit.
ISO 4042 nestanovuje přesné podmínky vypalování. Osm hodin je považováno za typický příklad doby vypalování. Vhodné však mohou být doby vypalování od 2 do 24 hodin při 200°C až 230°C, v závislosti na typu, velikosti, geometrii a mechanických vlastnostech dílu, jakož i na použitých procesech čištění a elektrolytického zinkování.
U kritických komponent se doporučuje stanovit teplotu a čas experimentálně. Teplota opětovného ohřevu nesmí nikdy překročit teplotu popouštění. Doba opětovného ohřevu začíná, jakmile výrobky dosáhnou minimální teploty.
Přes veškerou péči věnovanou procesu mohou současné techniky elektrolytického zinkování riziko vodíkové křehkosti pouze snížit. Nemohou jej zcela odstranit. Pro kritické aplikace, kde je toto riziko nepřijatelné, by měla být zvolena jiná metoda povlakování, například zink-lamelové povlaky.
