При обработке поверхности литых металлических деталей три наиболее часто используемых электрохимических метода покрытия — это цинкование, никелирование и хромирование. Основные различия заключаются в характеристиках покрытия, принципах процесса и сценариях применения. Кроме того, выбор должен быть сделан с учетом характеристик подложки литья (например, чугун, литая сталь и литой алюминий). Ниже приводится подробное сравнение основных параметров:

 

I. Основные определения и существенные различия в гальваническом покрытии

Основные характеристики (состав, структура, толщина) трех типов покрытий являются основной причиной последующих различий в их эксплуатационных качествах. Сначала разъясним основные различия:

Типы покрытий:	Основные компоненты:	Структура / толщина покрытия	Основные характеристики (совместимость с отливками)
Цинкование	Цинк (Zn)	Однослойное / Многослойное (например, цветной цинк, черный цинк), толщина 5-20 мкм (для отливок обычно выбирается 8-15 мкм)	Низкая стоимость, защита от коррозии с помощью жертвенного анода (преимущественное окисление для защиты подложки), низкая твердость (HV100-200)
Никелирование	Никель (Ni) (чистый никель / никелевые сплавы, такие как никель-фосфорные сплавы)	Однослойное / Композитное покрытие (базовый слой + никелирование), толщина 10-50 мкм (отливки требуют предварительного заполнения отверстий/шлифования)	Средняя коррозионная стойкость, средняя твердость (чистый никель HV400-600, химическое никелирование HV800-1000), высокая чистота поверхности
Хромирование	Хром (Cr) (декоративный хром / твердый хром)	Двойной слой / Тройной слой (медное основание + никелевое основание + хромовое покрытие), толщина твердого хрома 5-100 мкм, декоративный хром только 0,1-0,5 мкм	Чрезвычайно высокая твердость (HV800-1200), износостойкость/термостойкость, слабая коррозионная стойкость (требуется защита грунтовкой), яркий внешний вид

II. Принципы процесса и ключевые моменты адаптации к литью

Отливки (особенно инвестиционные отливки и песчаные отливки) склонны к образованию микропор и высокой шероховатости. Процессная адаптируемость трех типов покрытий значительно различается:

 

1. Цинкование: недорогая защита от коррозии, подходит для деталей из чугуна/литой стали.

Принцип процесса:

Разделяется на “электроцинкование” (кислотный/щелочной раствор для гальванизации, осаждение током) и… Для отливок предпочтительным является горячее цинкование (погружение в расплавленный цинк), а для гальванизации — электроцинкование (горячее цинкование легко приводит к деформации отливки, а покрытие получается более толстым и менее точным).

Подробная информация о совместимости литья:

• Чугунные детали требуют “обезжиривания → травления (удаления оксидной кожицы) → активации (удаления графитового слоя)”, чтобы избежать плохой адгезии покрытия;
• Части из литой стали после гальванизации требуют “пассивационной обработки” (цветной цинк, синий цинк, черный цинк) для образования пассивационной пленки (ZnCrO₄), что повышает коррозионную стойкость в 5–10 раз;
• Недостатки: Покрытие мягкое и легко царапается, не подходит для зон трения/напряжения.

 

2. Никелирование: обеспечивает баланс между коррозионной стойкостью и гладкостью, подходит для прецизионных отливок.

Принцип процесса:

Делится на “гальваническое никелирование” (сульфатный/сульфамидный раствор для гальванического покрытия) и “химическое никелирование” (бестоковое, автокаталитическое осаждение). Химическое никелирование предпочтительно для литых деталей (равномерное покрытие, может покрывать микропоры).

Подробная информация о совместимости литья:

• Для никелирования литых алюминиевых деталей требуется цинковая грунтовка погружения (для образования переходного слоя цинка), чтобы предотвратить прямую реакцию между алюминием и никелем, которая может привести к отслоению покрытия.
• Точность инвестиционные отливки (например, отливки из нержавеющей стали) после никелирования можно отполировать до зеркального блеска, чтобы они соответствовали требованиям к внешнему виду и герметичности.
• Химическое никелирование содержит фосфор, что позволяет получить “непористый” слой покрытия с лучшей коррозионной стойкостью, чем у цинкового покрытия, подходящий для влажных/слегка коррозионных сред.

 

3. Хромирование: высокая износостойкость/декоративность, требует защитного подслоя.

Принцип процесса:

Делится на “декоративный хром” (тонкий слой хрома, защита от коррозии обеспечивается никелевым подслоем) и “твердый хром” (толстый слой хрома, в основном для обеспечения износостойкости). Перед хромированием отливки должны быть предварительно покрыты слоем меди + никеля (слои хрома имеют высокую пористость, что делает прямое покрытие подверженным ржавчине).

Сведения о совместимости литых деталей:

• Твердое хромирование деталей из литой стали/чугуна требует предварительной шлифовки до Ra≤0,8 мкм; в противном случае покрытие склонно к растрескиванию (поверхности отливок шероховатые и требуют предварительной механической обработки).
• Твердое хромирование позволяет восстанавливать изношенные отливки (например, корпуса гидравлических цилиндров), а толщина покрытия может компенсировать отклонения в размерах.
• Декоративный хром используется только для внешних деталей (таких как литые дверные ручки); покрытие тонкое и не устойчиво к сильной коррозии.

III. Сравнение основных характеристик (подходит для сценариев литья)

Параметры производительности	Цинкование	Никелирование (электрохимическое покрытие)	Хромирование (твердый хром / декоративный хром)
Коррозионная стойкость	Отлично (жертвенный анод, более прочный после пассивации)	Средняя (хорошая коррозионная стойкость с непористым покрытием)	Плохой (требует грунтовки, устойчив только к слабой коррозии)
Твердость / Абразивная стойкость	Плохо (легко царапается)	Средняя – Отличная (износостойкое химическое никелирование)	Отличный (твердый хром износостойкий / ударопрочный)
Устойчивость к высоким температурам	Плохо (слой цинка окисляется при температуре выше 100 °C)	Средняя (стабильная при температуре ниже 200 °C)	Хороший (хромовый слой стабилен при температуре ниже 400 °C)
Внешний вид	Обычный (матовый/цветной)	Отличный (можно отполировать до зеркального блеска)	Отличный (декоративный хром зеркальный)
Совместимость с субстратами	Чугун/Литой сталь (предпочтительно)	Литой алюминий/нержавеющая стальпрецизионные детали	Несущие/износостойкие детали из литой стали/чугуна

IV. Типичные сценарии применения (на примере литья)

Цинкование:

• Сценарий: Литой стальной детали для инженерной техники (например, детали шасси экскаватора), чугунные трубные фитинги для строительства и обычные металлические детали;
• Логика: недорогое решение для защиты от коррозии на открытом воздухе; даже если покрытие поцарапано, цинк все равно может защитить подложку (катодная защита).

Никелирование:

• Сценарий: Точность литьё по выплавляемым моделям из нержавеющей стали, корпусов приборов из литого алюминия и отливок для пищевого оборудования;
• Логика: непористое покрытие предотвращает проникновение среды; высокая качество поверхности соответствует требованиям герметичности/гигиены; химическое никелирование может покрывать микропоры литья.

Хромирование:

• Сценарии: литые корпуса гидравлических цилиндров (твердый хром), литые автомобильные колеса (декоративный хром), литые направляющие станочных инструментов (твердый хром);
• Логика: высокая твердость твердого хрома обеспечивает устойчивость к трению/ударам, декоративный хром улучшает внешний вид, а никель/медь в основе обеспечивают коррозионную стойкость.

 

V. Резюме: выбор основной логики

• Если требуется только базовая защита от коррозии и низкая стоимость, отдайте предпочтение цинкованию (подходит для деталей из чугуна/литой стали);
• Если требуется защита от коррозии + гладкость/точность уплотнения, выберите никелирование (особенно химическое никелирование, подходящее для литого алюминия/прецизионных отливок);
• Если требуется высокая износостойкость/высокая твердость/декоративный внешний вид, выберите хромирование (требуется соответствующий процесс нанесения базового покрытия, подходит для несущих/декоративных отливок).

Кроме того, “предварительная обработка” (обезжиривание, травление, заполнение отверстий, шлифование) перед нанесением покрытия на отливки напрямую определяет качество покрытия и требует целенаправленной обработки в зависимости от подложки и типа покрытия (например, активация перед цинкованием для чугуна, погружение в цинк перед никелированием для литого алюминия).

 

О компании Ningbo Suijin

Ningbo Suijin Machinery Technology Co., Ltd. — профессиональный производитель, специализирующийся на комплексных решениях в области литья. Обладая более чем десятилетним опытом работы в отрасли, мы уделяем особое внимание “индивидуальным исследованиям и разработкам + высокоточному производству + полной совместимости материалов”, чтобы предоставлять клиентам из сферы машиностроения, аэрокосмической, нефтехимической, автомобильной и приборостроительной промышленности комплексные индивидуальные услуги — от оптимизации дизайна продукта до поставки готовой продукции.