Zink vs krom vs nickelplätering - nyckelskillnader

1. Introduktion

Zink, krom, och nickelplätering är tre av de vanligaste alternativen för metallbearbetning.

Varje levererar en annan blandning av korrosionsskydd, slitbidrag, utseende, formbarhet och kostnad.

Zink är vanligtvis det billigaste offerskyddet för stål; nickel (elektrolytisk eller strömlös) är ett mångsidigt barriär- och utjämningsskikt; krom (dekorativ eller hård krom) ger den klassiska ljusa spegelfinishen eller en mycket hård slityta.

Den här artikeln förklarar hur varje system fungerar, ger praktiska numeriska intervall och avvägningar, och avslutas med urvalsvägledning för ingenjörsbruk.

2. Vad är zinkplätering?

Zinkplätning (även känd som elförzinkning) är en process som avsätter ett tunt lager zink på stålytan, järn, eller andra metallsubstrat för att förbättra korrosionsbeständigheten och ytutseendet.

Det är en av de mest använda galvaniseringsteknikerna på grund av dess låg kostnad, mångsidighet, och effektivt offerskydd

I industriell praxis, zinkbeläggningar klassificeras i två huvudkategorier:

• Elektropläterad zink: Tunn, likformiga beläggningar applicerade via elektrolytisk deponering - vanligt för små komponenter, bultar, och beslag.
• Het-galvaniserad (HDG) Zink: Tjock, metallurgiskt bundna skikt bildade genom nedsänkning av stål i smält zink - används för kraftigt utomhusskydd som konstruktionsbalkar, rör, och räcke.

Hur zinkplätering fungerar

Zinkplätering fungerar på principen för elektrokemisk avsättning, där en tunn, enhetligt lager av zink är bundet till ett metallsubstrat (vanligtvis stål eller järn) för att skydda den från korrosion.

Nyckelmekanismer:

• Använder elektrolyter (zinkklorid, zinksulfat) för att lösa upp zinkanoder, frigör Zn²⁺-joner som fäster vid katoden (substrat) under en elektrisk ström.
• Skyddande logik: Offeranodskydd— zinks elektrodpotential (-0.76 V) är lägre än järn (-0.44 V), så det korroderar företrädesvis för att skydda substratet. Korrosionsprodukter (Zn(ÅH)₂, ZnCO3) bildar en självläkande barriär som fyller beläggningens porer.
• Vanliga varianter: Ren zinkplätering (elektropläterad/hot-dip) och zinklegeringar (Zn-Ni 10–15 %, Zn-Al 55%).

Nyckelfunktioner

• Korrosionsmotstånd: Passiverad ren zink uppnår 96–200 timmars neutral saltspray (NSS) motstånd; Zn-Ni-legering förlänger detta till 720–1000 timmar (ASTM B117).
• Hårdhet: 70–150 HV (ren zink); 200–300 HV (Zn-Ni-legering) (ASTM E384).
• Beläggningstjocklek: 5–25 μm (elektropläterad); 50–150 μm (varmdopp) (ASTM B633).
• Enhetlighet: Utmärkt – täcker jämnt komplexa geometrier (blinda hål, fästelement) med minimal kantuppbyggnad.
• Temperaturstabilitet: Begränsad till <100° C (över detta, zinkupplösningen accelererar).

Typiska tekniska data

Fördelar med zinkplätering

• Offer (galvanisk) korrosionsskydd — zink är anodiskt mot stål, så det korroderar först och skyddar utsatt stål vid mekaniska skador.
• Låg kostnad och hög genomströmning — Elektropläterad zink är en av de mest ekonomiska korrosionsbeläggningarna för små/medelstora delar; varmförzinkning (HDG) är kostnadseffektivt i strukturell skala.
• Bra grundfärg/pulverlack — passiverade zinkytor binder väl till färger och täckfärger, möjliggör duplexsystem (HDG + måla) med mycket långa livslängder.
• Mångsidiga utseendealternativ — kromat eller trevärda passivater levererar klara, gul, oliv eller svart finish; organiska tätningsmedel och färger utökar estetiken.
• Bred tillgänglighet / mogen leveranskedja — många jobbbutiker och genomgående linjer; korta ledtider för standardhårdvara.
• Återvinningsbar och välbekant metallurgi — Zink och stål är återvinningsbara; HDG producerar robust, strukturer med lång livslängd.
• Omfattning av livslängd — när det är korrekt specificerat:

• • elektropläterad zink (med passivering/topplack) är ofta lämplig för exponering inomhus eller mild utomhus (salt-spray jämförande prestanda typiskt i tio till några hundra timmar),
  • HDG ger utomhusskydd från flera år till flera årtionden (beläggningstjocklek typiskt 50–200 µm).

Begränsningar av zinkplätering

• Begränsad slitstyrka — zink är en relativt mjuk metall (typisk hårdhet ~40–150 HV); inte lämplig som glidande eller slitstark lageryta.
• Tjocklek / dimensionell påverkan — HDG tillför betydande tjocklek (typ. 50–200 µm) och kan påverka anfall och toleranser; galvanisering kräver också hänsyn till passande delar.
• Risk för väteförsprödning — Elektroplätering kan införa väte i höghållfasta stål; lindring (bakning: typiskt 190–230 °C i 2–24 timmar beroende på stål och spec) behövs för kylda/härdade legeringar.
• Måttligt långvarigt utomhusskydd för tunna elektroplåtar — enbart tunn elektropläterad zink är otillräcklig för svåra marina eller starkt korrosiva miljöer om den inte övermålas.
• Galvanisk kompatibilitet — när det används i kontakt med mindre ädla metaller eller vissa legeringar måste det galvaniska beteendet beaktas för att undvika accelererad korrosion av den passande delen.
• Miljö / processkontroller — kromatomvandling och äldre kemi har regulatoriska problem (sexvärt krom); moderna butiker använder trevärda passivater eller förseglade konverteringsbehandlingar men avfallshantering är fortfarande nödvändig.
• Inte en strukturell yta — för tillämpningar som kräver hög slitstyrka eller mycket hög hårdhet, andra beläggningar (hård krom, värmebehandlat strömlöst nickel, keramiska överlägg) föredras.

Applicering av zinkplätering

Elektropläterad zink (elgalvanisera)

Bäst för: liten till medelstor hårdvara och sammansättningar där låg kostnad och uppoffrande skydd krävs.
Typiska delar: bultar, nötter, brickor, parentes, små stämplade delar, lätta fästelement, hushållsutrustning.
Varför valts: låg enhetskostnad, ljusa ytskikt med passivering, utmärkt primer för färg/pulverlackering, enkel rack/line bearbetning.
Typiskt exempel på specifikation: "Elektropäterad zink, minimum 8 um, trivalent omvandlingsskikt (rensa), baka per väte relief om stål > HRC X.”

Hot-dopp galvaniserande (HDG)

Bäst för: konstruktionsstål och exponerade monteringar utomhus där lång livslängd krävs med minimalt underhåll.
Typiska delar: strålar, stolpar, skyddsäcke, fäktning, strukturella stöd, rörsystem utomhus.
Varför valts: tjock metallurgisk beläggning med offer/anodskydd och god mekanisk seghet; fungerar bra med målning (duplex-).
Typiskt exempel på specifikation: "Varmförzinkad till ASTM A123 / Iso 1461; genomsnittlig beläggning ≥ 85 um (eller per substrat och miljö).”

Zink + Topplack (Måla / Pulver)

Bäst för: förbättrad hållbarhet och estetik; duplexsystem (HDG eller elektropläterad zink + måla) förlänger livslängden kraftigt i aggressiva miljöer.
Typiska delar: arkitektoniskt metallarbete, fordonskarosskomponenter, utomhusarmaturer.
Varför valts: kombination av offerskydd plus barriärfärg förlänger livslängden och utseendet.

3. Vad är Chrome Plating?

Kromplätering, även känd som krom galvanisering, är en ytbehandlingsprocess som avsätter ett tunt lager av krommetall på ett substrat - vanligtvis stål, koppar, eller nickelpläterade ytor.

Det används allmänt i bil-, flyg, verktyg, och dekorativa industrier för sitt ljusa utseende, hårdhet, och korrosionsmotstånd.

Det finns två huvudtyper:

• Dekorativ kromplätering (tunt lager, 0.1–1 um) — appliceras över nickel för att förbättra estetiken och måttlig korrosionsbeständighet.
• Hård kromplätering (tjockt lager, 5–500 um) — används för slitstyrka, låg friktion, och dimensionell restaurering av slitna delar.

Chromium är exceptionellt hårdhet (800–1000 HV) och låg friktionskoefficient (~0,15) gör det till en av de mest hållbara metallbeläggningarna som finns.

Hur Chrome Plating fungerar

Kromplätering utförs vanligtvis med en elektrolytisk process:

1. Ytförberedelse: Rengöring, avfettning, och syraaktivering av basmetallen.
2. Galvanisering: Komponenten är nedsänkt i en kromsyra (CrO3) och svavelsyra (H₂so₄) elektrolyt.
   När ström flyter, kromjoner reduceras och avsätts på ytan.
3. Sköljning & efterbehandling: Efter plätering, delen sköljs, ibland polerad, och bakas för att lindra väteförsprödning om så krävs.

Typiska processparametrar:

Viktiga egenskaper hos Chrome Plating

• Extremt hård yta: Vickers hårdhet typiskt 800–1000 HV, vilket gör den idealisk för slitstyrka.
• Hög korrosionsmotstånd: Särskilt när den appliceras över nickel- eller kopparskikt.
• Utmärkt ytfinish: Ger hög reflektivitet och ett spegelliknande utseende för dekorativa delar.
• Låg friktionskoefficient: Typiskt 0,15–0,20, fördelaktigt för glidande eller roterande komponenter.
• Temperaturmotstånd: Bibehåller ytintegritet upp till ~400 °C, användbar i industri- och rymdmiljöer.
• Kemisk inerthet: Beständig mot oxidation och de flesta organiska lösningsmedel, även om det är känsligt för attack av starka syror eller alkalier.

Fördelar med Chrome Plating

• Exceptionell ythårdhet & slitbidrag — hård krom mäter vanligtvis ~600–1 000 HV (processberoende), vilket gör den utmärkt att glida, nötande och slagbenägna ytor.
• Låg friktion & anti-galning beteende — kroms låga friktionskoefficient (≈0,15–0,20) förbättrar livslängden för kolvarna, axlar och matriser.
• Överlägsen kosmetisk finish — dekorativ krom över ett blankt nickelunderlag ger en hållbarhet, spegelblankt utseende som används i konsument- och bilinredning.
• Dimensionell restaurering & omarbetbarhet — tjocka avlagringar (hård krom) kan bygga om slitna komponenter; ytor kan slipas/slipas till snäva toleranser efter plätering.
• Korrosionsmotstånd (med höger stack) — dekorativt krom över nickel fungerar som en korrosionsbeständig barriär; hårdkrom ger ett rimligt korrosionsskydd, speciellt när mikrosprickor av krom är förseglade eller dubbelsidiga med täckskikt.
• Etablerad teknik & förutsägbart beteende — välkända metallurgiska och processkontroller för många industriella tillämpningar.

Begränsningar för Chrome Plating

• Miljö & regelbörda — Traditionellt sexvärt krom (Cr⁶⁺) bad är mycket reglerade (hälsa, avloppsrening, arbetarnas säkerhet); efterlevnad ökar kapital- och driftskostnader.
  Trivalent krom och alternativa processer minskar men eliminerar inte komplexiteten.
• Processkostnad & genomströmning — förkromning kräver specialbad, avloppsrening och operatörskontroller; Särskilt hårdkrom är relativt långsamt och dyrt per µm jämfört med vissa termiska sprayalternativ.
• Mikrosprickbildning i tjocka avlagringar — Hård krom utvecklar ofta fina mikrosprickor som kan främja korrosion om de inte tätas, dubbelsidigt, eller används med lämpliga underlag/topplack.
• Risk för väteförsprödning — Elektropläterad krom kan införa väte i höghållfasta stål; känsliga delar måste vara avspänningsbakade (typ. 190–230 °C per spec) för att undvika fördröjd sprickbildning.
• Sprödhet / begränsad duktilitet — tjockt krom är relativt skört och inte lämpligt där stor efterplåtsformning krävs.
• Täckningsutmaningar på komplex geometri — urtag och djupa hål kan plåta tunna utan speciell fixtur eller hjälpanoder.
• Nya alternativ — HVOF-beläggningar, keramiska överlägg, PVD och optimerade EN-avlagringar kan erbjuda konkurrenskraftiga slitage/korrosionsprestanda med lägre miljökostnader för vissa applikationer.

Tillämpning av Chrome Plating – var den används och varför

Dekorativ krom (tunn blixt över nickel)

• Bil trim & hjulaccenter — spegelfinish, reptålighet och konsumentestetik.
• Badrumsarmaturer, möbelsmaskinvara, ramar för konsumentelektronik — ljus, hållbart utseende.
• Smycke & arkitektonisk hårdvara — visuell konsistens och motståndskraft mot smuts vid över nickel.

Varför använda det: oöverträffad spegelfinish och reptålighet för konsumentvända delar; snabb visuell kvalitetskontroll; nickelunderlag ger korrosionsskydd och utjämning.

Hård (Industriell) Krom (tjock, funktionsbeläggning)

• Hydrauliska och pneumatiska kolvstänger, axlar, landningsutrustningskomponenter — slitage och gallmotstånd, lätt slipning/slipning efter plätering.
• Extrudering och formverktyg, sprutformskärnor — Glidhållfasthet och dimensionsrestaurering av verktygsytor.
• Motorkomponenter, ventilstammar, cylindrar, pumpaxlar — motstånd mot nötning och kavitation.
• Rullar, skål, matriser och slitplåtar — mycket hög ythårdhet för glidande och slipande kontakter.

Varför använda det: kombinerar mycket hög hårdhet, låg friktion och förmågan att rekonditionera slitna delar genom avskalning/replikering eller slipning; beprövad i tunga industricykler.

4. Vad är nickelplätering?

Nickelplätning är den kontrollerade avsättningen av nickel på ett substrat för att ge korrosionsbeständighet, slitbidrag, ytavjämning, lödbarhet eller dekorativt utseende.

Det finns två huvudsakliga kommersiella vägar:

• Elektrolytisk (elektrolytisk utfälld) nickel — Strömdriven nickelavsättning från ett sulfat/sulfonat/sulfamatbad. Gemensamt för både dekorativa blanka nickel och funktionella nickelöverlägg.
• Elektroless nickel (I; Autokatalytisk is–p eller ni–B) — en kemisk reduktionsprocess som avsätter nickel jämnt utan extern ström; används ofta där tjockleken är enhetlig, inre håltäckning eller plätering av komplexa former krävs.

Båda vägarna är mogna, mångsidig och används inom fordonsindustrin, elektronik, olja & gas, verktyg och allmänna tekniska tillämpningar.

Hur nickelplätering fungerar (processsammanfattning)

Elektrolytisk nickel (grundläggande steg):

1. Ytförberedelse: avfetta, betning/aktivering, och sköljning för att säkerställa renhet och vidhäftning.
2. Strejk / underplåt (frivillig): tunn nickel- eller kopparstöt för att främja vidhäftning på vissa underlag.
3. Galvanisering: del är katoden i en nickelhaltig elektrolyt; nickeljoner reduceras vid ytan när ström flyter.
4. Efterbehandling: sköljning, passivering, torkning, och ibland glödgning.

Elektroless nickel (I) — nyckelkemi & steg:

• SV bad använder en kemiskt reduktionsmedel (allmänt natriumhypofosfit för Ni–P) och komplexbildare för att hålla Ni2+ löslig.
  Deposition är autokatalytisk när ytan är aktiverad (Pd- eller Ni-frö); tjockleken är praktiskt taget oberoende av geometrin.
• SV inlåning införliva fosfor (P) eller bor (B) in i depositionen; Fosforinnehållet styr mikrostruktur och egenskaper.

Kontrollparametrar som spelar roll: badets sammansättning, pH, temperatur, agitation, nedsänkningstid (för EN), nuvarande densitet (för galvanisering), substratberedning och kontroll av badkontamination. Strikt kontroll krävs för repeterbar korrosions- och hårdhetsprestanda.

Nyckelfunktioner & Materialdata (typiska områden)

Fördelar med nickelplätering

• Överlägsen korrosionsmotstånd

• • Fungerar som en stark barriärbeläggning som isolerar substratet från syre och fukt.
  • Elektrofritt nickel med 10–13 % fosfor ger utmärkt motstånd i sura eller marina miljöer.
  • Vanlig i komponenter som utsätts för hårda industriella eller kemiska förhållanden.

• Hög hårdhet och slitstyrka

• • Elektrofria nickelbeläggningar uppnår vanligtvis 450–550 HV som deponerats och kan nå upp till 700–1000 HV Efter värmebehandling.
  • Idealisk för ytor som utsätts för glidning, abrasion, eller mekanisk stress (TILL EXEMPEL., kolv, växlar, formar).

• Enhetlig tjocklek (Elektroless nickel)

• • Den kemiska avsättningsprocessen ger ett konsekvent skikt över komplexa geometrier, inre borrning, och trådar, till skillnad från galvanisering.
  • Bibehåller snäva toleranser — avgörande för flyg- och precisionsverktyg.

• Utmärkt vidhäftning och kompatibilitet

• • Fäster bra på järnhaltiga och icke-järnhaltiga underlag som stål, koppar, mässing, och aluminium.
  • Används ofta som en mellanskikt för krom, guld, eller plätering för att förbättra vidhäftnings- och diffusionsbeständigheten.

• Dekorativ finish

• • Bright eller satin nickel ger en reflekterande, attraktiv yta.
  • Används vanligtvis som en basskikt under kromplätering för bil- och konsumentvaror.

• Funktionell mångsidighet

• • Finns i flera formuleringar (låg-, mitt-, och högfosfor EN) att träffa elektriska, magnetisk, eller slitagerelaterade krav.

Begränsningar av nickelplätering

• Högre kostnad jämfört med zink- eller kromalternativ

• • Elektrofri nickelplätering kräver exakt kemisk kontroll och högre materialkostnad, vilket gör det mindre ekonomiskt för lågvärde delar.

• Miljö- och säkerhetsföreskrifter

• • Nickelsalter och restprodukter klassificeras som farliga; plätering anläggningar måste följa strikta avloppsvattenreningsprotokoll.

• Risk för väteförsprödning

• • Höghållfasta stål kan absorbera väte under plätering, minskar duktiliteten. Efterplätering bakbehandlingar (190–230°C i 2–4 timmar) krävs för att förhindra sprickbildning.

• Potentiell sprödhet i tjocka avlagringar

• • Insättningar som överstiger 50 um kan utveckla inre påfrestningar, leder till mikrosprickor om den inte värmebehandlas på rätt sätt.

• Minskad elektrisk ledningsförmåga (Högfosfor EN)

• • Högt fosforinnehåll minskar konduktiviteten, vilket kan begränsa användningen av elektriska kontakter eller kontakter om de inte modifieras.

• Möjlig vidhäftningsfel utan korrekt rengöring

• • Ytföroreningar, oxider, eller kvarvarande oljor kan avsevärt minska vidhäftningen och leda till flagning eller blåsor.

Tillämpningar av förnickling

Industriell & Tekniska tillämpningar

• Hydraulsystem, pumps, och ventiler: Elektrofria nickelbeläggningar motstår slitage och korrosion från vätskor och tryck.
• Formar och dör: Hårda nickelskikt skyddar verktyg från polymernötning och kemiska angrepp.
• Flyg- komponenter: Används på ställdon, bränslesystemdelar, och beslag där slitage och korrosionskontroll är avgörande.
• Olja & gasutrustning: Ger kemisk beständighet i borrhålsverktyg, ventiler, och kompressorer.

Dekorativa och konsumenttillämpningar

• Bildelar: Nickel-krom finish används på trim, embblem, och avgaskomponenter för långvarig glans och korrosionsskydd.
• Hårdvara och hushållsapparater: Kranar kroppar, handtag, och belysningsarmaturer använder satin eller ljust nickel för en förstklassig estetik.

Elektriska och elektroniska applikationer

• Kontakter och terminaler: Elektrofritt nickel ger bra lödbarhet och diffusionsbarriärprestanda.
• EMI/RFI -skärmning: Omagnetisk, högfosforhaltiga EN-beläggningar är idealiska för höljen och höljen inom elektronik.
• PCB avslutas: Ger oxidationsbeständighet och stabil kontaktprestanda för lödfogar.

Specialiserade applikationer

• Precisionsinstrumentering: Används i optiska fästen, mätverktyg, och rymdmätare för dimensionsstabilitet.
• Medicinsk och livsmedelsutrustning: Elektrofritt nickel säkerställer slät, rengörbar, och korrosionsbeständiga ytor som uppfyller hygienkrav.

5. Omfattande jämförelse: Zink vs Chrome vs Nickel Plating

6. Slutsats

Zink vs krom vs nickelplätering ger båda distinkta fördelar, vilket gör dem lämpade för olika tekniska och estetiska krav.

Zinkplätning är det mest kostnadseffektiva alternativet, erbjudande uppoffrande korrosionsskydd idealisk för fästelement, parentes, och allmän hårdvara.

Det används i stor utsträckning där måttlig korrosionsbeständighet och låg kostnad är prioriteringarna - såsom bilchassidelar och industriella tillbehör.

Nickelplätning, däremot, leverera balanserad prestation — kombinera korrosionsbeständighet, slitskydd, och en ljus finish.

Elektrofritt nickel är särskilt värderat i precision, flyg, och olja & gas applikationer för dess enhetliga tjocklek och hållbarhet.

Kromplätering sticker ut för sin exceptionell hårdhet, spegelliknande utseende, och nötningsmotstånd, gör det till det föredragna valet för dekorativa ytor, hydrauliska komponenter, och verktygsytor. Dock, det innebär högre kostnader och strängare miljökontroll.

 

Vanliga frågor

Kan jag ersätta nickel med zink för rostskydd?

Du kan, men nickel är en barriär, inte uppoffrande. Om nickeln är bruten och lämnas exponerad, underliggande stål kan korrodera. För repat utomhusstål, zinks offerskydd är ofta att föredra.

Vilket är bättre för slitstyrkan: hård krom eller strömlöst nickel?

Hård krom ger vanligtvis högre hårdhet och bättre slitageprestanda.

Dock, värmebehandlat strömlöst nickel (tjocka avlagringar, åldrig) kan närma sig liknande slitstyrka och är ofta att föredra där enhetlighet och täta inre detaljer spelar roll.

Hur tjock ska förzinkning vara för utomhusbruk?

För långt friluftsliv specificera varmförzinkning (typiska 50–200 µm). Tunn elektropläterad zink (5–25 um) är lämplig för begränsad exponering utomhus eller i kombination med färg/topplack.

Finns det miljöbegränsningar med förkromning?

Ja – historisk användning av sexvärt krom medför tunga reglerings- och kasseringskrav.

Många butiker använder nu trivalent krom processer för dekorativ krom och har strikta kontroller för allt hårt kromarbete.

Mina delar har blinda hål och inre hål - vilken finish är bäst?

Elektroless nickel ger den mest likformiga tjockleken i hål och rullgardiner.

Galvanisering och krom tenderar att vara tunnare i fördjupningar om inte speciella fixtur- eller pläteringstekniker används.