Zwalczanie korozji w złączach

Integralność wykończenia powierzchni kontaktowej

Najczęstszym źródłem pęknięć powłoki powierzchni kontaktu jest jej porowatość lub nieciągłość, odsłaniające podłoże. Ubytek powierzchni może powstać podczas jej wytwarzania, podczas procesu powlekania lub podczas produkcji, obsługi i testowania złącza.

Zarówno wykończenia tworzone galwaniczne, jak i za pomocą platerowania, są narażone na nadmierną porowatość. W przypadku powierzchni wytwarzanych elektrolitycznie defekty mogą wynikać z obecności obcych cząstek lub niejednolitego wykończenia powierzchni podłoża lub zanieczyszczenia roztworów do powlekania galwanicznego. Kolejnymi przyczynami są też wewnętrzne naprężenia, powodujące samoistne zniszczenie powłoki w obszarach wysokiego napięcia oraz kruchość samej warstwy wykończenia, która staje się podatna na pękanie podczas operacji formowania lub w wyniku nieostrożnego obchodzenia się.

Platerowane powłoki metalowe są bardziej plastyczne i mają tendencję do zachowania lepszej integralności podczas formowania. Porowatość platerowanych powierzchni kontaktowych może jednak wystąpić w wyniku obecności obcych cząstek na powierzchni podłoża lub nadmiernych nierówności powierzchni bazowej. W przypadku materiałów platerowanych dodatkowe źródło korozji stanowi migracja wzdłuż granic ziaren. Związki organiczne, zawarte w twardych materiałach galwanicznych opartych na bazie złota poszerzają rozmiary ziaren, co tworzy krótsze, bardziej bezpośrednie ścieżki dyfuzji, ułatwiając atomom metalu podstawowego wędrówkę w stronę powierzchni kontaktowych.

Znaczenie integralności powierzchni bazowej

Znaczny stopień nierówności powierzchni materiału bazowego sprzyja porowatości warstw wykończenia, wykonanych zarówno w procesie platerowania, jak i galwanizowania. Należy jednak stwierdzić, iż powierzchnie platerowane są bardziej wrażliwe na chropowatość powierzchni bazowej, która to powoduje nadmierne gromadzenie się platerowanego materiału na wierzchołkach i w dolinach, przyczyniając się do nieprawidłowego rozkładu grubości i powoduje powstawanie pęknięć powierzchni.

Chropowatość powierzchni również przyczynia się do zużycia adhezyjnego i ściernego, rozpoczyna się ono bowiem w miejscach wyniesionych ponad powierzchnię. 

Redukcja porowatości warstwą złota

Powłoki metalowe mniej szlachetne niż złoto, takie jak pallad, stop palladu z niklem czy palladu ze srebrem, są bardziej podatne na korozję. Wadę tę łagodzi się poprzez nałożenie cienkiej warstwy złota, zwykle 3-5 µin złota platerowanego lub 10–20 µin złota 18-karatowego. Liczne badania laboratoryjne potwierdziły, że platerowane powłoki ze stopów złota wykazują znacznie mniejszą porowatość niż cieńsze powłoki ze czystego złota i zapewniają znacznie skuteczniejszą ochronę przed korozją. Co więcej, wybór tego rodzaju wykończenia nie wiąże się z większymi kosztami, ponieważ stopy złota są tańsze niż złoto stosowane w procesach galwanicznych.

Wybór powłok powierzchni kontaktowych

Złącza męskie zazwyczaj wykończone są warstwą galwaniczną, ponieważ piny są całkowicie odsłonięte podczas łączenia i jako takie wymagają ekstra ochrony mechanicznej i środowiskowej. 

W przypadku złączy żeńskich, koszt w porównaniu z wydajnością powlekanych i platerowanych materiałów wykończeniowych należy ocenić na podstawie całkowitych kosztów produkcji. W tych przypadkach, gdzie złącza żeńskie ponieważ mogą być formowane po procesie platerowania, ten typ wykończenia zazwyczaj daje lepszą ochronę przed korozją przy porównywalnych lub niższych kosztach. 

Podczas opracowywania artykuły korzystano z materiałów dostępnych na stronie firmy Materion