Wat is chromaatconversiecoating?
Chromaat conversie coating is een proces dat wordt gebruikt om aluminium en sommige andere metalen te beschermen tegen corrosie, die vaak roest wordt genoemd. Corrosie ontstaat door een reactie van metalen en zuurstof met vocht of water. Roest is een oxide van het metaal, waarbij de zuurstofatomen chemisch reageren met de metaalatomen. Ongecorrigeerd, oxidatie of roest kan metalen delen zeer snel ruïneren in klimaten met een hoge luchtvochtigheid.
Zelfs in de 21e eeuw was het chemische proces voor de manier waarop chroomatomen een laag vormen op metalen oppervlakken niet goed begrepen. Het was bekend dat metalen delen die zijn ondergedompeld in een op water gebaseerde oplossing van chroomzouten en een kleine hoeveelheid zuur een zeer dunne laag chroomoxide op het oppervlak vormen. Het chromaatconversiecoatingproces kan binnen enkele minuten bij kamertemperatuur worden uitgevoerd.
Niet alle metalen kunnen een chromaatconversiecoating accepteren, omdat het proces niet goed werkt op ijzer of staal. Een zinklaag kan echter eerst worden aangebracht, waaraan later de chromaatlaag wordt toegevoegd. Een chromaatcoating vertraagt het roesten van ijzer of staal niet, maar beschermt het zink dat het staal beschermt. Chromaatcoatings variëren in kleur van felgeel tot donkerbruin, waarvan een deel wordt veroorzaakt door de dikte van de coating en in mindere mate welk metaal wordt beschermd. Donkerdere coatings zijn meestal iets dikker en bieden een betere bescherming tegen corrosie.
Aluminium werd in de vroege 20e eeuw een populair metaal voor de nieuwe vliegtuigindustrie. Zuiver aluminium is erg zacht, dus mengsels met koper en andere metalen werden gebruikt om lichte maar sterke onderdelen voor vliegtuigen te maken. Corrosie werd al snel een probleem en normale verven konden dit niet voorkomen. Chroommetaalcoatings bleken corrosie tot aanvaardbare niveaus te verminderen.
Een chromaatomzettingscoating wordt vaak een chemische film genoemd en de coatinglaag is vrij dun, in tegenstelling tot verf of zinkplateren. Een voordeel van chromaatcoatings is hun vermogen om kleine imperfecties, wrijvingen of krassen zelf te genezen. De chroomatomen kunnen langzaam in de coatinglaag bewegen en zullen uiteindelijk kleine krassen of beschadigingen opnieuw coaten. Grote sneden of wrijfzones kunnen niet zelf genezen en vereisen herbehandeling.
Er zijn verschillende bewerkingsstappen nodig om aluminium of andere metalen te coaten. Metalen moeten extreem schoon zijn en worden meestal meerdere keren gewassen en gespoeld met zeep, oplosmiddelen en water. Het oppervlak moet worden voorbereid voor de chromaatomzettingscoating door het oppervlak met een zure batch te etsen. Ets is een proces waarbij het metaaloppervlak ruw wordt gemaakt door het te laten reageren met een zure oplossing die het metaaloppervlak chemisch aantast. Na het etsen en voordat de chromaatomzettingscoating kan worden aangebracht, moet opnieuw worden gespoeld.
Chromaat-conversielaag is ook nuttig als een onderdeel moet worden geverfd; aluminium accepteert bijvoorbeeld niet goed verf en geverfde oppervlakken worden zeer snel afgebroken. Voorbehandeling van aluminium met een chroomcoating zorgt voor een oppervlak dat goed werkt met verf en heeft commerciële luchtvaartmaatschappijen in staat gesteld om vliegtuigen met hun bedrijfsidentificatie te schilderen. Chromaatcoatings verminderen de elektrische geleidbaarheid niet aanzienlijk, wat het vermogen is om een elektrische stroom te dragen. Dit kan een voordeel zijn in vliegtuigen of andere voertuigen die een elektrische stroom door delen van het frame voeren. Verf en andere coatings vormen lagen die de elektrische stroom blokkeren, waarvoor dure bedradingsontwerpen nodig zijn om het probleem op te lossen.
Een belangrijk nadeel van het gebruik van chroomcoatings was de toxiciteit van chroom. Een type dat zeswaardig chroom wordt genoemd, is zeer giftig voor mens en dier en blijft zeer lang in het milieu. Het gebruik van minder giftig driewaardig chroom begon in de late 20e eeuw, wat enig succes heeft gehad maar minder effectief is als een metalen beschermer dan de zeswaardige. Onderzoek omvatte ook andere coatings met titanium en zirkonium, die enig nut hebben gezien voor industriële toepassingen.