Nedox
NEDOX® är en ytbeläggningsmetod för stål, rostfritt stål, gjutjärn, koppar samt brons och mässinglegeringar. Processen bygger på en variant av kemisk förnickling med integrerad polymer som samtidigt ger detaljens yta ett antal funktionella egenskaper:
- Hög hårdhet
- God nötningsbeständighet
- God korrosionshärdighet
- Låg skärningstendens
- Låg friktionskoefficient
- Goda släppningsegenskaper
- Snäva toleranser
- Jämn skiktuppbyggnad / Ingen efterbearbetning
Ett antal varianter av beläggningsmetoden förekommer. Samtliga besitter kombinationen av egenskaper men var och en är optimerade mot några eller någon av dem.
Nedox® SF-2
Ger högsta hårdhet och nötningsbeständighet i kombination med bästa korrosionsbeständighet, låg friktion och goda släppegenskaper. Kan användas i kontakt med livsmedel och läkemedel.
Nedox® 10K-3
Ger utomordentligt korrossionsskydd iver en overlegen korrosionsbeskyttelse, låg friktion och goda släppegenskaper. Klarar så höga temperaturer som ca 450°C kontinuerligt. Kan användas i kontakt med livsmedel och läkemedel.
Nedox® NH-1
Ger god korrosionsbeständighet, hårdhet och nötningsbeständighet i kombination med låg friktion.
Nedox® NH-3
Ger hög hårdhet och god nötningsbeständighet i kombination med låg friktion.
Nedox® U 4
Ger bästa släppegenskaperna speciellt mot gummi och uretan samt vid värmeförslutning av platemballage. Kan användas i kontakt med livsmedel och läkemedel.
NEDOX® FM-5
Ger bästa torrsmörjning, lägsta friktion, genom beläggning med kombination av molybdendisulfid och polymer samt har hög hårdhet och god slitstyrka.
Teknisk information
Som grund för NEDOX®-skikten används en kemisk förnicklingsprocess. Processen bygger på att ett nickelskikt fälls ut på den yta som behandlas med hjälp av ett reduktionsmedel i badet i stället för med hjälp av likström som vid elektrolytisk förnickling. Som reduktionsmedel används hypofosfit vilket medför att de producerade skikten innehåller 9-12% tvångsinlöst atomär fosfor. Skikten får därmed en rad intressanta egenskaper. Genom att kombinera dessa med olika typer av behandling med polymer adderas ytterligare egenskaper och positiva synergieffekter.
Glideegenskaper
Polymer och andra organiska material som ingår i NEDOX®-skikt ger en unik kombination av permanent smörjning och slitstyrka. NEDOX®-beläggningar minskar sk. stick-slip i osmorda kontakter (skillnaden mellan statisk och dynamisk friktion är liten) och säkerställer funktionen i konstruktioner med intermittent rörelse. Nötningstalet för NEDOX®SF-2 vid torr glidning är:
– mot stål 0,3 * 10-14m2/N
– mot NEDOX®SF-2 0,3 * 10-15m2/N
Även i smorda kontakter som arbetar inom området för gränsskiktssmörjning medför NEDOX®-beläggning reducerad friktion och minskat slitage..
Karakteristiskt för NEDOX®-skikten är även deras mycket ringa tendens till skärning vid momentana belastningstoppar. Skärningsprov under smorda förhållanden där NEDOX®SF-2 jämförts med sätthärdat respektive karbonitrerat stål har utförts. Vid provet anbringas lasten mycket snabbt och hålls under 0,1-1,0s. Vid prov där ena eller båda ytorna varit belagda med NEDOX®SF-2 har ej i något fall skärning inträffat trots belastning upp till grundmaterialets sträckgräns. I diagrammet nedan finns angivet nivån vid vilken skärning inträffar vid olika glidhastighet för materialpar med sätthärdade respektive karbonitrerade ytor.
Temperaturanvändingsområde
NEDOX®SF-2, NH-1, NH-3 och U 4 klarar kontinuerlig användning från -200 till +350ºC. Vid högre temperaturer sker sönderfall av polymer. NEDOX®FM-5 är avsedd att användas mellan -50 och +260ºC. Med ökande temperatur avtar livslängden för de självsmörjande egenskaperna.
Skikttjocklek og dimensionsforändring
För att NEDOX®-beläggningen skall uppfylla kraven på korrosions- och nötningsskydd i olika applikationer rekommenderas följande skikttjocklekar:
- milda påkänningar 5-10µm
- moderata påkänningar 10-25µm
- svåra påkänningar 25-50µm
- mycket svåra påkänningar mer än 50µm
Vid tillverkning av detaljer som skall NEDOX®-beläggas är det viktigt att beakta måttillväxten. Alla ytor som skall beläggas får en tillväxt med hela skikttjockleken vinkelrätt ut från ytan. Detta innebär att diametermått för vinklade ytor, t.ex gängor och splines, får en förändring av måttet med:
2t
sin½a
t=skikttjockleken
a=toppvinkeln
Detta innebär t.ex att en gängad skruv med 60º toppvinkel på gängorna som beläggs med 25µm får en diameterökning på 0,1 mm.
Gods, typ och storlek
NEDOX®NH-1 och NH-3 är möjliga att utföra på både häng och trumgods. Maximal godstjocklek är l * b * h: 1100 * 550 * 800 mm.
Hårdhet
Den tvångsinlösta fosforn ger upphov till inre tryckspänningar och hårdhetsökning i skiktet. Primär hårdhet är ~580HV0,05. Värmebehandling medför att nickel och fosfor i skiktet bildar nickelfosfid, Ni3P som är mycket hård, vilken höjer hårdheten och förbättrar nötningsbeständigheten.
Hårdhet och nötningsbeständighet hos NEDOX®-skikt värmebehandlade vid olika temperaturer
Maximalt kan en hårdhet på ~1000HV0,05 nås. Kemnickelskiktet i NEDOX®SF-2 och U4 har denna hårdhet. I NEDOX®NH-1 är hårdheten ~580HV_0,05. och i NEDOX®NH-3 ~800HV_0,05.
Varmhårdhet hos NEDOX®- och i hårdkromskikt
Varmhårdheten hos NEDOX®-skikten reduceras ej, som hos t.ex. hårdkrom, förrän vid arbetstemperaturer över ~350°C.
Nötningsbeständighet
Nötningsbeständigheten mot abrasivt slitage för homogena material är direkt beroende av materialets hårdhet. Ej värmebehandlade NEDOX®-skikt har därför ungefär samma slistyrka som ett lågkolhaltigt stål med motsvarande hårdhet. För stål med högre kolhalter och samma hårdhet blir dock nötningsbeständigheten bättre då de innehåller en större andel hårda karbider som starkt bidrar till förbättrad slitstyrka. På motsvarande sätt ger de hårda nickelfosfiderna som bildas i NEDOX®-skikten vid värmebehandling i större utsträckning ökad slitstyrka än högre hårdhet.
Mot torrt abrasivt slitage har NEDOX®SF-2 bättre motståndskraft än härdat stål och är jämförbart med hårdkrom och saltbadnitrerat stål. NEDOX®NH-3 är jämförbart med stål härdat till 62HRC och NEDOX®NH-1 bättre än vanliga konstruktionsstål. Bästa nötningsbeständighet erhålls på material med god ytfinhet, Rz 4µm.
Resultat av skärningsprov med material i olika ytutföranden, pinne Ø 3,0 mm mot skiva, smort med olja Nynäs LB31
Korrosionsbeständighet
NEDOX®-beläggningar har mycket god korrosionsbeständighet. Polymer är kemiskt helt resistenta i praktiskt taget alla miljöer och kemiskt nickel uppvisar utmärkt korrosionsbeständighet beroende på sin passiva natur.
För att NEDOX®NH-1, som ej har ett helt tätt skyddande polymerskikt, skall ge bästa möjliga korrosionskydd med minsta möjliga skikttjocklek skall basmetallen vara så jämn, ren och porfri som möjligt. Icke metalliska föreningar i basmaterialet, karbider, sulfider etc från legeringsämnen, samt en vass och porig ytprofil kan initiera porer i beläggningen och därmed försämra korrosionsskyddet. Egenkorrosion hos ytskiktet är dock mycket liten i de allra flesta lösningar, se nedanstående tabell.
NEDOX®SF-2 har ett tätare plastskikt och påverkas endast i mindre utsträckning av motsvarande faktorer. För NEDOX® U 4 påverkas korrosionsskyddet endast av mycket kraftiga profiltoppar och skarpa hörn som kan bryta igenom plastskiktet samt av större porer som kan medföra “utblödning” av processlösningar som kan skada skiktet.
Erforderlig skikttjocklek varierar med korrosionsbetingelserna samt påverkan från basmetallen enligt ovan. Allmänna rekommendationer ges nedan.
Prov av låglegerat lågkolhaltigt stål med ytfinhet Rz 4µm belagda med 40µm NEDOX®SF-2eller U 4 klarar mer än 2000h korrosionsprovning i neutral saltdimma enligt ASTMB117 utan angrepp. 40µm NEDOX®NH-1 eller FM-5 klarar 1200h vid motsvarande provning.
*Kan ge mörk missfärgning, **vid 95ºC, ***vid 100ºC.
Korrosion hos NEDOX®NH-1 i olika lösningar vid 20ºC
Faktaruta
