Azotonawęglanie jako alternatywa dla chromowania
Podstawy dla poszukiwań alternatywy dla twardego chromu
Stan formalno-prawny zagadnienia:
- Dyrektywa PE i Rady UE nr 2002/95/WE – chrom sześciowartościowy (używany w galwanice przy chromowaniu twardym ) został uznany za substancję niebezpieczną. Ma on szkodliwy wpływ na zdrowie człowieka i jego użycie powinno być ograniczane i docelowo zastępowane. Preferowane powinny być substancje bardziej przyjazne zarówno dla środowiska naturalnego jak i dla człowieka ,
- Decyzja KE (nr 2006/692/WE) – sześciowartościowy chrom nadal można było stosować ale jego producenci musieli złożyć wniosek o pozwolenie na wykorzystywanie kąpieli zawierających jony Cr6+,
- Wyrok Europejskiego Trybunału Sprawiedliwości z dn. 20 kwietnia 2023 r. – stwierdzenie nieważność decyzji zezwalającej na stosowanie trójtlenku chromu i ograniczenie czasowe utrzymania tej decyzji do nieprzekraczalnej daty 20.04.2024 r. W nawiązaniu do wyroku, Komisja Europejska upoważniła Europejską Agencję Chemikaliów (ECHA) do przeniesienia trójtlenku chromu i kwasu chromowego w ramach rozporządzenia REACH z listy dotyczącej zezwoleń do dokumentacji dotyczącej ograniczeń,
- Już w raporcie z 2020 r., niemiecki Federalny Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy we współpracy z Unią Europejską przygotował raport: Alternatives for chromium trioxide in hard/functional and decorative chrome plating wskazując azotowanie w kąpielach solnych jako dostępną alternatywę dla twardego chromu.
- Brak jonów Cr 6+ (toksyczny sześciowartościowy chrom) – brak zastrzeżeń zgodnie z REACH,
- Brak konieczności szlifowania po obróbce,
- Nie ma potrzeby podgrzewania części po obróbce, aby wyeliminować ryzyko kruchości wodorowej,
- Dla tej samej grubości powłoki, wyższa odporność korozyjna w teście mgły solnej (SST),
- Podobna odporność korozyjna badana metodą CASS,
- Brak ryzyka utraty wł. mechanicznych po podgrzaniu.
- Bez łuszczenia i flekingu (ponieważ warstwa jest integralną częścią materiału bazowego),
- Brak mikropęknięć,
- Wysoka udarność dzięki plastyczności warstwy,
- Mechaniczna odporność powierzchni dzięki dyfuzji azotu,
- Lepsze zatrzymanie smarowania dzięki zewnętrznej powierzchni porowatej,
- Podobne uszczelki i elementy prowadzące jak przy twardym chromowaniu.
Azotonawęglanie jest więc procesem:
- pod kątem ekologii – obróbką bardziej ekologicznym i społecznie etycznym,
- pod kątem procesowym – obróbką niewymagającą szlifowania lub innej formy obróbki poprocesowej,
- jakości – obróbką pozwlającą uzyskać porównywalną lub podwyższoną jakość powierzchni
Główne zalety azotonawęglania w stosunku do chromowania technicznego wynikają z odrębnego charakteru procesów modyfikacji powierzchni:
- W przypadku chromowania powstaje powłoka – ciało obce dla podkładu – niezwiązane z podłożem,
- Przy azotonawęglaniu następuje dyfuzja azotu w głąb materiału i silne związanie z materiałem obrabianym w postaci utworzonej pośredniej warstwy dyfuzyjnej.
Badania własne obrazujące różnice we właściwościach użytkowych powierzchni tych samych materiałów poddanych chromowaniu technicznemu i azotonawęglaniu w solach:
