SKODAMOTOR

Koroze slitin zinku a hliníku – Zetal (zinkohliník)

Hojně používaný materiál pro odlitky karburátorů a dalších automobilových součástí.

Slitina nazývaná Zetal byla v minulosti velmi hojně používána na výrobu těles a příslušenství karburátorů, včetně dalších drobných automobilových součástek. Tato slitina vykazuje ideální vlastnosti při odlévání, jak při klasickém gravitačním, tak především při velkosériové výrobě pomocí rotačního odstředivého lití pod tlakem.

Samotná slitina je však velice choulostivá. Kvůli specifickému poměru zinku a hliníku vzniká uvnitř materiálu chemický článek, který v kombinaci s okolní vzdušnou vlhkostí funguje jako permanentní galvanický článek. Tento proces je hlavním spouštěčem postupné degradace.

Co je vnitřní koroze a stárnutí materiálu?

K této skutečnosti dochází v každé slitině dvou odlišných materiálů. Galvanický článek, napájený vzdušnou vlhkostí, neustále zrychluje proces stárnutí obou použitých kovů. Navenek se tento proces někdy projevuje viditelnou bílou oxidací na povrchu odlitku. Mnohdy jde o jemný prach, jindy se tvoří větší krystaly oxidů. Na odlitcích lze pozorovat trhliny, praskliny či vznikající povrchové nerovnosti. Tyto jevy jasně nasvědčují probíhající hloubkové korozi. Ne vždy musí jít o následek špatného zacházení či neodborného čištění, často se jedná o přirozený a nezvratný proces rozpadu slitiny v čase.

Koroze a její rozdělení

1. Povrchové poškození (oxidace a rozpad)

Na povrchu se koroze projevuje nejdříve ztrátou původního lesku a šednutím kovu, což je následováno tvorbou bílého prášku. V pokročilé fázi se začínají objevovat charakteristické „mapy“ a hluboké praskliny, které svým vzhledem připomínají vysušenou blátivou zem. Odlitek postupně mění a zvětšuje svůj objem a začíná se nevratně deformovat.

Obrázek 1: Pokročilá povrchová degradace tělesa. Typická struktura hlubokých prasklin připomínající vysušenou zem.

2. Vnitřní poškození (Struktura lomu)

Pokud dojde k lomu (buď prasknutím pod napětím, nebo cíleným rozlomením poškozeného kusu), vnitřní struktura vypadá úplně jinak než u zdravého kovu.

• Zdravý kov: Má jemnozrnnou, stříbřitou a celistvou strukturu.

• Korodovaný Zetal: Lom je tmavě šedý až černý, vykazuje hrubou krystalickou strukturu a vzhledem připomíná cukr nebo zvětralý pískovec. Je to dáno tím, že koroze postoupila hluboko do materiálu po hranicích jednotlivých krystalových zrn a zcela oslabila vazby mezi nimi. Materiál je v tomto místě extrémně křehký a drolí se v prstech.

Obrázek 2: Pohled na strukturu lomu. Tmavé zbarvení, hrubé krystaly a vnitřní kaverny potvrzují totální destrukci vnitřní struktury materiálu.

Neodborné ošetření a zrychlení koroze odlitku

S nástupem nových technologií přicházejí i postupy takzvaného zrychleného restaurování komponentů, které však mají pro historické materiály často fatální výsledky. Bezohledný přístup k ošetření těchto citlivých slitin – poháněný vidinou rychlého výdělku – je bohužel běžným stavem, se kterým se setkáváme na burzách i v internetové inzerci.

Rizika nevhodného čištění (Ultrazvuk a chemie)

Ultrazvukové čištění: 

Pokud je slitina již vnitřně narušená a obsahuje mikrotrhliny, energie ultrazvukových vln v kombinaci s agresivní chemií může proces rozpadu paradoxně dramaticky urychlit. Tekutina proniká hluboko do pórů a po zdánlivém vysušení uvnitř zůstanou mikroskopické krystalky solí, které materiál dál skrytě leptají.

Vodíková křehkost – skrytý zabiják odlitků: 

Kromě mechanického namáhaní v ultrazvuku existuje ještě jedno, chemicky mnohem zákeřnější riziko, a tím je tzv. vodíková křehkost. K tomuto jevu dochází především při použití agresivních kyselých čističů, které se často používají k rychlému odstranění silné vrstvy oxidace za účelem rychlého „vybělení“ kovu. Při chemické reakci kyselého čističe s kovem se uvolňuje atomární vodík. Pokud je struktura Zetalu již narušena mikroskopickými trhlinami, vodík do nich velmi snadno proniká. Uvnitř materiálu pak vytváří obrovské vnitřní tlaky – obrazně řečeno působí jako klín, který trhliny zevnitř rozšiřuje a trhá.

Důsledky vodíkové křehkosti jsou nevratné: dochází k absolutní ztrátě pružnosti a houževnatosti, materiál se stává sklovitě křehkým a součástka může náhle selhat a prasknout bez varování při pouhém dotahování šroubu nebo vlivem provozních vibrací a tepla. Při restaurování je proto klíčové vyhýbat se silným kyselinám a volit raději neutrální nebo velmi jemné přípravky určené přímo pro tyto slitiny.

Agresivní odmašťovadla: 

Vysoce alkalické (zásadité) čističe prudce reagují s hliníkem i zinkem a způsobují okamžité šednutí a hloubkovou degradaci povrchu. Nevhodné použití se projevuje tvorbou husté bílé pěny. Po očištění a vysušení zůstávají na odlitku nevzhledné skvrny různých barev, případně se zviditelní skryté mikrotrhliny vlivem tzv. kapilárního efektu.

Laserové čištění – moderní technologie s vysokým rizikem poškození

V poslední době se laserové čištění prezentuje jako „zázračná“ metoda pro renovaci veteránských dílů. Ačkoliv je laser u ocelových součástí vysoce efektivní, u zinkohliníkových odlitků (Zetal) představuje obrovské riziko. Hlavním problémem je lokální tepelný šok, kdy paprsek generuje v místě dopadu extrémní teplotu.

• Rozdílné body tání: Zinek má bod tání pouhých 419 °C. Neodborně seřízený nebo příliš silný laser může velmi snadno způsobit lokální natavení povrchu nebo mikro-vypařování zinku ze slitiny.

• Strukturální napětí: Prudké lokální zahřátí a následné rychlé ochlazení vyvolává v křehkém, stárnoucím odlitku enormní pnutí, které dokáže „aktivovat“ skrytou mezikrystalickou korozi a vyvolat masivní vznik nových prasklin.

• Změna chemického složení: Při přehřátí dochází k narušení jemné metalurgické rovnováhy prvků v povrchové vrstvě. Odlitek pak může po čase korodovat mnohem agresivněji než před samotným zásahem.

V amatérských podmínkách nebo při použití levných čínských laserů bez přesné modulace paprsku je riziko zničení dílu příliš vysoké a toto čištění nelze doporučit.

Obrázek 3: Detail praskliny šířící se od montážního ucha příruby. Kombinace vnitřního pnutí materiálu a mechanického tlaku vede k destrukci.

Jak vizuálně poznat „mrtvý“ odlitek?

• Povrchové puchýře: Pokud na povrchu vidíte malé bublinky a „beďary“, znamená to, že slitina pod nimi expanduje a tlačí se ven.

• Kovový zvuk: Zdravý karburátor při jemném poklepu jasně kovově „zvoní“. Odlitek napadený vnitřní korozí vydává pouze tupý, plastový či sádrový zvuk, protože je uvnitř porézní.

• Rozměrová nestabilita: Pokud dosedací příruba karburátoru nesedí o více než 1 až 2 mm, nejde o běžné prohnutí teplem, ale o nevratné zvětšení objemu materiálu v důsledku koroze.

Srovnání stavu materiálu

Jak tedy bezpečně očistit Zetal a jeho slitiny?

Pokud diagnostika potvrdí, že odlitek je strukturálně v pořádku (zvoní a nemá hluboké praskliny), je nutné zvolit metodu, která neodstraňuje základní kov a nezpůsobuje tepelný ani chemický šok.

1. Mechanické čištění „měkkým“ abrazivem (nejšetrnější cesta)

Zapomeňte na křemičitý písek nebo ocelové kuličky. Pro Zetal jsou ideální metody tryskání, které povrch pouze jemně vyleští a zbaví oxidů:

• Tryskání jedlou sodou (Sodování): Soda je natolik měkká, že nepoškodí ani jemné závity, kalibrované otvory či těsnicí plochy. Výhodou je, že je rozpustná ve vodě, takže po čištění stačí díl důkladně propláchnout a nehrozí ucpání vnitřních kanálků zbytky abraziva.

• Tryskání ořechovými skořápkami nebo plastem: Tato organická abraziva jsou perfektní pro odstranění zašlé špíny při absolutním zachování původního polomatného vzhledu dobového odlitku.

2. Chemické čištění s neutrálním pH

Při volbě chemické lázně se obloukem vyhněte agresivním domácím receptům typu ocet nebo kyselina citronová. Používejte výhradně speciální chemii pro ultrazvukové čističky určenou přímo na hliník a barevné kovy. Tyto přípravky obsahují nezbytné inhibitory koroze, které zabraňují nechtěnému černání povrchu a vzniku nežádoucích chemických reakcí. V lázni nenechávejte díly zbytečně dlouho, čistěte raději v kratších opakovaných cyklech a průběžně kontrolujte stav.

3. Konzervace po čištění (klíč k prodloužení životnosti)

Očištěný povrch slitiny je dokonale „otevřený“ a extrémně náchylný k okamžité reakci se vzdušnou vlhkostí. Po čištění je nutné díl okamžitě a důkladně vysušit stlačeným vzduchem, ideálně použít pasivační přípravek a následně konzervovat lehkým vzlínavým olejem či speciálními konzervačními vosky na veterány. Skladování vyžaduje suché prostředí se stabilní teplotou; i mírná vlhkost v nevytápěné garáži dokáže v průběhu jedné zimy odstartovat nevratný rozpad.

Na závěr: Při restaurování součástí ze slitiny Zetal striktně platí pravidlo: „Méně je více“. Raději ponechte na karburátoru lehkou zdravou patinu, než abyste se snažili o zrcadlový lesk za cenu zničení vnitřní struktury materiálu neodborným zásahem. Historická hodnota a stoprocentní funkčnost by měly mít vždy přednost před krátkodobým vizuálním efektem. Pokud je již materiál v hloubkovém rozkladu (zinkový mor), žádná metoda čištění ho nezachrání – jedinou bezpečnou cestou je shánění zdravého dobového kusu nebo výroba repliky podle původní dokumentace.