Холодное цинкование металла — преимущества, особенности, используемые составы

Существуют разные методы защиты металла, с помощью которых можно снизить вероятность коррозии. Смысл технологий заключается в обработке поверхности изделий специальными веществами и растворами. Это позволяет создать тонкую, но прочную пленку, которая препятствует проникновению влаги, кислорода, пара, агрессивных элементов.

Содержание:

• Зачем нужно цинкование
• Особенности и преимущества
• Основные технологии цинкования
• Горячее цинкование
• Холодное цинкование
• Гальванический метод
• Термодиффузное цинкование
• Газотермическое напыление цинка
• Цинкование в домашних условиях
• Гальванизация изделий
• Самостоятельное холодное цинкование

Одна из самых популярных — технология оцинковки или цинкование. При соблюдении всех правил и последовательности действий оцинковку можно производить своими руками.

Зачем нужно цинкование

Покрытие цинком или цинкование — популярный способ защиты стали от коррозии. Наряду с иными анодными покрытиями (никелем, хромом) метод наиболее часто применяется для нанесения на:

• конструкции из железа, иных металлов;
• опоры ЛЭП;
• оборудование на судах, в портах;
• дорожные ограждения.

Оцинковка используется в автомобильной промышленности: при помощи тонкого слоя цинка производят защиту деталей мото-, автотехники, кузова легкового автомобиля. Применяется цинкование и в нефтедобывающей, газодобывающей промышленности — для обработки труб, в том числе самых крупных трубопроводов. Технология используется в производстве метизов, проволоки, сетки, батареек, закладных, арматуры, металлопроката, прочих стальных изделий.

Коррозия меняет структуру металла, приводит его в непригодность. Созданная цинковая серебристо-белая пленка работает не только на поверхности, а и насыщает верхние слои металла, что усиливает антикоррозионную защиту.

Особенности и преимущества

Смысл проведения цинкования заключается в создании так называемой гальванической пары со сталью или иным основным металлом. У цинка высокая степень отрицательного заряда (у стали намного ниже). При воздействии агрессивной среды на поверхностный слой цинка химические реакции практически исключены — изделие оказывается надежно защищенным от повреждения.

Эффективная защита металлоконструкций и деталей сохраняется, пока толщина слоя цинка достаточная. После истончения оцинковки результативность покрытия снижается, так как на месте покрытия формируется слой гидроксида цинка, а его протективные свойства низкие.

Основное свойство цинкового слоя — барьерная защита металлических изделий. Но оцинковывать детали рекомендуется и ради электрохимической протекции, для улучшения внешнего вида конструкций. Метод цинкования имеет преимущества и недостатки.

Достоинства технологии:

• возможность провести процесс в домашних условиях;
• низкая стоимость цинка;
• возрастание прочности изделия;
• стойкость к перепадам температур, действию химии, физическим факторам;
• повышение срока службы конструкции;
• неподверженность окислению.

К минусам относится необходимость наличия специального оборудования, приспособления для проведения цинкования. При цинковании поверхности своими руками нельзя в будущем подвергать ее механической обработке — слой цинка будет стираться.

Основные технологии цинкования

Для защиты металла разработано несколько видов цинкования — горячее, холодное, термодиффузионное, электролитическое (гальванизация). Цинковать изделия нужно в зависимости от требующегося результата и наличия возможности.

Горячее цинкование

Горячая технология (по Сендзимиру) — популярна в промышленности, позволяет создать качественное покрытие, служащее очень долго. Недостаток — низкая экологическая безопасность способа, ведь при нагревании раствора выделяется ряд вредных химических веществ.

Методика предполагает погружение металла в ванну, лоток, иную емкость, в которой присутствует расплавленный цинк. Температура во время процесса должна быть не ниже 460 – 500 градусов, что невозможно поддерживать в домашних условиях обычными нагревателями. На осуществление технологии производится большой расход электроэнергии, что могут позволить себе только крупные предприятия. Зато цинковое покрытие будет намного крепче, чем при использовании гальваники.

Процесс цинкования, согласно техническим требованиям ГОСТ, производится так:

1. Подготовка изделия — обезжиривание, травление, очистка от мусора пескоструйным методом, промывание.
2. Флюсование — нанесение специальной пленки, которая лучше взаимодействует с цинком.
3. Сушка изделия.
4. Окунание металлических конструкций в ванну, где уже находится основной состав.
5. Дренаж для удаления избыточного остатка цинка (может быть заменен центрифугированием, вибрированием).
6. Остужение в воде или на воздухе.
7. Проверка предмета для оценки эффективности покрытия.

Срок службы качественно выполненного покрытия — около 50 лет, поэтому такие конструкции обычно стоят недешево.

Холодное цинкование

Ванна, специальный цех, камера, иное дорогостоящее оборудование не потребуются. Нужно приобрести только особое средство (грунт) для создания цинкового слоя. Обычно применяются порошковые смеси, краски в баллончике, банках.

Хорошими марками считаются:

• набор для холодного цинкования Vixen 99 % цинка (аэрозоль 520 мл);
• цинкнаполненная композиция Цинол;
• состав холодного цинкования Brite;
• краски Цинконол, Цинк-спрей.

Чем отличается от горячего цинкования данная технология? Не требует создания особых условий, не энергоемкая, не требует применения реактивов. В качестве подготовки достаточно тщательно очистить основание традиционными методами. Далее на поверхность наносится средство при помощи кисти, валика, распылителя или непосредственно из баллона.

В основе такого материала — цинковая пудра, надежно защищающая изделие от коррозии. В отличие от остальных методов, при холодном цинковании готовые конструкции не будут иметь красивого металлического блеска, зато их вполне можно покрывать специальными лаками по металлу.

Разновидность холодного цинкования — цинк-ламельное, предполагающее фиксацию деталей на оснастке, нанесение состава распылением, погружение детали в печь или в жидкую среду с закрепителем.

Гальванический метод

Гальваника или гальваническое цинкование применяется для обработки абсолютно гладких стальных поверхностей или конструкций из иных видов металлов (даже алюминия). Плюс — возможность дальнейшей дополнительной обработки предмета, его сварки с паяльной кислотой.

Закрепление цинкового слоя происходит при использовании щелочного электролиза. Изделие погружают в раствор электролитов, нормы которых подбирают по специальным таблицам, включают установку постоянного тока. Под действием химических веществ и электрического тока цинк сливается с металлом, надежно покрывая деталь.

Одна из разновидностей гальваники — желтое цинкование. Для получения желтого цвета металлоконструкций для гальванизации используют особые растворы, а в завершение процесса проводят хроматирование.

Термодиффузное цинкование

Метод термодиффузии предполагает нагревание изделия до высокой температуры — от 400 до 2 000 градусов. Поверхность будет обработана цинком, находящимся в состоянии пара.

Для осуществления диффузионной методики нужна целая производственная линия — специальные аппараты, оборудование, нагревательные камеры. Зато экологическая безопасность процесса достаточна, а прочность готового покрытия будет на высшем уровне.

После помещения в горячий раствор цинка деталь опускают в барабанную печь, которая вращается в течение трех часов и вызывает упрочнение цинкового слоя. После выгрузки барабана из печи его медленно остужают, затем достают изделие. После по поверхности проходятся пассивационными растворами, придающими покрытию невосприимчивость к действию воздуха. Затем детали сушат еще раз, после объекты готовы к реализации.

Газотермическое напыление цинка

Сначала порошкообразный цинк расплавляют, далее направляют его на деталь в газовом потоке. После ударения о металлическую поверхность формируется тонкий защитный слой, напоминающий чешую. Поскольку на предмете будет много пор, объект нуждается в дополнительной лакировке.

Обычно создание цинкового барьера методом газотермического напыления производится в отношении машин, оборудования, металлоконструкций, имеющих большие размеры и не помещающихся в ванны и печи. Локальное нанесение цинка невозможно.

Цинкование в домашних условиях

Своими руками возможно провести лишь две методики цинкования — холодную и гальваническую. Именно эти способы просты, доступны, не требуют больших финансовых вложений.

Гальванизация изделий

Перед электрохимическим цинкованием нужно хорошо подготовить деталь. Для этого ее промывают, чистят, протравливают, обезжиривают. Все действия требуют точности, аккуратности. Как источник тока можно использовать обычный автомобильный аккумулятор или зарядное устройство на 6 – 12 Вольт, 2 – 6 Ампер.

На наличие сколов, дефектов, толщину покрытия сильно влияют исходные данные поверхности (рельефность, сложность изгибов), плотность тока на единицу площади, температура раствора электролита. В качестве последнего выступает любая цинковая соль, которая может растворяться в воде.

Лучше всего работает такой раствор:

• цинк сернокислый — 400 г;
• магний либо сернокислый аммоний — 100 г;
• уксуснокислый натрий — 30 г;
• вода — 2 литра.

Можно взять обычный аккумуляторный электролит (вода и серная кислота) и вводить порошок цинка, пока не прекратится реакция. Работать следует только в хорошо проветриваемом помещении с применением перчаток, респиратора, очков.

Деталь помещают в стеклянную посуду (можно заменить винилпластиковой), закрепив на краю емкости. Электролит процеживают, заливают в посуду. Затем делают химическое активирование — изделие помещают в раствор на 10 секунд, достают, промывают водой. После можно приступать к процедуре цинкования.

Готовят цинковый электрод — в любом кусочке цинка сверлят отверстие, продевают медную проволоку, подвешивают в емкости. Желательно, чтобы по площади поверхность электрода была равна детали, которую нужно обрабатывать. Подключают медные провода к источнику питания, минус подводят к самому изделию. Так воздействуют на деталь 10 – 40 минут. В итоге получится качественное цинковое покрытие.

Самостоятельное холодное цинкование

Наносить покрытие в виде краски еще проще. Краска сама по себе — специальная форма цинка, поэтому эффективность процедуры будет довольно высокой.

Для начала надо купить основной материал, внимательно ознакомившись с содержанием цинка (обычно от 85 %). Если на упаковке указано, что состав чувствителен к качеству подготовки основания, важно провести ее тщательно. Для некоторых красок требуется разведение растворителем или последующая обработка финишными покрытиями.

Средства в спреях уже готовы к применению. Остальные материалы реализуются в двухупаковочной форме: в одном флаконе находится цинковый порошок, во втором — жидкий связующий компонент. Согласно указанным пропорциям эти компоненты смешиваются (обычно от 1:1 до 1:3). Перемешивать средство нужно очень хорошо, так как из-за большой плотности состав постоянно расслаивается. Начинать работать можно только, предварительно убедившись в однородности массы.

Нанесение на деталь осуществляется при температуре +5…+40 градусов, влажность не должна быть ниже 30 %. Перед работой надевают защитные очки, перчатки, респиратор, помещение регулярно проветривают. Наносить средства нужно валиком, кистью, краскопультом, после полного высыхания (сутки) разрешено окрашивать изделие любыми подходящими средствами.

Если наносить оцинковку в 2 слоя, давая первому просохнуть 30 минут, срок службы изделия составит не менее 10 лет. Кроме окрашивания, допускаются и иные методы обработки. Так, зачастую мастеров интересует, можно ли варить черные металлы после оцинковки? Технология холодного цинкования предполагает последующую сварку, поэтому стоит уточнить, как приварить деталь, и произвести работу.

Применяя технологию цинкования, можно надежно защитить изделия от коррозии. В итоге есть шанс своими руками создать крепкое покрытие и серьезно сэкономить на повторной покупке изделий.

Словосочетание «холодное» цинкование у всех на слуху, а что же оно означает? И чем метод «холодного» цинкования лучше традиционного метода – «горячего» цинкования?

Для начала рассмотрим метод «горячего» цинкования. Что это такое?

Горячее цинкование – это когда изделие полностью погружают в емкость с расплавленным до 400⁰С «жидким» цинком, в результате чего цинк покрывает всю поверхность изделия равномерным слоем и на поверхности изделия образуется цинковая пленка, которая надежно защищает от коррозинного воздействия окружающей среды.

У данного метода есть преимущества, такие как:

• изделия небольшой формы окунаются легко и быстро,
• 100% нанесение покрытия в труднодоступные места и на сложные конструкции,
• качество покрытия не зависит от квалификации и знаний того, кто осуществляет процесс нанесения,

но есть и недостатки :

• процесс нанесения цинкового покрытия осуществляется только на производственном предприятии,
• ванны для окунания изделий определенных, ограниченных размеров и осуществлять нанесение цинкового состава на крупногабаритные изделия не представляется возможным,
• поврежденное покрытие не возможно отремонтировать, необходимо только заново производить процесс цинкования всей конструкции,
• после процесса цинкования при сушке изделия остаются некрасивые подтеки «жидкого» цинка, которые портят внешний вид изделия,
• при сборке конструкции после цинкования стыки и места сборки необходимо дополнительно защитщать от коррозии.

Как мы видим, у метода «горячего» цинкования есть свои преимущества и недостатки. Существует альтернатива этому методу – «холодное» цинкование.

«Холодное» цинкование – это нанесение на подготовленную поверхность металла состава с сожержанием цинка не менее 80%. В результате нанесения на поверхности образуется плёнка полимера с цинковым порошком, которая защищает металлическу поверхности от воздействия окружающей среды.

«Холодным» метод называется потому, что для создания цинкового покрытия на поверхности металла, нет особых требований соблюдения температурного режима, так при «горячем» методе для нанесения цинового покрытия неоходим разогрев цинкового состава до 400⁰С .

Как и «горячее» цинкование, метод «холодного» цинкования имеет свои преимущества и недостатки.

Преимущества «холодного» цинкования:

• универсальность в нанесение : ручной (валиком или кистью), пневматический метод или окунанием изделия,
• возможность обработки деталей любых размеров: от маленьких, до больших- таких как трубопроводы и резервуары,
• технологичность – перед нанесением состава окрашиваемую конструкцию не демонтируют и не подвергают разборке, что позволяет наносить цинкосодержащий материал не только в заводских, но и в полевых условиях,
• после «холодного» цинкования можно проводить любые сварочные работы, которые не влияют на целостность покрытия. В последствие, на сварной шов можно нанести свежее покрытие, тем самым защить и шов, и всю конструкцию от коррозии.
• высокая проиводительность – процесс нанесения цикосодержащего покрытия не занимает много времени.

Технология «холодного» цинкования не имеет ярко выраженных минусов. Существуют два фактора, которые тяжело назвать недостатками: 

• для достижения качественного покрытия необходима тщательная подготовка поверхности перед окрашиванием,
• для обработки различных полостей необходимо приложить усилия.

При «холодном» цинковании для получения надежной защиты конструкции от коррозионных разрушений на длительный срок необходимо строго соблюдать технологию на всех этапах работы.

Подводя итог, можно с уверенностью заявить, что метод «холодного» цинкования обладает преимуществом перед традиционным «горячим « цинкованием.

Несмотря на надежность метода «горячего» цинкования, его использование несет большие расходы, на транспортировку и саму процедуру цинкования.

«Холодное» цинкование позволяет сэкономить на защите металла без потери качества. К тому же, «холодное» цинкование устойчиво противостоит внешним воздействиям, гораздо проще наносится, продолжает выполнять свои защитные функции при повреждениях, быстро и локально ремонтируется.

Обработка металлических конструкций методом «холодного» цинкования позволит вам сэкономить, увеличить стоимость ваших конструкций, а значит и ваши доходы, сделать изделия привлекательнее для ваших покупателей.

Вернуться назад Другие статьи Химически стойкие покрытия и системы для защиты металлических и бетонных конструкций Завод-производитель торговой марки “Снежинские краски” предлагают химстойкие системы покрытий для защиты металлических и бетонных конструкций от воздействия агрессивных сред. Диапазон зоны коррозионной активности С4, С5 и С5М. Укрепление бетонных полов. Пенетрирующая грунтовка СК-Бетон нанесение и при минусовых температурах. Пенетрирующая полиуретановая грунтовка «СК-БЕТОН» применяется для пропитки и укрепления бетонных поверхностей – допускается наносить при температуре от минус 20 ºС до плюс 50 ºС. Абразивоструйная очистка металла перед нанесением антикоррозионного покрытия Дробеструйная или абразивоструйная очистка металлоконструкции. Подготовка поверхности перед окращиванием антикоррозионными красками. Чем лучше окрасить внутреннюю поверхность резервуара для хранения технической воды? Специалисты компании «Снежинские краски» для защиты внутренней поверхности резервуаров от коррозионных разрушений рекомендуют использовать эпоксидный состав СК-РЕЗЕРВ Цинконаполненные антикоррозионные грунтовки Разработка и производство ЛКМ для долговременной антикоррозионной защиты металлических изделий – одно из приоритетных направлений развития лакокрасочной промышленности.

Статьи

Железо и сталь — это материал из которого изготовлен скелет современной технологической цивилизации. Но — увы! – и у стальной основы нашей цивилизации есть свое уязвимое место. Оно называется коррозия, от которой железо и сталь не имеют той естественной защиты, какой является оксидная пленка для многих цветных металлов — олова, цинка или алюминия.

Сталь нуждается в защите от коррозии – и лучшей защитой для нее будет цинкование. (или оцинковка). Оцинкованный лист прослужит гораздо дольше обычного стального.

Почему именно цинк?

Прежде всего потому, что цинк достаточно распространен и недорог, сам по себе коррозии практически не поддается, плавится при не очень высокой температуре (около 420 градусов, что гораздо ниже температуры плавления железа), обладает приемлемой прочностью. И при этом — что важно! – имеет стационарный электрический потенциал -0,76 В., то есть гораздо более отрицательный, чем у железа.

Благодаря этому своему свойству, цинк, даже при нарушении целостности покрытия и под воздействием электролитов, будет в возникающих электрохимических реакциях играть роль анода. То есть станет медленно растворяться, защищая этим от электрохимической коррозии стальную основу конструкции. В общем — даешь цинковые покрытия! Вот только какими способами их наносить? Это достаточно интересный вопрос, поскольку способов таких несколько — и у каждого из них есть свои плюсы и минусы. Рассмотрим их…

Горячее цинкование

Это самый, на первый взгляд, простой и надежный метод создания цинковой пленки на изделиях их чугуна и стали: эти предметы просто погружают в расплав цинка, а потом вынимают уже покрытыми слоем цинка толщиной от 40 до 80 микрон — то есть достаточно плотным и износостойким.

Однако не все так просто: для того, чтобы цинковая пленка надежно «зацепилась» на поверхности черного металла, эта поверхность должна быть тщательно очищена и офлюсована (то есть покрыта составом, который должен предотвратить ее окисление до соприкосновения с расплавом цинка, и обеспечить надежную адгезию цинковой пленки).

При этом нужно иметь в виду, что расплавленный цинк застывает довольно быстро и может поэтому образовывать наплывы до 1 мм. толщиной, что нежелательно в тех случаях, когда на поверхность оцинкованных изделий есть резьба. Кроме того, сама технология накладывает ограничения на размеры изделий, которые мы хотим оцинковать таким способом — они не могут быть больше, чем ванны с расплавом цинка (а они не могут очень большими по определению).

Холодный метод цинкования

В отличии от горячего цинкования, его холодный вариант никак не связан с размерами цинкуемых деталей и поверхностей, поскольку он состоит в нанесении на них электролитических растворов цинка в различных летучих жидкостях. Такие растворы (гальванол, цинотан, цинотерн, цинкнол) наносятся на стальную поверхность из пульверизатора: растворитель высыхает, а цинковое покрытие остается — причем «садится» оно на поверхность стали очень надежно, с высокой адгезией. При этом покрываемую поверхность не нужно флюсовать, ее достаточно просто очистить от ржавчины и грязи.

Холодный метод цинкования хорош своей простотой

и применимостью для работ на открытом воздухе. Но внешний вид покрытой таким способом стали будет просто матово-серым без металлического блеска.

Поэтому холодное цинкование лучше всего использовать как «покрытие под покраску».

Гальванический метод цинкования

Зато гальванический метод цинкования придает оцинкованой поверхности чрезвычайно привлекательный вид.

Он состоит в том, что через ванну с электролитом течет ток, причем анодом служат цинковые пластины, а катодом — изделия из стали. Под действием тока цинк растворяется в электролите, и его ионы оседают на железе. В результате получается тонкая (от 4 до 20 микрон) пленка, которая не только защищает сталь от коррозии, но и придает поверхности эстетичный внешний вид. Поверхность, покрытая гальваническим цинком может приобрести (в зависимости от своей толщины) сине-голубой, светло-серый или матово-белый металлический блеск. Главными достоинствами такого покрытия будет равномерность его толщины по всей покрываемой поверхности.

Но за этими плюсами идут и свои минусы: тонкое и красивое гальваническое покрытие будет не стойким к истиранию, а увеличение его толщины будет чревато тем, что сталь в процессе гальваники может приобрести заодно и т.н. «водородную хрупкость». Тем не менее, гальваническое цинкование. в силу своей малой себестоимости очень часто используется для антикоррозионной защиты разных видов крепежа, металлических изделий и декоративных элементов.

Термодиффузное цинкование

Главного недостатка гальванического цинкования – «водородной хрупкости» позволяет избежать технология термодиффузионного цинкования.

Она основана на том, что цинк при определенных условиях может испаряться с поверхности цинксодержащего порошка и проникать в поверхностные слои железа, так что в результате образуется сложный сплав цинка с железом.

Такая диффузия становится возможной при

высокой (от 290 до 400 градусов) температуре и наличии электрического потенциала, при котором стальные изделия являются анодом.

Процесс термодиффузии производится во вращающемся контейнере при пониженном давлении (0,1 атмосферы) в восстановительной водородной атмосфере. На термодиффузное цинкование каждой партии крепежных метизов требуется от 90 до 180 минут.

В результате эти детали приобретут мышино-серый цвет — но вместе с ним и повышенную прочность поверхности и отменную устойчивость к коррозии ( в 3-5 раз лучшую, чем при гальваническом цинковании и в полтора-два — чем при горячей оцинковке).

При этом равномерность покрытия будет идеальной, а про адгезию такого покрытия говорить и смысла нет — оно просто «сливается» с черным металлом, так что отделить ее от него просто невозможно. Конечно, внешний вид оцинкованных таким способом метизов, большого эстетического удовольствия не доставляет, но от болтов, гаек, пружин и шурупов особой красоты и не требуется.

Недостаток же у термодиффузного цинкования только один, но существенный — в силу особенностей технологии применять ее можно только в отношении небольших по размеру предметов.

Газо-термическая оцинковка

В последнее время все более широко начинает использоваться еще один вариант нанесения цинкового покрытия — газо-термический. В этом случае цинк в виде тонкой проволоки или порошка подается к соплу специальной горелки, расплавляется в потоке раскаленного газа и мельчайшими каплями оседает на поверхность стального или чугунного изделия.

В принципе, такой метод можно было бы считать разновидностью горячего цинкования, если бы только капли расплавленного цинка, ударяясь о поверхность металла не деформировались, создавая «чешуйчатое» пористое покрытие.

Такое покрытие требует дополнительного слоя краски для заполнения микропор в слое цинка.

Это, конечно, недостаток, но зато такие комбинированные покрытия отличаются отличной адгезией и обладают устойчивостью в самых неблагоприятных условиях эксплуатации (в морской  воде, частых атмосферные осадках, кислой среде и т.д.), где они могут сохраняться до 30 лет.

Видео по теме:

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 3.79

Популярные статьи

• Сортамент гладкой арматуры и ее применение

  Сталь…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Сравнение стальной и композитной арматуры

  С появлением более современных синтетических материалов металлическ…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Виды и использование сварной сетки

  Сварная сетка – это «полотно», сформированное из …

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Сталь профнастила и варианты защитных покрытий

  Профнастил, он же профлист, пользуется достаточно высоким спросом в…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Расчет веса стального шестигранника

  Стальной шестигранник – одна из разновидностей сортового прок…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Выбор профнастила для кровли

  В одной из предыдущих публикации мы детально рассказали о том, как …

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Правильное крепление профлиста на крышу

  Профлист, он же профилированный лист или профнастил, в последние го…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Виды труб для водопровода. Какие выбрать? Что учесть при монтаже?

  Широкий ассортимент – палка о двух концах. С одной стороны он…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Гнутый стальной уголок: ГОСТ, виды, применение

  Гнутый стальной уголок – не самый популярный, но все же доста…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Что лучше, швеллер или двутавр? Какой прокат прочнее?

  Двутавр и швеллер можно считать одними из самых популярных разновид…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Стальная полоса как элемент заземляющего контура

  С ростом количества разнообразной потребительской электроники в каж…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Когда и зачем нужно использовать металлические трубы для прокладки кабелей и проводов

  Трубный прокат имеет достаточно обширное применение, в том числе ис…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Проверка качества и герметичности сварного шва труб и конструкций

  К монтажу металлопроката предъявляются достаточно жесткие требовани…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Расчет веса вязальной проволоки

  Расчет веса проволоки, в основном, может потребоваться в двух ситуа…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Доставка, приемка и правильное хранение арматуры

  Стальная арматура является незаменимым атрибутом практически любого…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Особенности использования швеллера при обвязке фундамента

  Швеллер – это одна из разновидностей фасонного проката, отлич…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Метизы на все случаи жизни

  Строго говоря, термин «метизы» (аббревиатура от «…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Технология резки металла лазером

  …

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Инструкция о порядке приемки продукции по количеству П-6

  Утверждена постановлением Госарбитража при Совете Министров СССР от…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Стальной рифленый лист: стандарты, виды, размеры, вес, использование

  Рифленый лист – разновидность листового металлопроката, отлич…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Коррозия металла

  Коррозия металла, в простонародье называемая ржавчиной, – это распа…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Профнастил для всех

  Профнастил…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Металлоконструкции

  Современный индустриальный пейзаж нево…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Колючая проволока для войны и мира

  Для современного человека колючая проволока — предмет накрепко ассо…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Характеристики и применение просечно-вытяжного листа

  Ассортимент производимых металлоизделий, даже без учета типоразмеро…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Металлопрокат – материалы и технологии

  Металлопрокат — это строго говоря, тот самый материал который опред…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Сварочные электроды УОНИ: особенности, характеристики, использование

  Современный рынок предлагает широкий выбор различной продукции для …

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Бесшовные трубы – производство и применение

  …

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Монтаж профильной трубы: способы и необходимые принадлежности

  Профильная труба – один из самых удобных вариантов металлоп…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Спецсталь: состав, изготовление, обработка

  Новые отрасли промышленности, бурно развившиеся во второй половине …

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Пробивка отверстий в металле: особенности технологии

  Пробивка отверстий в металле является одним из методов перфорации. …

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Проволока гост 3282-74

  Стальная проволока – самое простое и широко известное изделие из м…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Соединение швеллеров: способы и методика

  За счет своей формы, имеющей перпендикулярные ребра жесткости, швел…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Порошковая окраска металлических изделий

  Окраска для металлических изделий — процедура совершенно необходима…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Рубка металла: от зубила до станка

  Рубка металла – один из основных способов металлообработки, п…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Металлическая сетка – виды и производство

  Металлические сетки — один из наиболее востребованных видов стальны…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Как марка стали бесшовных труб влияет на их применение

  Использование любой разновидности металлоизделий зависит сразу от н…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Зачем нужна стальная двутавровая балка?

  …

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Инструкция о порядке приемки продукции по качеству П-7

  Утверждена постановлением Госарбитража при Совете Министров СССР от…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Что такое сортовой металл, и чем он отличается от других

  Всю массу выпускаемого производителями металлопроката можно раздели…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Катанка и проволока — производство и использование

  Проволока — один из самых востребованных видов изделий из металла. …

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Технология соединения двутавров

  Двутавр, он же …

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Профильная труба – материалы, производство, применение

  Трубный металлопрокат предназначен не только для создания трубопров…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Производство и характеристики двутавровой балки

  …

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Типы и марки сварочных электродов

  Сварка металлов при помощи вольтовой дуги появилась в XIX веке и ст…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Способы цинкования металла

  Железо и сталь — это материал из которого изготовлен скелет совреме…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Сварные трубы – технология, применение, достоинства

  ХХI век – это век трубопроводов. Труб для нефте- и газотранспортных…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Сортамент металлопроката: основные виды, определения и ГОСТы

  Сортамент металлопроката, выпускаемого современной промышленностью …

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Швеллер — использование и нагрузка

  Швеллер — это один из видов фасонного стального проката. В поперечн…

  ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

• Назад
• Вперёд

Недостаточно прав для комментирования

26 Февраль 2019 Super User Методы цинкования металла: обзор наиболее популярных

 

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Зачем нужно цинкование металла
• Каковы особенности гальванического метода цинкования металла
• Как происходит термодиффузионное цинкование металла
• Как осуществляют холодное и горячее цинкование металла

Металл подвержен коррозии, поэтому одной из важнейших проблем является его защита от коррозионных процессов. Решить этот вопрос – значит обеспечить металлическому изделию долгий срок службы. Покрытие слоем цинка – это наиболее распространенное средство защиты от коррозии на сегодняшний день. Известные методы цинкования металла мы разберем в этой статье.

Зачем цинкуют металл

Стальные изделия, как известно, очень уязвимы для коррозии, особенно при использовании во влажной среде. Оцинковка стали дает этому металлу надежную защиту от разрушения. Цинк, вступая в реакцию со сталью, образует с ним гальваническую пару и приобретает большую, чем у стали, степень электроотрицательности.

 

Первый удар агрессивных факторов принимает на себя именно цинк, сталь же в реакцию не вступает и остается под защитой цинкового покрытия. Соответственно, антикоррозионная защита будет действовать до тех пор, пока оцинковка окончательно не разрушится. Но даже в тех местах стальной поверхности, где она сходит на нет, цинк реагирует с кислородом и водой, образуя гидроксид цинка. Это соединение также неплохо защищает поверхность стального изделия от коррозии.

Читайте также: Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно

Оцинковка стали дает не только барьерную, но также и электрохимическую защиту металла. Существует несколько технологий покрытия металла цинком, отличающихся применением разного оборудования. Использование некоторых отдельных методов позволяет осуществлять цинкование в бытовых условиях с приемлемым результатом. В основном используются следующие методы цинкования металла:

• горячий;
• холодный;
• гальванический;
• газотермический;
• термодиффузионный.

Рассмотрим каждый из них в отдельности.

Метод холодного цинкования металла

Оцинковка в данном случае осуществляется с применением антикоррозионных составов, регламентированных ГОСТ 9.305–84. В этом стандарте описаны особенности всех существующих в промышленности неорганических покрытий (включая металлические), произведенных химическими и электрохимическими методами. В частности, там указано, что холодное цинкование допустимо применять на любых материалах, кроме изделий из сплавов магния и высокопрочной стали.

Непосредственно перед нанесением защитного состава на поверхность обрабатываемой детали (в соответствии с ГОСТ) ее следует подготовить. А именно:

• удалить с поверхности загрязнения от атмосферного воздействия, солей и закоксованностей путем тщательного обмывания;
• очистить поверхность изделия с применением гидроабразивных, абразивоструйных или гидродинамических инструментов для придания ей нужной степени шероховатости, а в случае старого покрытия – для удаления остатков ржавчины и окалины;
• после применения гидроабразивного или гидродинамического способа очистки тщательно просушить поверхность изделия;
• провести ручную чистовую очистку поверхности металла от сварочных брызг, заусенцев, острых углов и кромок;
• обеспылить изделие струей сжатого воздуха.

Рекомендовано к прочтению

Качество выполненных процедур затем проверяется. После чего можно наносить состав для холодной оцинковки. В соответствии с технологией, состав наносится при определенной температуре, рекомендуемой инструкцией данного покрытия. Причем эта температура должна превышать точку росы не менее чем на 3 градуса Цельсия во избежание образования на поверхности влаги, которая может ухудшить качество оцинковки.

 

Перечислим главные преимущества использования защиты металлических изделий методом холодного цинкования:

• высокая степень сцепления оцинкованной поверхности лакокрасочными материалами;
• отсутствие ограничений по размерам обрабатываемых изделий;
• малые затраты на подготовку изделия к оцинковке;
• простота сварки изделий, обработанных холодным цинкованием;
• возможность проведения оцинковки в домашних условиях с применением распылителя, обычной малярной кисти или валика;
• отсутствие необходимости в демонтаже, транспортировке и обратном монтаже обрабатываемой конструкции – все операции производятся на месте.

Стоит также отметить, что холодная оцинковка выполняется в широком температурном диапазоне (от -20 °С до +40 °С). Недостатком данного метода цинкования металла можно считать низкую стойкость нанесенного покрытия к механическому воздействию. Это несущественный минус, поскольку обновить защитный слой можно в любой момент.

Читайте также: Лазерная резка деталей: виды, возможности, преимущества

Метод горячего цинкования металла

При горячем методе оцинковки металлическая заготовка предварительно обезжиривается, промывается и протравливается, а затем погружается в ванну с горячим расплавом цинка с температурой +450…+480 °С. Как результат, на поверхности металла создается цинковое покрытие необходимой толщины в пределах 30–100 мкм. Обычно толщина слоя цинка составляет 45–65 мкм. Данный метод цинкования стали выгодно отличается от остальных способов преимуществами, приведенными ниже.

 

• Долговечность и надежность покрытия. Небольшие механические повреждения в виде сколов, вмятин и царапин на покрытии из горячего цинка могут самоустраняться благодаря плотной оксидной пленке. Таким образом, обеспечивается более надежная и долговечная защита металлического изделия даже в агрессивной среде.
• Высокая стойкость покрытия к коррозии. Полученное методом горячего цинкования, оно обладает повышенной стойкостью к коррозии, поскольку защитный слой имеет достаточно большую толщину, достигающую 150 мкм. Обычно величина надежного, сильно прилегающего покрытия не превышает 100 мкм.
• Простой и быстрый процесс цинкования. Метод горячей оцинковки достаточно прост, при этом он легко контролируется, тестируется, а при необходимости автоматизируется. Способ не занимает много времени и производится в короткий срок.
• Экономичность. Если не рассматривать стоимость цинка, которая относительно высока, сам метод горячего цинкования можно назвать экономным. В сравнении с другими методами себестоимость изделия, покрытого с помощью метода горячего цинкования, в перспективе будет наименьшей.

При подготовке поверхности к горячему цинкованию может возникнуть проблема, связанная со сложностью операции травления и ее вредностью для экологии. Также существует риск наводораживания обрабатываемой поверхности металла, в результате чего металл может стать более хрупким.

Помимо травления в кислотных растворах, в процессе подготовки стальная заготовка подвергается обезжириванию растворами щелочей и флюсованию, производимому, как правило, в растворах хлорида аммония и цинка с обязательной сушкой изделия после обработки. Данные операции оказывают негативное влияние на окружающую среду, из-за чего необходимым является нейтрализация опасных отходов, а для этого требуются значительные дополнительные средства и производственные площади.

Другая проблема цинкования горячим способом заключается в больших потерях дорогого цинка в процессе работы. Цинк, реагируя с основным металлом, частично выпадает в осадок на дне ванны в виде шлака (гартцинка).

Тем не менее, из всех других методов антикоррозийной защиты горячее цинкование наиболее оптимально сочетает экономическую эффективность с надежностью защиты и универсальностью применения данного способа к различным видам металлических изделий. Разработанная более 250 лет назад, эта технология сегодня отвечает самым жестким требованиям защиты ответственных объектов от коррозии.

Читайте также: Преимущества лазерной резки

Гальванический метод цинкования металла

В этом случае на заранее подготовленную поверхность изделия электролитическим способом наносится очень тонкий слой цинка. Метод позволяет наносить цинковый слой толщиной всего 5–40 мкм.

 

Защитные свойства цинкового слоя зависят главным образом от толщины этого слоя и равномерности его нанесения. Значения этих параметров выбираются исходя из условий использования обрабатываемого изделия. Различные методы цинкования металла дают различную толщину защитную покрытия в диапазоне от 5 мкм (гальванический метод) до 1,5 мм. Качество гальванической оцинковки во многом определяется применяемым при цинковании электролитом.

Защитные качества цинкового покрытия можно усилить, используя такие распространенные методы:

• Хроматирование (пассивирование). На поверхности заготовки создается хроматная пленка в результате воздействия хромовой кислоты и ее солей.
• Фосфатирование. Формирование фосфатной пленки на поверхности обрабатываемого металла осуществляется растворами солей фосфорной кислоты.
• Покраска. Наносить лакокрасочное покрытие на изделие лучше после обработки заготовки фосфатированием.

При промышленных масштабах производства оцинкованных изделий (металлических полос, листов и штрипсов) толщину защитного слоя, полученного гальваническим цинкованием, можно увеличить до 0,5 мм. Покрытие образуется в результате осаждения на поверхности заготовки (являющейся катодом) ионов цинка, выделяемых из электролита (водного цинкового раствора) под действием постоянного тока. Анодом должен служить материал из цинка, в процессе восполняющий запас этого вещества в растворе. Катодная плотность тока зависит от используемого режима и варьируется в пределах от 1 до 5 А/кв. дм.

Гальванический метод цинкования является самым распространенным среди остальных способов оцинковки благодаря своим преимуществам:

• высокая производительность операций;
• хорошая степень защиты обрабатываемых металлических изделий;
• низкая себестоимость обработки;
• обеспечение максимально равномерного покрытия и сохранение изначальной формы и размеров заготовки;
• возможность оцинковки форм любой сложности, в том числе пористых структур;
• допустимость декоративной оцинковки, создающей гладкие и привлекательные поверхности без необходимости дальнейшей обработки металла.

Имеются у метода и свои минусы, главный из которых – низкая степень сцепления цинкового покрытия с металлической поверхностью, из-за чего ее необходимо предварительно тщательно очищать. Кроме того, существует риск наводораживания металла обрабатываемого изделия, в результате повышается водородная хрупкость металла и ухудшается внешний вид продукции. Этот риск особенно высок при нарушении режимов гальванического цинкования. Другой значительный недостаток данного метода состоит в выделении вредных для окружающей среды веществ в процессе оцинковки. Поэтому ликвидация этих отходов является обязательным этапом.

Читайте также: Токарные работы по металлу: технология и области применения

Газотермический и термодиффузионый методы цинкования металла

Газотермический метод заключается в напылении струей цинковой взвеси под углом 45–90 градусов к поверхности обрабатываемого металла. Соответственно, таким способом оцинковываются изделия, поверхности которых позволяют распылять металл под соответствующим углом. В остальном данная технология, отличающаяся мобильностью, может применяться для оцинковки изделий любых размеров.

Стоит отметить, что газотермическое цинкование – достаточно дорогое и превышает по стоимости другие способы оцинковки в 3-4 раза. Среди других недостатков метода – неравномерность толщины цинкового слоя, сложный контроль над выполнением операций. Покрытие, получаемое в результате газотермической обработки, должно отвечать требованиям ГОСТ 28302-89, в соответствии с которым на изделиях недопустимы слишком узкие зазоры (менее 20 мм), слишком глубокие отверстия (более 50 мм), наличие карманов и других недоступных для нанесения защитного слоя мест. Также следует обезопасить обработанные изделия от возможных деформаций.

 

Термодиффузионный способ цинкования за последнее время был усовершенствован. Используемый метод ТДЦЭ (термодиффузионное цинкование в электромагнитном поле) заключается в помещении реторты в камеру с индуктором. Шихта, расположенная внутри реторты, полностью проницаема электромагнитными волнами, создаваемыми индуктором, благодаря своей парамагнитности и мелкодисперсности. Поэтому шихта нагревается за счет конвекции тепла от корпуса реторты и от обрабатываемых деталей.

Цинкуемые же изделия из металла обладают ферромагнитностью в отличие от шихты. Поэтому в данных изделиях, находящихся в магнитном поле индуктора, образуются вихревые токи, нагревающие изделия внутри реторты до +500…+800 °С. Время термохимической диффузии при этом уменьшается в несколько десятков раз, так как изделия нагреваются всего за 25–30 минут. Точное время нагрева зависит от потребляемой электрической мощности, магнитных свойств детали и ее массы, толщины материала реторты.

Значительную часть покрытия составляют альфа- и бета-фазы. Слой гамма-фазы, ухудшающей качество покрытия, очень незначителен. Верхний слой покрытия имеет толщину 60 мкм и почти полностью состоит из цинка, содержание которого доходит до 98 %. Необходимая толщина всего покрытия определяется в зависимости от времени прогрева детали, заданной температуры оцинковки, характеристик цинкуемых изделий и состава шихты.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Статьи по темам: Изделия из металла, Металлообработка, Сварка, Лазерная резка, Металлоконструкции, Плазменная резка, Гибка металла, Шкафы, Свойства металлов, Механическая обработка, Покраска