Чем Оцинковать металл

Цинкование металла

Чем Оцинковать металл

Цинкование металла – современный эффективный способ защитить практически любые металлические изделия от разрушающего воздействия коррозии, увеличить срок службы с гарантией надежности эксплуатации. Метод применим преимущественно к ровным или слегка изогнутым поверхностям, не подверженным механическому воздействию. Нанесение цинка на металл подразумевает покрытие его поверхности спецраствором с высоким содержанием цинка (от 80 до 95%).

Так и было, пока российский ученые не открыли газодинамический способ нанесения цинка на металл и не разработали уникальное оборудование «Димет», с помощью которого процесс цинкования металла стал более доступным и совершенным, а также преодолел многочисленные ограничения в применении.

Почему цинк?

Защитные качества цинка обусловлены его химическими свойствами. Как и алюминий или олово, цинк при контакте с воздухом окисляется, создавая на своей поверхности плотную пленку из окисленных молекул, которая не позволяет воздуху проникать в более глубокие слои металла, за счет чего и защищает его от коррозии.

Стандартные способы цинкования металла

Нанесение цинка осуществляется несколькими хорошо способами, каждый из которых имеет и плюсы, и минусы. В настоящий момент получили самое широкое распространение следующие технологии:

  • Холодный метод;
  • Горячий;
  • Гальваническое нанесение;
  • Термодиффузное;
  • Газотермическое.

Выбор метода напыления цинка на металл зависит от:

  • Условий дальнейшей эксплуатации покрываемых металлических деталей;
  • Параметров защитного слоя, который планируется получить;
  • Условий нанесения цинка на сталь (дома, в мастерской, в производственном цеху и пр.);
  • Особенностей изделий, на которые наносится покрытие: негабаритные, сложная форма, в смонтированном (неразборном) состоянии и т. д.

Но какой бы способ покрытия металла слоем цинка вы ни выбрали, в любом случае в дальнейшем не подразумевается механическое воздействие на обработанную поверхность.

Особенности покрытия металла слоем цинка

1. Холодное цинкование:

«+» Позволяет получить на поверхности металла довольно прочный защитный слой относительно просто.

«+» Не требуется спецоборудование, потому метод вполне применим в домашних условиях.

«+» Нанесение раствора цинка осуществляется посредством краскопульта или обычной кисти.

«+» В качестве раствора используется цинконол и подобные составы, которые есть в свободной продаже.

«-» Полученное таким образом цинковое покрытие нельзя назвать особо прочным.

«-» Оно неустойчиво к механическому воздействию, а также расширению металла в результате температурных перепадов.

«-» Используются органические растворители, что требует строго соблюдения правил безопасности в ходе процедуры.

Данный метод чаще всего используют для цинкования изделий, которые нельзя покрыть цинком каким-либо другим способом. Например, для объектов, которые находятся в смонтированном состоянии: трубопроводы, линии электропередач, кузов авто и пр.

2. Горячее цинкование довольно популярно в промышленном производстве, но обладает массой недостатков, среди которых:

«-» Высокие риски нанесения вреда здоровью персоналу и экологии за счет применения токсичных химических реагентов на этапе подготовке металла, а также за счет высоких температур при погружении металла в ванну с расплавленным цинком.

«-» Метод достаточно затратный.

«-» Требует использования специального технологического оборудования, а потому не воспроизводимый ни в домашних условиях, ни в условиях небольших сервисов типа СТО.

«-» Главный недостаток данного метода, ограничивающий его применение даже в промышленных условиях, это размер ванны с расплавленным цинком. Если изделие, которое нужно оцинковать, окажется больше ванны, то применить данный метод не получится.

3. Гальванический метод заключается в электрохимическом воздействии на поверхность металла, в результате чего образуется очень гладкая пленка нужной толщины. В среднем ее толщина достигает 20-30 мкм максимально.

«+» Образованное покрытие характеризуется исключительными декоративными свойствами и равномерностью, а также высокой адгезией (связью) с металлом.

«+» Он вполне применим в домашних условиях или на небольших станциях техобслуживания.

«-» Но добиться идеальной адгезии практически невозможно за счет наличия на поверхности металла всевозможных окисных и жировых пятен.

«-» Метод требует использования специального оборудования (ванны с раствором электролита, подключенной к аноду и катоду).

«-» Основной недостаток – высокая стоимость – заставляет большинство отказаться от его применения.

4. Газотермический способ цинкования металла создает на его поверхности защитную пленку путем напыления разогретых молекул цинка из порошка или проволоки в составе газовой среды.

«+» Готовый защитный слой, созданный таким образом, надежно оберегает металл от коррозии даже при эксплуатации в условиях довольно агрессивного воздействия окружающей среды: чрезмерная влажность, морская или пресная вода.

«-» Ударяясь о поверхность металла, молекулы цинка образуют защитную пленку с многочисленными порами, которые в дальнейшем покрываются лакокрасочным слоем.

5. Термодиффузное цинкование, или шерардизация, сегодня довольно популярна, но в силу своих особенностей не применима в домашних условиях.

«+» Метод достаточно экологичен, так как не требует утилизации отходов и выполняется внутри герметичного контейнера.

«+» Позволяет сохранить точные параметры изделия сложной формы, покрытого цинком.

«+» Полученное покрытие отличается высокой адгезией, практически не имеет пор, в несколько раз более прочное и надежное, чем гальваническая оцинковка.

«-» Покупка специального бокса, способного нагреть воздух внутри до 2600° и поддерживать эту температуру для обработки газообразными атомами цинка поверхности металла, — затея, от которой отказывается большинство малых и средних сервисов.

«-» Метод имеет ограничения, позволяя формировать покрытие цинка не менее 15 мкм толщиной.

«-» Не отличается высокой производительностью, что делает его неинтересным для массового производства.

«-» Опасен, потому что требует обработки поверхности металла кислотой в качестве подготовки и оставляет частички цинка в воздухе.

«-» Не гарантирует однородность толщины защитной цинковой пленки.

Обработка цинком металла в домашних условиях

Самый простой способ для домашнего цинкования металла – холодный. Другой, доступный в домашних условиях, но требующий подготовки техусловий — электрохимический. И первый, и второй обладает массой минусов:

  • Не обеспечивает максимальную прочность цинкового покрытия;
  • Не гарантирует высокую защитной пленки адгезию с металлом;
  • Не позволяет достичь толщины защитного покрытия более 20-30 мкм;
  • Высокая стоимость гальванизации;
  • Необходимость работать с токсичными химическими растворами.

Другими словами, холодный и гальванический методы не позволяют получить покрытие, аналогичное тем, что получают при применении промышленных способов цинкования. Это главные причины, по которым от них отказались в автосервисах, домашних мастерских, а также в промышленном производстве и при выполнении ремонтных, строительных или монтажных работ.

Однако создание технических условий для выполнения термодиффузного, газотермического и горячего способов цинкования металла часто нецелесообразно ни по финансовым соображениям, ни по соображениям трудозатрат, временных затрат и производительности труда.

В результате спроса на качественное прочное и надежное цинковое покрытие металла с помощью более экономичного, экологичного, безопасного, практичного и удобного метода и отсутствия предложения родилась уникальная разработка российских ученых – газодинамический способ нанесения цинка на металл с помощью оборудования «Димет».

Его применение обеспечивает высококачественное и прочное цинковое покрытие, не требуя существенных финансовых, временных и кадровых затрат, создания специальных условий, привлечения спецперсонала или дополнительного оборудования.

Что такое «Димет»?

Это инновационное оборудование, осуществляющее напыление молекул цинка газодинамическим способом. Активно применяется в отечественной и зарубежной промышленности, автомастерских, домашнем пользовании.

Напыление цинка на металл газодинамическим способом с помощью установки «Димет» осуществляется путем молекул цинка (из порошка) узконаправленной струей нагретого сжатого воздуха со сверхзвуковой скоростью. Подаваемые таким образом молекулы цинка надежно прилипают к поверхности практически любых металлов и сплавов.

Преимущества применения:

  • Повышенная экономичность за счет небольшого расхода напыляемого материала.
  • Экологичность: при пользовании не образует вредных для здоровья соединений.
  • Технологичность: не требует создания специальных условий применения или привлечения дополнительного оборудования.
  • Удобство и практичность пользования оборудования при работе с любыми металлическими поверхностями, несколько режимов работы, возможность применения и в помещении, и на открытом воздухе, компактные размеры, мобильность и небольшой вес.
  • Эффективность за счет уникальности технологии напыления металлов, способной восстановить практически любую металлическую поверхность аккуратно, не подвергая чрезмерному нагреву, в широком диапазоне температур.
  • Безопасность применения, так как в процессе пользования поток молекул цинка узконаправлен и затрагивает только определенный участок поверхности. Прилегающие участки полностью сохраняют первоначальный вид, так как не затрагиваются и не деформируются.
  • Универсальность применения за счет напыления не только цинка, но и других металлов. А также эффективности при обработке практически любых сплавов и металлов, в том числе и чугуна.

Где применяется?

Сфера применения оборудования «Димет» практически ничем не ограничена: как в промышленности, так и в сервисах любого формата, в том числе и домашних мастерских. С помощью газодинамического способа напыления цинка посредством установки «Димет» выполняют:

  • Восстановление деталей, вышедших из строя по причине деформации или износа;
  • Нанесение электропроводящего покрытия на металлические детали и элементы;
  • Напыление тончайшего слоя материала для последующей спайки деталей;
  • Нанесение защитного покрытия на внутренние и наружные элементы двигателей;
  • Защита от коррозии стационарных объектов и конструкций.

Это не полный перечень сфер применения установок «Димет», но вполне достаточный, чтобы понять, насколько они незаменимы и востребованы как в промышленном, коммерческом, так и домашнем использовании.

Источник: https://dymet.org/tehnologiya/tsinkovanie-metalla

Цинковая металлизация напылением | Цинковый портал

Чем Оцинковать металл

Цинковая металлизация напылением производится за счет нанесения расплавленного материала на обрабатываемую поверхность при помощи специального оборудования. Процесс цинковой металлизации напылением основан на технологии газотермического распыления. Защитный поверхностный слой формируется из дискретных частиц (чешуек), находящихся в расплавленном или пластичном состоянии.

Цинковая металлизация напылением. Технология нанесения покрытия

Газотермическое распыление включает в себя несколько последовательных технологических операций:

1) нагрев или расплавление каким-либо источником теплоты (в зависимости от используемого оборудования) напыляемого материала,
2) перенос дисперсионных (конденсированных) частиц газовым потоком,
3) формирование на обрабатываемой поверхности защитного слоя.

На обрабатываемую поверхность напыляемый цинк попадет в виде расплавленных или пластифицированных части. Газовый поток ускоряет движение распыляемого материала. При столкновении частиц с обрабатываемой (металлической) поверхностью происходит их деформация, остывание и формирование защитного слоя. Структура поверхностного покрытия имеет чешуйчатое, слоистое строение.

Сформированный цинковый слой характеризуется высокой пористостью (0,5 – 30%) и прочностью сцепления напыляемого материала с подложкой (до 280 МПа). Поэтому данная технология чаще всего используется для восстановления и упрочнения ответственных деталей и конструкций.

Классификация способов цинковой металлизации напылением

1. В процессе ГТН(газотермического напыления) затрачивается определенное количество энергии, которая необходима для расплавления напыляемого материала и придания ускорения образованным частицам. В качестве источника тепловой энергии может использоваться:

• энергия химических процессов, которая получается

1) в результате процесса окисления (сгорания) топливных газов в атмосфере,2) при детонации взрывчатой смеси,

3) в результате горения топливной смеси в камере (при повышенном давлении),

• электрическая энергия:

1) дуга электрическая,2) плазменный, газовый поток,

3) нагреватель омический,

• энергия колебаний (электромагнитных):

1) электромагнитное высокочастотное поле,
2) генератор, квантовый, оптический.

2. Напыляемый материал может использоваться в различном агрегатном состоянии, иметь различный вид:

• порошкообразная смесь,
• проволока,
• шнур,
• стержень.

3. Скоростные характеристики распыляемых частиц оказывают различное влияние на формирование поверхностного слоя (пористость, шероховатость, прочность сцепления).

4. Газотермическое напыление может производиться в различной среде:

• в воздухе,
• в вакууме,
• в контролируемой атмосфере.

Перечисленные критерии определяют большое разнообразие способов нанесения защитного покрытия напылением, создают возможности для формирования поверхностного слоя с различными технологическими характеристиками.

Преимущества метода цинковой металлизации напылением

1. Напыление можно производить на детали и конструкции, имеющие различные габаритные размеры и конфигурации. Площадь покрытия может быть различной.
2. В процессе покрытия можно варьировать толщину цинкового слоя (0,01 – 10 мм).
3. Технологическим процессом можно задать различные параметры пористости сформированного покрытия (до 30% и выше).
4.

В качестве подложки для напыления может использоваться различный материал: металл, стекло, керамика, пластмасса.
5. Нанесение покрытия может производиться в различных климатических, температурных и агрегатных (вода, воздух, вакуум) условиях.
6.

Метод ГТН цинком является практически экологически чистым и безвредным (в процессе работы используются специальные фильтры, которые способны адсорбировать вредные продукты технологического процесса).
7. В процессе работы используется простое, переносное оборудование.
8. Напыление можно производить в несколько слоев, что позволяет получить покрытие, обладающее специальными технологическими характеристиками.

9. В процессе газотермического напыления основа покрываемой детали или конструкции мало деформируется.
10. Технологический процесс ГТН цинком характеризуется небольшой трудоемкостью и высокой производительностью.

Области применения изделий после оцинковки

Метод газотермического напыления цинком активно используется в промышленном производстве, для восстановления изношенных деталей станков и оборудования. Технология позволяет экономить производственные ресурсы. Восстановленные детали имеют все изначальные технологические параметры и характеристики.

Газотермическое напыление позволяет также производить восстановление деталей, имеющих видимые трещины и сколы. В процессе технологической операции поверхностные разрушения полностью устраняются. Высокие параметры сцепления основы и напыляемого слоя позволяют восстановить прочностные характеристики поврежденного изделия.

Основная задача газотермического напылением цинком (ГТН) – это защита металлических конструкций от коррозионного разрушения. Технология цинковой металлизации напылением позволяет производить оцинковку деталей, конструкций и сооружений, имеющих различные габаритные размеры и формы.

Неограниченная возможность наносить покрытие на обрабатываемые поверхности методом цинковой металлизации напылением позволяет защитить мосты, краны, высоковольтные электромачты, рекламные щиты и сооружения, дорожные конструкции и многое др. от коррозии и продлить их срок полноценной эксплуатации.

Источник: http://www.zinkportal.ru/cinkovaja-metallizacija-napyleniem/

Цинкование металла своими руками, оцинковка в домашних условиях

Чем Оцинковать металл

Оцинковка металла в современном автомобиле – это возможность защитить поверхность кузова от коррозии. Цинкование металла своими руками в домашних условиях – вполне осуществимая задача.

Существуют определенные виды металла, которые при контакте с воздушной средой образуют защитную пленку на поверхности. Она оберегает материал от воздействия окружающей среды и предотвращает коррозию. На металле, который применяется для производства авто, пленка слабая, поэтому не способна защитить изделие от разрушений.

Методы обработки в промышленных условиях

Создать дополнительную защиту от коррозии можно несколькими способами, например, покрыть изделия оловом или цинком. Оцинкование материала – довольно простая задача и ее легко можно сделать своими руками. Обработка деталей, например, для машины, защитит поверхность изделий от прямого контакта с воздухом, что предотвращает окисление поверхности. Обработка металла цинком возможна несколькими способами:

  • Горячее и холодное цинкование.
  • Гальваническое.
  • Газо-термическое.
  • Термодиффузионное.

При обработке материала одним из этих способов, длительность и температура процесса влияют на толщину формируемого слоя защитной поверхности.

Технология горячего цинкования

Такой способ обработки металла – один из самых эффективных. Цинк долгое время остается на поверхности и надежно защищает от коррозии. Недостаток такой обработки в том, что эта технология вредна для окружающей среды, поскольку материал обрабатывается химическим путем. Цинкование металла горячим способом состоит из нескольких последующих процессов:

  • Подготовка. Поверхность деталей необходимо обезжирить, а затем выполнить травление металла.
  • Обработка. Деталь для машины после подготовки необходимо промыть и высушить.
  • Цинкование. Изделие опускают в бак, где находится расплавленный цинк.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое аргонодуговая сварка

Этот способ обработки, несмотря на его эффективность, обладает существенными недостатками:

  • Оцинковка металла требует специального оборудования и емкостей.
  • Невозможность обработки изделий больших размеров, например, кузова авто.

Технология холодного цинкования

Оцинковать элементы автомобилей данным способом довольно просто. Обработка поверхности осуществляется при помощи специальной краски, содержащий цинк. Поверхность металла окрашивается краской с цинком обычным методом покраски: кистью, валиком или краскопультом.

Использование порошковой краски, содержащий цинк, и распылителя упрощает цинкование автомобиля. Краскопульт позволяет обработать полностью всю поверхность кузова, в том числе и труднодоступные места. Такой метод чаще всего используется для нанесения защитного покрытия на изделия, которые сложно обработать горячим способом. Кузов авто – именно такой случай. Этот метод также применяется для обработки уже ранее оцинкованного металла.

Технология гальванического цинкования

Гальваническое нанесение цинка подразумевает под собой обработку металла с помощью электрохимического воздействия. Обработка таким методом позволяет добиться на поверхности изделия гладкого и тонкого защитного слоя.

Чтобы цинк закрепился на поверхности, например, кузова авто, изделия помещают в специальную емкость, в которой расположена цинковая пластина.

После этого в емкость подводится электричество, в результате чего цинк с поверхности пластины переходит на корпус машины, образуя защитный слой.

К недостаткам этого метода относится его дороговизна в сравнении с другими методами нанесения защитного слоя. Кроме этого, такая обработка является грязной и на очистку сточной воды также требуются большие затраты.

Метод газо-термического цинкования

Этот способ нанесения защитного стоя отлично подходит для кузова больших автомобилей, которые невозможно обработать с помощью обычных способов.

Цинк наносится на поверхность кузова авто с помощью сильного газового потока. Применение этого метода требует последующее нанесение краски, поскольку цинк ложится на поверхность неравномерно, не заполняет всю поверхность автомобиля. Но, несмотря на это, такой способ создания защиты обеспечивает надежное покрытие. Оно защищает авто как от воздушного воздействия, так и обеспечивает надежную защиту от коррозии во влажных условиях.

Метод термодиффузионного цинкования

Оцинковка кузова авто данным методом сопряжена с использование высоких температур. При температуре примерно в 2,6 тысячи градусов цинк расщепляется на атомы, которые оседают на деталях машины. Преимущество метода в том, что с помощью него можно добиться толстого защитного слоя.

Процесс нанесения защитного материала на кузов машины осуществляется в специальной закрытой камере. На изделие наносится порошковый цинк, после чего происходит нагрев всей камеры. Это можно осуществить только в промышленных условиях, поэтому выполнить нанесение цинка своими руками дома у вас не получится.

Применение такого метода безопасно для окружающей среды и позволяет провести оцинкование отличного качества. Цинк ложится на поверхность машины толстым слоем, что надежно защитит металлические изделия от коррозии. Недостаток у способа только один – его высокая цена.

Гальванический метод

Гальваническое нанесение защитного слоя, например, на детали авто можно осуществить в домашних условиях. Для этого вам понадобится автомобильный аккумулятор или блок питания с характеристиками 2– 6A, а также напряжением от 6 до 12 вольт. Чтобы выполнить гальваническое формирование защитного слоя, вам нужно иметь электролит. Для изготовления электролита своими руками нужно сделать раствор, используя следующие ингредиенты:

  • 400 грамм сернокислотного цинка.
  • 100 грамм сернокислотного аммония или магния.
  • 30 грамм уксуснокислого натрия.
  • 2 литра обычной воды.

Приготовив дома такой раствор, можно провести оцинкование металлических деталей машины. Вместо описанного раствора подойдет также и жидкость с аккумулятора вашего автомобиля. В качестве емкости для состава пригодна обычная стеклянная банка. Процесс оцинковки гальваническим методом дома выглядит так:

  • Очистка и обезжиривание детали автомобиля.
  • Погружение заготовки на несколько секунд в серную кислоту.
  • После повторной промывки материал помещается в емкость для последующего цинкования.
  • Положительный контакт от аккумулятора или блока питания закрепите на цинковой пластине.
  • Отрицательный контакт прикрепить следует на заготовку.
  • После этого поместите пластину из цинка и деталь авто в емкость с раствором и оставьте на 30 – 40 минут.

При проведении этой операции дома, следует держать в помещении открытые окна, а также воспользоваться специальной одежной и перчатками. Используя этот набор приспособлений, вы можете провести цинкование своими руками небольших изделия или элементов автомобиля. Метод не требует от вас больших затрат и осуществляется быстро.

Метод холодного цинкования

Провести цинкование деталей машины можно и при помощи метода холодной оцинковки. Для этого метода необходимо приобрести специальную краску с содержанием цинка.

Она – двухкомпонентная, поэтому перед процессом оцинковки делателей компоненты краски необходимо смешать вместе. Набор из цинкового порошка и связующего элемента нужно смешать в пропорции 3 к 1 или 1 к 1.

После смешивания краски, при положительной температуре воздуха нанесите состав на деталь от машины. Холодный метод очень простой и его легче всего провести дома.

Несмотря на то что оцинковка металла в промышленных условиях – процесс сложный, выполнить цинкование изделий можно и дома при помощи простых методов.

Источник: https://autolirika.ru/soveti/cinkovanie-metalla-svoimi-rukami.html

Оцинковка как способ защитить металл

Изделия, изготовленные из металла, в процессе их эксплуатации могут подвергаться воздействию коррозии. С целью предотвращения развития коррозийных процессов, а, соответственно, и увеличения сроков эксплуатации деталей из металла, производители стараются обеспечить их специальным слоем защиты.

Мировая практика показала, наиболее действенным способом защитить металл от пагубного влияния коррозии является его цинкование. Данный процесс представляет собой нанесение специального слоя на поверхность изделия, который на 95% состоит из цинка. Несмотря на то, что подобный процесс считается не слишком затратным, эффективность его стоит на высоком уровне.

Принцип действия процесса обработки металлических изделий цинком основан на взаимодействии цинка с кислородом, после чего на металле образовывается очень тонкий слой оксидного характера. Основное предназначение пленки заключается в защите металлической поверхности от воздействия внешних факторов.

Виды цинкования металла

Оцинковка металлических изделий предназначена для обеспечения электрохимической защитной реакции и может производиться разными способами. В зависимости от того или иного метода нанесения слоя с цинком на изделие, будет использоваться разные сложные приспособления, что, в свою очередь, будет влиять и на защитную способность самого слоя.

Прежде чем приступить непосредственно к процессу нанесения слоя, необходимо выбрать метод. На осуществление выбора влияет:

  • Условия эксплуатации металлических изделий.
  • Свойства, которыми должен обладать слой с содержанием цинка.
  • Толщина образовываемой поверхности.

Осуществляя выбор метода нанесения оцинковочного слоя, не забывайте о том, что защитный слой из цинка довольно хрупкий и легко подвергается разрушительным процессам. Поэтому следует оградить детали или конструкции от значительного воздействия механического плана.

Основными видами цинкования являются:

1.      Горячее цинкование и его технология

Данный вид считается наиболее эффективным и долговечным вариантом обеспечения защитными свойствами изделий из металла от воздействия коррозии. Среди недостатков этого метода только повышенная опасность, потому что в обрабатывающем металл процессе применяют сложные составы с химическими реактивами.

Горячая оцинковка металла подразумевает осуществление нескольких этапов:

  • Подготовительный. На данном этапе происходит очистка поверхностного слоя металлического изделия и его обезжиривание. Далее следует травление с применением растворов на основе кислот, изделия промывают и флюсуют.
  • Основной. Проведя все предварительны процедуры и тщательно просушив металл, его погружают в ванну, где хранится расплавленный Zn. В результате действия высоких температур, элемент, вместе с железом тонким слоем обволакивают верхнюю площадь металла, оставляя после себя слой противостояния коррозийным процессам. Извлекая деталь из емкости, её придают обдуву воздухом сжатого типа, применяя специальное оборудование. Вследствие обдува пленка просушивается полностью, а излишки удаляются

Даже если размеры деталей ограничиваются размерами применяемой ванны, процесс цинкования горячим способом находит широкое применение на предприятиях по изготовлению металлоконструкций и других металлических изделий больших размеров. Применить такой способ самостоятельно не получится, так как нет возможности использовать специальное оборудование.

2.      Газо-термическое цинкование

Так обрабатывают листы из металла или объемные изделия. Способ осуществляется путём напыления сухого Zn в составе газовой оболочки на поверхностной части детали, при этом металлические частички в расплавленном виде бьются о площадь, оставляя там тоненькую прослойку.

Структура полученной прослойки должна напоминать пористую чешую, что и создает уровень защищенности, что и позволяет изделию нормально переносить агрессивные влияния на протяжении длительного времени.

3.      Холодное цинкование металла

Данный способ получает широкое распространение из-за достаточной технологичности и лёгкости в использовании.

Метод основывается на моменте окрашивания обрабатываемой поверхности краской с большим в процентном соотношении содержанием порошкообразной смеси на основе Zn (89-93%).

Происходит напыление с применением валика или кисточки, но допускается использование специальных распылителей, что позволяет сократить временные затраты на нанесение смеси. Поверхность получается эластичной, способной выдержать сложные деформационные процессы.

Среди недостатков этого способа — неустойчивость к влиянию механических процессов и нужда в особенных мерах предосторожности, так как используется растворитель органического вида.

4.      Термодиффузионное цинкование

Изобретение данного метода пришлось еще на начало прошлого века. Суть его состоит в покрытии Zn верхнего слоя металлического изделия за счет преобразования атомов элемента в состав пара при действии температуры свыше 26000. Данный метод позволяет частицам Zn проникать внутрь железа, оставляя после себя сложную структуру.

Процесс цинкования в данном случае схож с процессом горячего типа, но отличается тем, что на завершительной стадии деталь помещают в барабанную печку барабанного вида, где, собственно, и происходит оцинковка.

Среди преимуществ метода термодиффузионного цинкования:

  • Экологическая безопасность.
  • Высокие адгезионные свойства покрытия за счет полного отсутствия пор.
  • Высокие защитные свойства.
  • Возможность изменять толщину покрытия в процессе нанесения.
  • Возможность применения к сложным по формам деталям.
  • Отходы не нуждаются в особой утилизации.

Недостатками считаются:

  • Отсутствие у покрытия декоративного характерного отблеска.
  • Относительно небольшая производительность.
  • Присутствие вредных аэрозолей пыльных частиц Zn.
  • Возникновение дефектов в виде неравномерности по толщине.

5.      Гальваническое цинкование

Гальваническое цинкование металла позволяет создать на его поверхности гладкость высшего уровня путем воздействия на неё электрохимического характера. Независимо от свойств проводимости тока этот способ может применяться ко всем материалам, создавая при этом слой, толщиной от 20 до 30 мкм.

Оцинковка на основе гальваники осуществляется путем погружения металлического изделия вместе с пластиной из Zn в резервуар с электролитом. Далее следует подключение к напряжению, происходит растворение анода Zn и он оседает на металлической поверхности.

Среди преимуществ данного метода:

  • Наличие красивого декоративного блеска.

Среди недостатков метода:

  • Достаточно высокая цена производства.
  • Образование опасных отходов.

Оцинкованная сталь тоже ржавеет

Оцинкованная сталь сегодня находит свое широкое применение в кровельных работах. Такой материал представляет собой лист, покрытый тонким слоем цинка, который и должен защищать металл от возникновения коррозийных процессов под воздействием агрессивной внешней среды. Увеличивая стойкость металла к коррозии, Zn увеличивает и срок службы стального листа.

Но, несмотря на наличие множества преимуществ использования оцинкованного материала, он обладает и некоторыми недостатками, основным из которых считается коррозия элемента Zn.

И, отвечая на вопрос, ржавеет ли оцинкованная сталь, стоит отметить, что на поверхности цинка может выступать порошкообразная субстанция белого цвета, что и называют «белой ржавчиной».

Для того чтобы избежать риска проявления такой коррозии, оцинкованную сталь рекомендуется покрывать специальной краской, способной не только создать внешнюю красоту, но и увеличить срок эксплуатации оцинкованной стали.

Цинкование в домашних условиях

Несмотря на то что все способы оцинковки металлических изделий достаточно сложны, некоторые из них возможно осуществлять и самостоятельно. Так, например, наиболее часто встречающимся считается способ холодного цинкования или, как его еще часто называют, электрохимический.

Перед тем, как приступить к самому процессу оцинковки, следует тщательно подготовить поверхность, то есть очистить от сторонних частиц и хорошо обезжирить. Далее следует приступить к процессу протравливания кислотным составом и тщательно промыть водой.

С целью оцинкования металла собственными силами, можно сделать собственными руками специальный аппарат из источника постоянного тока. При этом напряжение на выходе должно находится в пределах 6-12 V, а сила тока должна быть 2-6 А. Такой аппарат должен состоять из:

  • Емкости, изготовленной из диэлектрика.
  • Устройства, фиксирующего электрод

В данном случае в качестве электролита может выступить раствор соли любого происхождения, имеющей в составе цинк. Некоторые предпочитают готовить раствор из аккумуляторного электролита, помещая в него цинк и дожидаясь полного растворения.

На толщину получаемого слоя влияют:

  • Плотность тока, которая приходится на единицу площади изделия, подвергнутого обработке.
  • Температура раствора, который используется в качестве электролита.
  • Плотность применяемого раствора.
  • Форма, параметры и сложность геометрии обрабатываемого изделия из металла.

Цинковый электрод в данном случае можно изготовить из куска цинка с просверленным в нем отверстием. Цинк подвешивают на медной проволоке, при этом стоит проследить за тем, чтобы в емкости он размещался максимально удобно.

С целью подключения аппарата к питанию используют провода из меди, при этом «минус» должен быть подведен к изделию, а «плюс» к электроду из цинка. Время цинкования в домашних условиях данным методом занимает от 10 до 40 минут.

Техника безопасности и средства защиты

Собираясь приступить к процессу цинкования электрохимическим методом, стоит помнить о том, что электролит – опасный яд, поэтому работу нужно проводить крайне осторожно, облачившись в защитную одежду. Помещение, в котором проводятся работы по оцинковке металла должно хорошо проветриваться, а посуда должна быть изготовлена из стекла или винилпласта

Как видно, оцинковать металл в домашних условиях достаточно просто. Самое важное в данном процессе соблюдать меры предосторожности при обращении с электролитическим раствором и знать основные правила применяемого метода.

Источник: https://accorel.ru/pokraska/otsinkovka-kak-sposob-zashhitit-metall

Как осуществляется сварка оцинкованной стали

Цинковое покрытие толщиной от 2 до 150 мкм наносится на стальной металлопрокат в целях защиты от коррозионного окисления. При таком покрытии на поверхности металла образуется пленка из оксида цинка, которая защищает сталь от внешней среды. Кристаллическая структура этой пленки очень плотная, содержащая минимальное количество пор, благодаря чему и обеспечивается надежная защита металла.

Следует отличать оцинкованную сталь от «нержавейки». Цинковое покрытие защищает лишь верхний слой стали, оно недорогое и поэтому оцинкованная сталь дороже обычной в среднем на 10-20%. Нержавейка же является сталью с большим содержанием легирующих элементов, которые препятствуют коррозии по всей толщине, а стоимость такой стали в 5-10 раз выше, чем аналогичный по габаритам черный прокат.

Поскольку оцинкованный металл в своем сечении практически целиком состоит из обычной стали, технологический процесс сварки оцинковки отличается только отдельными особенностями.

Сварка кровельных конструкций профнастила регламентируется ведомственными нормами ВСН 349-87. Сварка оцинкованного металла производится по ГОСТ 5264-80 и 11534-75, которые устанавливают требования к геометрическим параметрам соединений. Отдельных стандартов для сварки деталей из оцинковки нет, но ведомства и предприятия могут разрабатывать собственные нормативные требования и технические условия для выполнения таких работ.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что используют при сварке

Подготовка

Сварка оцинкованной стали – это работа, доступная даже сварщикам-любителям. Перед проведением работы рекомендуется потренироваться на каких-либо похожих обрезках, чтобы «набить руку» и отрегулировать настройки аппарата.

Сварщик должен соблюдать ряд мер личной безопасности:

  • работу нужно производить в обычной защитной маске и респираторе, либо в маске с вентиляционным устройством;
  • перчатки с теплоизоляционным покрытием должны иметь резиновое покрытие.

Сварка оцинковки производится любым из основных способов соединения:

  1. Ручная сварка – для стали толщиной от 1,5 мм.
  2. Сварка полуавтоматическим аппаратом – применяется для металла более 0,6 мм толщиной.
  3. Контактная точечная сварка – предназначена в первую очередь для соединения жести толщиной до 0,45 мм.
  4. Газовая сварка ацетилен-кислородной смесью – подходит для стали любой толщины.

Независимо от выбранного метода сварки, необходимо принимать во внимание ряд условий:

  • Температура плавления цинка (420°C) ниже температуры плавления стали (1100-1200°C), уже при температуре в 906°C происходит его испарение. Пары цинка в воздухе загрязняют атмосферу и оказывают вредное влияние на здоровье сварщика.
  • Расплав цинка вспенивается и попадает в структуру стали, нарушая заданные параметры металла, а цинк, затекающий в сварной шов приводит к потере его качества.
  • Шов выполняется «наплывом», электрод либо горелка подводится многократно, короткими касаниями.
  • Не следует варить большие участки одним швом, следует контролировать качество сварочного шва.
  • Перед свариванием цинк должен выгореть полностью, чтобы избежать вспенивания шва.
  • При толщине стали более 4 мм, в сварном соединении делается фаска на 1/3 толщины листа.
  • От выгорания цинка на металл можно положить асбестовую ткань, либо просто мокрую ткань.

Удаление покрытия

Первая технологическая операция при сварочных работах по оцинковке – это удаление цинкового покрытия.

Самый быстрый способ очистки металла – нагрев детали газовой горелкой. Однако, такой способ не безопасен, так как цинк выделяется в виде ядовитых паров.

При небольших объемах сварки в условиях мастерской снятие цинкового покрытия производится механическим способом – наждачной бумагой, напильником, зачистным кругом на УШМ. Можно применять очистку нагревом либо кислотой, но эти способы приводят к образованию вредных испарений.

При больших объемах сварочных работ возможно травление оцинковки с помощью кислоты. Но работа с кислотой требует повышенных мер по пожарной безопасности.

При сварке оцинкованных труб как с внешней, так и с внутренней стороны соединения производится удаление цинкового покрытия, а затем  с помощью кислоты или щелочного раствора производится обезжиривание поверхности.

Применение инвертора

Аппаратом для электродуговой ручной сварки целесообразно варить сталь толщиной не менее 1,5 мм. Более тонкий металл легко прожигается и требует определенной сноровки при работе и чувствительной регулировки аппарата. Сварка производится при обратной полярности тока, при котором на деталь крепится клемма «минус», а на держатель – «плюс».

Скорость проварки шва должна быть меньше, чем при сваривании стали такой же толщины. Это снижение должно составлять не менее 10% и не более 20%.  Отличается сила тока:

  • Если сварка производится обычными электродами ОЗС-4, УОНИ-13/45 и 13/55, МР-3, то сила тока должна быть меньше на 5-10А, чем для неоцинкованной стали.
  • Если сварка выполняется электродами для оцинковки ЦУ-5, ЦЛ-20, ЦЛ-39 и другие, то сила тока устанавливается на 10-50А больше, при этом зазор между свариваемыми элементами должен быть больше, чем при соединении неоцинкованной стали такой же толщины.

Электрод наклоняется к заготовке не более, чем на 45°, иначе может произойти прожигание металла. Инвертор требует аккуратной настройки силы тока и стабильного напряжения, поскольку при малом токе шов будет не проварен, а слишком высокая сила тока также приведет к сквозному прогоранию соединения и испарению цинка на большой площади поверхности. При перепадах электричества возможно прилипание электрода к металлу и нарушение целостности шва.

Выбор марки электрода должен производиться с учетом требований к шовному соединению:

  • Электроды с рутиловым покрытием обеспечивают более прочное соединение, но шов будет требовать дополнительной антикоррозионной обработки.
  • Электроды с содержанием сильноосновных флюсов качественно герметизируют шов, обеспечивая ему надежную защиту от коррозии, но прочность шва будет снижена на 15-25%.

Примерный режим применения электродов представлен в таблице.

Наибольшая сложность при ручной сварке – это правильное регулирование силы тока и времени контакта электрода с поверхностью.

Использование полуавтомата

На многих полуавтоматах существует режим сварки «Synergic», при котором в настройках можно выбрать определенный тип работы (пресет), наиболее оптимально подходящий для нужного вида металла. Если такой режим отсутствует, потребуется дополнительное время на отстройку аппарата и, возможно, эксперимент со сваркой какой-либо обрези.

Сварка на полуавтоматах может производиться либо с применением присадок, подающихся по рукаву, либо в качестве защитной среды может использоваться аргон.

Проволока подбирается в зависимости от толщины деталей.

Если напряжение в сети меньше 220В, диаметр проволоки уменьшается на 0,2 мм от рекомендуемой.

Горелка наклоняется под углом 70-75º к поверхности соединения при выполнении переплавляющего шва и 20-30º при выполнении заполняющего. При этом припой (присадка) должен располагаться перед пламенем, чтобы оно не выжигало покрытие металла.

Применение присадочных материалов, изготовленных на основе меди, позволяет создать среду защитного газа в районе сварки. Такая технология имеет ряд преимуществ:

  • сварочный шов и поверхность металла вокруг него защищены от коррозии;
  • минимальное разбрызгивание расплава;
  • флюс потребляет значительное количество выделяемого тепла, предотвращая таким образом нагрев большой площади металла;
  • впоследствии шов легко поддается обработке.

Температура плавления медных присадок ниже, чем у стали, поэтому такой вид сварки является скорее пайкой металла, но с обеспечением прочного соединения. Отметим, что этот способ позволяет избежать повреждений цинкового слоя.

В зависимости от содержания этих добавок, присадки задают нужные качества сварному шву:

  • Присадка кремниевая CuSi3 позволяет легко обрабатывать шов, но снижает его прочностные качества, так как кремний обладает высокой текучестью.
  • Присадка с алюминием CuAl8 применяется для оцинкованных сталей с большим содержанием этого легирующего элемента.
  • Кремний-марганцевая добавка CuSi2Mn предназначена для создания швов с повышенной прочностью.

Во время сварки трубопроводов с питьевой водой применяются флюсы марки HLS-B, безопасные для здоровья и быстро растворяющиеся в воде. При нагреве флюс сначала становится белым, а затем прозрачным, что свидетельствует о готовности к началу процесса пайки.

Металлы толщиной до 4 мм могут спаиваться за один проход, но для больших толщин требуется сварка в несколько проходов. После выполнения сварки производится удаление остатков припоя с помощью щетки и воды. Внутри труба заполняется водой на сутки, после чего промывается.

Контактная сварка

Точечная сварка может проводиться на металле любой толщины, но лучше всего ее проводить на жести, поскольку очень тонкую оцинковку трудно соединить другими способами. Для сварки оцинкованных сталей на аппаратах контактной сварки применяются электроды марок БрХ и БРХЦр, изготовленные на основе бронзы.

Аппараты для точечной сварки могут работать на постоянном или переменном токе, а специализированное оборудование для сварки жести и оцинковки, помимо этого, обладают тремя дополнительными режимами подачи импульса:

  1. предварительный нагрев зоны соединения;
  2. процесс сварки;
  3. завершающая термическая обработка.

Прочность сварного шва при таком способе соединений выше, чем у самих соединяемых элементов, поэтому данный тип сварки распространен при соединении элементов автомобильных кузовов.

Следует также заметить, что контактная сварка обеспечивает равномерное проваривание шва по всей его длине, что затруднительно обеспечить при ручной сварке. Поэтому контактный аппарат целесообразно устанавливать в мастерских, которые регулярно в больших объемах сваривают изделия из оцинковки.

При проведении точечной сварки листов толщиной свыше 1,5 мм рекомендуется проведение проковки. Проковка – это ударное воздействие на шов в процессе остывания, которое производится молотком либо кувалдой.

Существенным минусом точечной сварки является большой расход электроэнергии на сварочных аппаратах.

Завершение работы

После проведения сварочной работы требуется осуществить вентиляцию помещения, и произвести уборку цинковой стружки.

Следует учитывать, что очищенные участки будут подвергаться коррозии и вызывать снижение качества всей конструкции. Поэтому после завершения работы с них необходимо удалить окалину, обработать шов шлифованием и нанести защитное покрытие.

Поверхность в районе сварного шва должна покрываться краской либо антикоррозионным покрытием. Хорошим вариантом может служить краска, содержащая 94% цинковой пыли. Возможен вариант наплавления цинковой проволоки, либо прутков, изготовленных из цинково-кадмиевого сплава.

Источник: https://svarkoy.ru/teoriya/svarka-ocinkovannoj-stali.html

Химия для цинкования крепежа, метизов и деталей

Химические компоненты данной категории широко применяются для цинкования крепежа, метизов и деталей. Изделия, прошедшие процесс цинкования, обладают повышенной стойкостью к коррозии, механической деформации и внешним воздействиям. Цинкование позволяет в дальнейшем вести сварку изделий, что удобно при монтаже сложных конструкций. Для повышения коррозионной стойкости цинковое покрытие хроматируют и фосфатируют. Хроматирование одновременно улучшает декоративный вид покрытия.

Химия для гальваники. Электролитический метод цинкования

При электролитическом методе цинкования нанесение цинковых покрытий на поверхность изделий происходит в растворах электролитов под действием электрического тока. Основными компонентами этих электролитов являются соли цинка. Суть электродных процессов при электролитическом цинковании заключается в протекании реакций окисления (на аноде) и восстановлении (на катоде-изделия), сопровождаемых перетеканием электронов через внешнюю цепь и движением ионов цинка в электролите от анода к катоду.

Область применения

Электролитическое цинкование осуществляется для придания металлопродукции определенных свойств: антикоррозионных, защитно-декоративных, декоративных, антифрикционных (для придания твердости, износостойкости).

  • Транспорт
  • Строительство
  • Промышленные объекты
  • Ремонт промышленных объектов
  • Гидросооружения
  • Городские объекты
  • Нефтегазовая промышленность

Химия для щелочного покрытия цинк-никель серии RZN-202
(не содержит цианида)

Химический состав:Ионы цинка: 7-12 г / л Гидроксид натрия: 100-140 г / л Добавка RZN-202MU: 90 мл / л Добавка RZN-202A: 18 мл / л Добавка RZN-202B: 15 мл / л Добавка RZN-202N: 30 мл / лЦинкование ведут при температуре 28±2 ℃ на катодной плотности тока 1.5-3.5 A / дм2 и анодной плотности тока 15 A / дм2. Спецификация: технология относится к экологически чистой в отношении уровня токсичности и не наносит вреда окружающей среде. Покрытие однородное, яркое, обладает высокой коррозионной и термической стойкостью. никеля 12-15%. Химический компонент обладает хорошими дисперсионными свойствами, обеспечивает возможность цинкования при высокой плотности тока.

Химия для кислотного покрытия цинк-никель серии RZN-211
(для электроосаждения в гальванических барабанах и на подвесах, не содержит цианида)

Химический состав:Хлорид цинка: 70 г / л Никель хлористый: 140 г / литр Аммоний хлористый: 200 г / л RZN-211A активная добавка: 60 мл / л RZN-211B блескообразующая добавка: 30 мл / л RZN-211D реагент: 50 мл / лЦинкование ведут при температуре 32-36 ℃ на катодной плотности тока 2-5 A / дм2 , анодной (никель-цинк) плотности тока 1:2.5-3 A / дм2и PH 5,0 ± 0,2. Спецификация: технология относится к экологически чистой в отношении уровня токсичности и не наносит вреда окружающей среде.Покрытие однородное, ровное, ярко белого цвета, обладает высокой коррозионной и термической стойкостью. никеля 8-12%.Химический компонент прост в эксплуатации, обеспечивает высокую скорость электроосаждения цинка и возможность цинкования при высокой плотности тока. Электролит идеально подходит для цинкования высокоуглеродистой стали, чугунных изделий в гальванических барабанах и на подвесах.

Блескообразующая добавка для кислотного цинкования RZN-28
(для электроосаждения в гальванических барабанах и на подвесах)

Химический состав: Цинкование на подвесах Цинкование в барабанах Спецификация: покрытие устойчивое глянцевое блескообразующее, ярко белого цвета. Блескообразующая добавка идеально подходит для цинкования изделий в гальванических барабанах и на подвесах. Применение компонента не вызывает трудностей в очистке сточных вод.Корректировка раствора: Блескообразующая добавка RZN-28: 150-200 мл / KAHСмягчающая добавка RZN-30: по мере необходимости.
Цинк хлористый 60-80 г./литр 40-60 г./литр
Хлорид калия (натрия) 180-220 г/литр 180-220 г/литр
Борная кислота 25-35 г / л 25-35 г / л
Блескообразующая добавка RZN-28 0.5-1.0 мл /л 0.5-1.0 мл /л
Смягчающая добавка RZN-30 20 мл / л 20 мл / л
Цинкование ведут при температуре 15-50 ℃ на катодной плотности тока 0.5-3.5 A / дм2 (на подвесах), 0.1-1.0 A / дм2 (в барабанах) и PH 4.5-5.5.

Блескообразующая добавка для щелочного цинкования серии RZN-H100
(не содержит цианида)

Химический состав:Оксид цинка: 7-15 г / л Гидроксид натрия: 70-150 г / л RZN-H100A активная добавка: 4-6 мл / л RZN-H100B блескообразующая добавка: 4-6 мл / лКорректировка раствора: RZN-H100A активная добавка: 100 мл / KAHRZN-H100B блескообразующая добавка: 100 мл / KAH Спецификация: покрытие однородное, яркое глянцевое. Химический компонент обладает хорошими дисперсионными свойствами, стабилен, прост в эксплуатации, обеспечивает возможность цинкования при высокой плотности тока. Отсутствие цианида не требует применения дополнительных усилий в очистке сточных вод.Цинкование ведут при температуре 20-40 ℃ на катодной плотности тока 0.5-6.0 A / дм2.

Блескообразующая добавка цианистая для цинкования серии RZN-22
(для электроосаждения в гальванических барабанах и на подвесах, содержит цианид)

Химический состав:Оксид цинка: 10-20 г / л Гидроксид натрия: 70-100 г / л Цианид натрия: 10-50 г / л Блескообразующая добавка ZN-22: 4-6 мл / лКорректировка раствора: Блескообразующая добавка RZN-22: 100-150 мл / KAH Спецификация: покрытие однородное, яркое. Блескообразующая добавка проста и экономична в эксплуатации, идеально подходит для цинкования изделий в гальванических барабанах и на подвесах.Цинкование ведут при температуре 20-40 ℃ на катодной плотности тока 0.5-6.0 A / дм2.

Технология и способы гальванического цинкования

Цинкование — основной способ защиты базового металла метизов от коррозии. Как правило защита этим способом используется для различных марок углеродистых и легированных сталей. Гальваническое цинкование в метизном производстве применяется для защиты от коррозии изделий из проволоки и различного крепежа. Цинковое покрытие значительно увеличивает срок использования изделия и снижает затраты при его техническом обслуживании и замене.

Принцип защиты изделий на основе цинкового покрытия определяется разностью электрохимических потенциалов Zn и Fe. Цинковое покрытие во влажной среде выступает в качестве анода, принимая на себя все пагубные процессы окислительных реакций и защищая тем самым основной металл изделия.

Недорогой процесс цинкования и высокая степень анодной защиты основного металла сделали эту технологию самой популярной для защиты от коррозии при производстве метизов.

Технология электролитического цинкования представляет собой химический процесс — электролиз.

В ванне с электролитом находятся два металла, стальные изделия и чистый цинк. К ним подводится электрический ток. Стальные изделия загружаются в емкость, и к ним подводится ток через специальные электроды. Цинк может использоваться в виде пластин, шаров, загружаемых в специальные сетчатые секции, или в другом виде. К цинку также подводится ток.

В процессе электролиза цинк (анод) растворяется, и его ионы оседают на поверхности стальных изделий, формируя гальваническое покрытие толщиной от 4 до 20 мкм. Анодное растворение цинковых электродов происходит в результате пропускания через электролит электрического тока с катодной плотностью от 1 до 5 А/дм2.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как сделать мощную точечную сварку

При такой технологии нанесения цинкового покрытия получается равномерное, блестящее покрытие.

Способы гальванического цинкования

В настоящее время в метизном производстве для защиты изделий от коррозии применяется три способа гальванического цинкования: цианидное, щелочное и кислотное.

Цианидный способ

Цианидный способ является самым высокотоксичным из-за наличия в составе электролита цианида натрия, а также едкого натра и оксида цинка. Изменяя процентное соотношение составляющих, можно придавать различные свойства электролиту.

Положительными сторонами цианидных электролитов является высокая производительность гальванических линий, хорошая кроющая способность, позволяющая обрабатывать детали сложной формы, долговечность электролита и легкость его корректировки.

К недостаткам этой технологии гальванического цинкования следует отнести высокую степень экологической опасности и приобретаемую цинкуемыми изделиями из углеродистых сталей водородную хрупкость. Водородная хрупкость является самым значительным минусом, особенно для высокопрочных крепежных изделий, значительно снижая их статическую и усталостную прочность.

Щелочной способ

Альтернативой цианидному электролиту могут стать щелочные электролиты, которые содержат 1-2 г оксида цинка и 10-20 г едкого натра на 1 л раствора. Такие электролиты менее опасны для окружающей среды, чем цианидные, но и они не лишены существенных недостатков. Щелочные электролиты рекомендуется применять только для обработки стали; процесс цинкования приостанавливается при нагреве электролита более +30°С.

Так же как при цианидном способе цинкования, происходит значительное наводораживание обрабатываемых изделий, что не позволяет использовать этот способ цинкования для защиты от коррозии высокопрочных крепежных изделий. При использовании современных технологий щелочного цинкования покрытия имеют высокую степень декоративности.

Применение различных пассиваторов позволяет придать покрытию любой цвет — от белого с голубоватым отливом до темно-оливково-зеленого и даже черного.

Кислотный способ

Наиболее популярной технологией гальванического цинкование является технология цинкования в слабокислых электролитах. Эта технология обладает высокой степенью укрываемости и улучшенным внешним видом цинкового покрытия.

Этот метод, кроме того, снижает склонность цинкуемых изделий из углеродистых и легированных сталей к водородной хрупкости и позволяет цинковать детали сложной конфигурации, изготовленные как из стали, так и из чугуна. В современном метизном производстве этот способ нанесения защитного покрытия является самым распространенным среди производителей крепежных изделий.

Цинкование в слабокислых электролитах позволяет получить наибольший декоративный эффект. Изделия с защитным покрытием цинка, полученные по технологии слабокислотного цинкования, обладают высоким блеском, разнообразной цветовой гаммой и высокой коррозионной защитой.

Подготовка поверхности

Все гальванические технологии требуют высокого качества подготовки поверхности обрабатываемых изделий. Перед процессом цинкования необходимо проводить очистку поверхности от окалины, остатков технологической смазки, продуктов коррозии (ржавчины). После нанесения цинкового покрытия для большей стабильности и стойкости покрытие подвергают осветлению (декапированию — травлению в слабом растворе азотной кислотой) и пассивации.

Пассивация придает цинковому покрытию не только дополнительную коррозионную стойкость, но и улучшает его декоративность, добавляя дополнительный блеск или окрашивая покрытие в разные цвета. Большинство пассивирующих растворов содержало ионы Cr 6+ как наиболее эффективный и дешевый способ дополнительной защиты цинкового покрытия.

Однако с 2007 года в ЕС использование Cr 6+ запрещено, и производители перешли на менее опасные пассиваторы на основе Cr 3+ и на новые виды эффективных бесхромовых защитных покрытий.

Источник: https://www.metiz.com.tw/chemicals_zinc.htm

Что дает металлам цинковое покрытие?

Мы часто слышим и видим в рекламе, что если уж защищать металлы от коррозии, то только с помощью цинка. Но, не все знают — почему именно цинк? Что же дает металлам цинковое покрытие – расскажем в этой статье.
 

Цинкование – самый эффективный метод защиты

Цинкование – это покрытие различных металлических поверхностей слоем цинка с целью защиты от коррозии. То, что именно цинкование является наиболее эффективным методом в борьбе с ржавчиной, выяснили давно, более 200 лет назад. При проведении исследований различных методов именно цинкование показывало самые долгосрочные результаты – более 50 лет металлы, покрытые слоем цинка, не ржавеют.

С тех пор специалисты в области антикоррозии применяют цинкование различными способами. Изначально это было горячее цинкование, затем гальваническое, диффузионное, газодинамическое. Но, в 80-х годах XX века произошел определенный прорыв в этой области, появился новый метод – холодное цинкование.

Холодное цинкование – наиболее удобный, экономичный и долговечный способ нанесения цинкового покрытия. Он заключается в покрытии подготовленной поверхности металла составом с очень высоким (96-98%) содержанием цинка, а так же различных добавок.

Наносить состав для холодного цинкования можно с помощью обычной кисти или валика, прямо на месте эксплуатации конструкции, то есть ее не нужно никуда отвозить.

Результатом такой защиты является отсутствие коррозии на протяжении 25-50 лет, причем металлы под защитой холодного цинкования коррозируют в 3 раза медленнее, чем защищенные другими способами, несмотря на тот же цинк в составе (по проведенным исследованиям Фулмеровского центра). В чем же секрет?
 

Как работает покрытие цинком?

Железо при взаимодействии с влагой и кислородом окисляется и образует на поверхности непрочную, рыхлую пленку, она постепенно и прекращается в ржавчину. Такая ненадежная защита продолжает пропускать влагу и кислород вглубь железа и разрушать его. Но, цинк, олово и алюминий при взаимодействии с влагой и кислородом образуют прочную пленку, не пропускающую разрушения дальше. Именно поэтому с помощью тонкого слоя этих металлов защищают другие металлы, более подверженные коррозии. 

Цинк выделяется среди этой группы «прочных» металлов тем, что обеспечивает дальнейшую защиту от влаги и кислорода даже при повреждении покрытия, в то время как защита олова или алюминия при нарушении целостности слоя слабеет или даже начинает способствовать коррозии.

Цинк защищает металлы сразу двумя способами — барьерным (пассивным) и катодным (также называемым активным, протекторным или электрохимическим). 

Катодная защита подразумевает, что цинк при нанесении на железо образует с ним гальваническую пару, в которой железо — менее активный металл, а цинк — более активный. При контакте с влагой и кислородом цинк-анод вступает в реакцию первым, жертвует свои электроны на борьбу с коррозией, а железо — катод принимает электроны, защищается и остается практически не тронутым ржавчиной. Защитный процесс продолжается до полного истощения слоя цинка.1 слоя в 40-60 мкм хватает на 10-25 лет.   

Сразу 2 способа защиты, которые сменяют друг друга, очень пригождаются металлам с первого дня эксплуатации. Дело в том, что любое покрытие составом не герметично на 100%, а имеет дефекты и поры. Цинковое покрытие также может пропускать некоторое количество кислорода на начальном этапе использования.

 Именно тогда оно защищает металлы от ржавчины протекторным или электрохимическим способом. В процессе эксплуатации происходит уплотнение структуры покрытия, полное растворение цинковых соединений и вступает в силу барьерная защита, как при горячем цинковании.

Если целостность покрытия будет нарушена (царапины, механические повреждения, разъедание химикатами), то за работу снова возьмется катодная защита. 
 

Не просто цинк – или почему холодное цинкование защищает дольше?

На практике, цинковое покрытие – самое надежное и долговечное. Однако, одно цинковое покрытие, другому рознь. Вы можете приобрести краску с цинком, правильно ее нанести, но защита не прослужит десятки лет. Потому, что цинк, добавленный в краску, не будет работать таким способом. Такую длительную защиту (25-50 лет) дают только составы для холодного цинкования. Почему же холодное цинкование долговечнее других цинковых способов обработки?

Холодное цинкование обеспечивает те же защитные характеристики, как и другие методы, например, горячее цинкование. Но, в отличие от них гораздо проще наносится на месте эксплуатации конструкций, меньше стоит и дольше служит.

В составах для холодного цинкования содержится 96 и более % цинка, чистотой 99,995%. То есть почти на 100% без примесей! А чем выше концентрация цинка и его чистота – тем дольше прослужит покрытие. Именно это позволяет «холодному» покрытию коррозировать максимально медленно, по сравнению с другими методами оцинковки.

 Частицы цинка в составе защищены смолами – это еще повышает защитные характеристики покрытия. Кроме того, минимальный размер частиц (от 12-15 мкм, до 3-5 мкм в разных составах) и их овальная форма образуют прочное электрохимическое соединение с металлом. Благодаря этому, даже царапины и повреждения на поверхности покрытия не приводят к его отслаиванию, сохраняя отличную адгезию.

Так могут только активные покрытия с катодной защитой. А просто покрытия, в которых добавлен цинк – так не могут.  

Даже такой проверенный метод цинкования, как горячий, немного уступает холодному цинкованию. Потому, что при горячем цинковании используются составы с содержанием цинка 80-85% с чистотой до 98%. Смолы, защищающие цинк там отсутствуют, так как не выдержат нагрева до 400°С и все равно потеряют защитные свойства. К тому же, не каждую конструкцию можно разобрать, перевезти и поместить в горячую ванну с цинком.
 

Сколько прослужит цинковая защита, нанесенная холодным способом?

Сроки действия покрытий, нанесенных методом холодного цинкования, отличаются в зависимости от условий эксплуатации  и толщины слоя, а так же от степени очистки поверхности металла. Загрязненная атмосфера, влияние различных химикатов, бензина, солей, щелочей и нефтепродуктов могут незначительно, но ускорить истощение покрытия. Срок действия покрытия, эксплуатируемого на открытом воздухе, всегда меньше, чем более бережное использование внутри помещений.

Сроки, гарантированные производителем для состава холодного цинкования Барьер-цинк:

Зависимость толщины слоя и срока службы покрытия Барьер-цинком:

  • 40 мкм: 7-10 лет;
  • 60 мкм: 10-20 лет;
  • 80 мкм: 14-25 лет;
  • 100 мкм: 18-25 лет;
  • 120 мкм: более 20 лет.

Стоит отметить, что это сроки, которые гарантирует производитель. Реальные сроки службы покрытия в 1,5-2,5 раза превышают гарантийные. К тому же срок службы такого покрытия всегда можно продлить, в любой момент, добавив еще слой и сделав его толще.

На нашем сайте представлены и другие цинкосодержащие грунтовки, обеспечивающие надежную и долговечную защиту металла от коррозии. Например, Барьер-Грунт — однокомпонентный антикоррозийный грунт с цинком для защиты металла в различных средах (почве, воде, атмосфере).
 

Есть вопросы по выбору состава? Обращайтесь в представительство в вашем городе:

в Санкт-Петербурге:  (812) 603-41-53, (921) 927-58-47 
в других городах: 8 (800) 707-53-17
e-mail: info@terazinc.ru

Источник: https://terazinc.ru/tsinkovanie_metalla_i_izdeliy/chto_daet_tsinkovoe_pokritie/

Как различать оцинкованную сталь

При изготовлении металлических ёмкостей или сооружений (например распространённое строительство ангаров или складов) значение имеет качество металла, и, в частности, его коррозионная стойкость. С этой целью широко применяют стали с защитными (чаще – цинковыми) покрытиями, а также нержавеющую сталь и алюминий. Как можно различить эти металлы, обезопасив себя от действий недобросовестных дилеров?

Отличаем алюминий от оцинковки

С целью снижения нагрузки на несущие конструкции их часто выполняют из алюминия. Отличить алюминий от оцинковки просто, особенно, если перед покупателем – не готовая сборка, а заготовки из листового или профильного проката. Основные способы:

  • По плотности/весу. Плотность алюминия (2700 кг/м3) чуть ли втрое меньше плотности стали (76007900 кг/м3).
  • По твёрдости поверхности – алюминий мягче, и при царапании оставит на гладкой поверхности более глубокую борозду.
  • По воздействию на тканевые органы пальцев. Тончайшая плёнка из диоксида алюминия при фрикционном контакте с влажной кожей рук оставит частички алюминия на поверхности пальцев. При касании их с листом чистой бумаги или картона на нём останутся тёмно-серые полосы.

Внешне алюминий выглядит более серебристым, чем сталь, особенно – горячекатаная.

Различаем оцинкованную и неоцинкованную стали

И нержавейка, и оцинковка характеризуются хорошей стойкостью против коррозии, поэтому при небольших сроках эксплуатации сооружений (до 10 лет) меньшая цена оцинкованной стали может стать решающим выбором. Иное дело, если конструкция рассчитывается на менее длительное время применения, и возникает резон использовать обычную сталь. В таких случаях может потребоваться отличить оцинкованную сталь от неоцинкованной.

Разницу между обычной и оцинкованной сталью поможет установить простой тест:

  • Готовим раствор из трёх частей поваренной (не йодированной!) соли и одной части тёплой воды.
  • Окунаем в раствор чистую тряпку/тканевую салфетку и протираем ею поверхность испытуемой стали.
  • Выдерживаем образец в течение суток в обычном помещении при комнатной температуре (на солнце оставлять нельзя).
  • Осматриваем образец: если на нём не проявляются следы ржавчины, а фактура поверхности неоднородна на обработанных и необработанных участках, то перед вами – оцинкованная сталь.

Основа проверки заключается в том, что в результате гальванического цинкования – горячего или холодного – цинк активно проникает вглубь основного металла, внедряясь в его структуру, которая приобретает антикоррозионную стойкость. Обычная сталь такого защитного покрытия не имеет, поэтому насыщенный физиологический раствор активизирует процесс окисления с образованием окиси железа светло-красного цвета.

Другой способ отличить оцинкованную сталь от неоцинкованной основан на разных магнитных свойствах металлов. Цинк, например, немагнитен, поэтому приложив к неокрашенной поверхности заготовки обычный магнит, можно установить, имеется ли в её составе цинк или нет.

Если поверхность заготовки уже окрашена термостойкой краской, магнит не поможет. Необходимо проводить лабораторные испытания. Наибольшую точность даст тестирование на электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). ЭПР показывает содержание молекул материала на осциллографе, поэтому оцинкованный прокат будет иметь высокое содержание цинка на внешней поверхности и его наличие во внутренних слоях. При окраске никакого цинка в покрытии не обнаружится.

Ещё один метод заключается в микрофотографировании отшлифованного поперечного сечения образца. При цинковании в структуре чётко заметны три интерметаллических слоя, отсутствующие в обычных сталях.

В завершение приведём и экзотический, способ – нужно просто лизнуть стальную поверхность. Оцинкованная сталь, в отличие от обычной, имеет меловой привкус, причём очень отчётливый.

Различаем оцинкованную и нержавеющую стали

Визуально отличить нержавейку от оцинковки непросто, поскольку разница в плотности малозаметна (как, впрочем, и внешний вид металла). Приходится применять следующие виды испытаний:

  • На механическую прочность в исходном состоянии. Большинство сортов нержавейки имеют предел прочности на разрыв не менее 450 МПа. Для оцинковки этот показатель намного ниже – до 300350 МПа.
  • На твёрдость по Бринеллю НВ. Для нержавейки нормальными показателями считаются НВ 230300, для оцинкованной стали – НВ 200250.
  • На пластичность. Удельное усилие, при котором на заготовке появляются трещины, составляет — для оцинкованной стали 170230 МПа, а для нержавеющей – 350400 МПа.

Если механических испытаний недостаточно, проводят химические исследования, в которых используется соляная кислота. Метод основан на свойствах цинка, который, взаимодействуя с покрытием из оцинкованного листа, активно выделяет водород. Небольшой капли соляной кислоты достаточно для того, чтобы оцинкованная поверхность начала покрываться пузырями, при этом слой цинка постепенно исчезает. Поверхность нержавейки химически неактивна.

Для оценки можно использовать и электромагнитные различия между цинкованной и нержавеющей сталью. Если магнит притягивается к заготовке, то с высокой степенью достоверности можно сказать, что это оцинкованная сталь, в то время как большинство нержавеющих сталей немагнитно.

Источник: http://www.hugebuilding.ru/otlichiya-ocinkovki.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Металлы и их обработка
-- Сайдб лев (липк) -->
Как правильно варить стыковой шов

Закрыть