Назначение оцинкованного металла и способы его оцинковки, организация процесса своими руками своими руками

Защита металла от коррозии и окисления выполняется различными способами. Технология горячего цинкования – один из лучших вариантов обработки в промышленных условиях. Процедура является относительно недорогой и простой в реализации, позволяет получить на поверхности ровную, однородную пленку. Еще одним плюсом технологии является способность защиты металла от коррозии в случае механических повреждений покрытия, когда сплошной слой поврежден.

Для того, чтобы провести оцинковку в соответствии с требованиями ГОСТ, особое внимание необходимо уделять предварительной подготовке изделия к обработке.

Общие сведения и назначение

Стальные изделия подвержены коррозии, особенно если речь идет о применении в условиях высокой влажности. Оцинкованная стальная деталь надежно защищена от коррозии. Покрытие вместе с металлом образует гальваническую пару, где цинк по сравнению со сталью имеет большую степень электроотрицательного заряда. Соответственно, коррозии подвергается цинк, а реакции стали практически отсутствуют. Антикоррозийная защита металла будет держаться, пока цинковое покрытие не разрушится.

Существует несколько технологий цинкования. Некоторые технологии допускают оцинковку своими руками с получением приемлемого по качеству результата.

Травление

Процесс травления поверхности при подготовке металлических деталей имеет очень большое значение. Цинкование не всегда приходится проводить для материалов, которые находятся в хорошем состоянии. Даже с производства детали могут попадать с многочисленными дефектами на поверхности. К ним относятся такие, как:

Коррозия.
Нагар.
Окалина.

При этом могут быть и другие твердые отложения, которые по каким-либо причинам не удалось устранить на более ранних этапах подготовки. Все это нужно убирать, потому что слой цинка просто не сможет закрепиться на материале.

Многие эксперты отмечают, что именно травление относится к категории задач, которые в подготовке имеют самое большое влияние на качество итогового результата. Наши специалисты строго контролируют соблюдение всех технических требований и регламентов на данном этапе.

Сам процесс основывается на использовании соляной кислоты. Ее переливают в ванну, в которую затем будет полностью погружена заготовка. Важно контролировать время. Оно оказывается достаточным для того, чтобы справиться со всеми загрязнениями на поверхности.

Возникает понятный вопрос – нет ли вероятности того, что кислота в силу своего состава повредит материал и начнет его постепенно разъедать? Это исключается благодаря использованию специальных веществ-ингибиторов, которые добавляются в состав. Даже при длительном контакте с металлом, не происходит опасных для его целостности химических реакций.

После того, как обработка будет завершена, со стороны сразу станет заметно, что деталь подвергалась чистке. Все следы коррозии, окалины и других отложений будут исключены. Поверхность останется ровной, приобретет блеск. Мы внимательно следим за тем, чтобы материал можно было быстро использовать в дальнейшей подготовке и не терять времени на выполнение этапов технологического процесса.

Флюсование – это процесс, который должен обеспечить образование на поверхности тонкой пленки. Она выполняет защитные функции и изначально создана для того, чтобы не допустить окисления материала и значительно повысить его адгезию. Благодаря этому удается гарантировать, что цинкование пройдет качественно и слой цинка будет хорошо закреплен на материале без вероятности отслаивания.

Чтобы обеспечить флюсование на нашей производственной линии используется специальная ванна. Она заполняется раствором, в состав которого входят хлориды аммония и цинка. Весь раствор подогревается до температуры 60 градусов.

Чтобы не допустить порчи материала очень важно следить за тем, какой у раствора состав, поддерживается ли у него постоянная концентрация. Потому очень важно доверять процесс профессионалам с большим опытом – допустить ошибку легко, а вся последующая обработка после этого может пойти насмарку.

Способы цинкования металла

Существуют следующие способы цинкования металла:

холодный;
горячий;
гальванический;
термодиффузионный;
газотермический.

Выбирать тот или иной метод для цинкования стальных деталей или конструкций нужно в зависимости от условий применения и характеристик защитного слоя. Независимо от применяемой технологии оцинковки нужно определиться с толщиной защитного слоя. Она зависит от таких параметров, как период воздействия рабочей среды на металл и температура обработки.

При применении стальных конструкций, на поверхность которых нанесен слой цинка, нужно помнить, что их нельзя подвергать сильным механическим воздействиям, поскольку защитное покрытие из металла отличается высокой хрупкостью и может разрушиться.

Рассмотрим разные виды цинкования металла.

Способ горячей оцинковки

Горячее цинкование металла позволяет добиться максимального качества изделий и обеспечить их долговечность. Этот метод имеет ключевой недостаток — его реализация подразумевает использование химических реагентов для обработки поверхности, а процедура выполняется в расплавленном цинке.

Горячий метод оцинковки стали включает подготовку поверхности изделия и собственно процедуру покрытия металла цинком.

Шаги для подготовки обрабатываемой поверхности:

очищение;
обезжиривание;
нанесение кислотных растворов;
промывка и флюсование;
просушивание поверхности.

Когда поверхность проходит все этапы подготовки и просыхает, изделие помещается в специальную ванну с расплавленным цинком. На поверхности стали формируется тонкий слой цинка и железа, надежно обеспечивающий антикоррозийную защиту. Когда изделие извлекается из ванны, его обдувают сжатым воздухом для просушки и удаления излишков цинка с поверхности.

Недостаток этого способа: размеры изделий ограничиваются габаритами ванны с расплавленным цинком. Такой способ практикуется на крупных производственных мощностях при работе с опорами ЛЭП, строительными лесами или мачтами освещения.

Способ подразумевает большие трудозатраты и использование сложного оборудования, поэтому для домашних условий не подходит.

Холодное цинкование стали

Данный способ обработки цинком металла приобрел широкую популярность в последние годы. Главная причина — высокая технологичность и простота метода вкупе с высокими защитными свойствами слоя на поверхности металла. Вариант подходит для цинкования металла своими руками, поскольку не требуется специальное оборудование для работы.

Технология холодного цинкования заключается в нанесении на поверхность изделия цинкосодержащей смеси, например, цинконола. Наносить ее нужно валиком или кисточкой. Если нужно покрыть конструкции сложной формы или труднодоступные места, то можно использовать краскопульт. Благодаря специальным составам на поверхности образуется защитный слой, состоящий более чем на 90 процентов из цинка.

Этот способ оцинковки единственно приемлем для обеспечения антикоррозийной защиты конструкций, которые иным способом оцинковать невозможно. Например:

смонтированные трубы;
элементы ж/д путей;
опоры линий электропередач и прочие конструкции в стационарном или смонтированном варианте.

Цинконол и прочие составы для холодного цинкования применяются во время ремонтов, если есть необходимость восстановления поврежденного цинкового слоя на металлических конструкциях. Например, это актуально с целью восстановления оцинковки автомобильного кузова.

Оцинковка изделий из стали холодным методом выполняется в широком температурном диапазоне, сформированное покрытие имеет высокую защиту, эластичность, устойчивость к механическим воздействиям и температурным перепадам.

Холодное цинкование имеет свои минусы. Например, сформированное покрытие имеет недостаточно высокую устойчивость к механическим воздействиям, также нужно строго соблюдать технику безопасности, если процедура предусматривает применение органических растворителей.

Гальванический метод оцинковки

При гальваническом цинковании на поверхность изделия оказывается электрохимическое воздействие. Покрытия в итоге имеют высокую точность по толщине и исключительную гладкость. Также на поверхности металла формируется защитный слой толщиной порядка 20−30 мкм.

С помощью такого цинкования можно регулировать толщину защитного слоя, при этом слой равномерный и обладает высокими декоративными качествами. Металл и цинк во время оцинковки соединяются на молекулярном уровне, покрытие обладает высокой адгезией с основным материалом. На степень адгезии влияет наличие на поверхности окисных и жировых пленок, которые удалить практически невозможно.

Гальваническое цинкование проводится следующим образом:

конструкция и цинковые пластины помещаются в электролитический раствор, затем к стенке ванны и пластинам подключаются положительный и отрицательный контакты источника тока;
благодаря разности потенциалов пластины растворяются в электролите, а молекулы цинка оседают на поверхности изделия и образуют однородный защитный слой.

Ключевым преимуществом данного метода является то, что таким способом на поверхности формируется защитный слой, имеющий особые декоративные характеристики. Толщину слоя можно регулировать. Но имеет метод и свои недостатки. В частности, это высокая себестоимость.

Технология термодиффузионного цинкования

Данную технологию также называют шерардизацией. Она была разработана в 20-е годы прошлого века, однако длительное время не находила широкого применения. И только в 90-е годы метод приобрел популярность.

Суть метода в том, что деталь вместе с сухой смесью на основе цинка помещается в герметичный контейнер, где создается температура около 2600 градусов. При такой температуре цинк переходит в газообразное состояние, соответственно, процесс диффузного проникновения атомов цинка в поверхностный слой изделия ускоряется. Данная технология цинкования применяется в случаях, когда на поверхности металла нужно сформировать защитный слой толщиной от 15 мкм.

Подготовка металлических изделий для термодиффузионного покрытия цинком не отличается от горячего способа. Преимущества этого способа:

процесс проходит в герметичном контейнере, соответственно, отличается экологичностью;
почти целиком отсутствуют поры на защитном покрытии, имеющем высокую адгезию по отношению к поверхности;
покрытие получает высокую степень защиты;
сохраняются сложные геометрические формы и параметры изделий, покрытых цинком;
полученные отходы не нуждаются в специальной утилизации.

Недостатки термодиффузионного способа:

готовое покрытие не имеет металлического блеска и обладает грязно-серым оттенком;
низкая производительность;
цинковая пыль в воздухе во время работы может нанести вред организму;
цинковое покрытие по толщине неоднородное.

Газотермическое напыление

Газотермический способ цинкования подходит для покрытия цинком объемной детали или листа металла. Его суть в том, что цинк, находящийся в виде сухой смеси либо проволоки, напыляется в составе газовой среды на поверхность обрабатываемого изделия. Технология применяется для нанесения слоя цинка на крупногабаритные изделия, которые иначе обработать невозможно.

Процесс покрытия цинком:

частицы расплавленного металла наносятся на обрабатываемую поверхность, формируя тонкий слой с чешуйчатой структурой;
на пористое покрытие наносятся лакокрасочные материалы. Созданный за счет комбинирования слой защищает изделие и позволяет ему долгое время использоваться в условиях высокой влажности, постоянного воздействия пресной или морской воды и других агрессивных средах.

Параметры покрытий из цинка, наносимых перечисленными выше способами, устанавливаются соответствующим ГОСТом.

Почему предварительная обработка так важна

Несоблюдение требований по первичной подготовке материала становится нарушением технического регламента. Покрытие в таком случае попросту не получится нанести ровно и качественно. Требование к проведению такой подготовки указывается для всех категорий деталей, на которые будет наноситься цинковое покрытие.

Есть сразу несколько задач подготовки поверхности:

Сделать металл ровным и чистым. Любые дефекты, остающиеся на поверхности, могут приводить к тому, что цинковое покрытие будет иметь значительно худшие показатели. Могут возникнуть трещины и внутренние очаги распространения коррозии. Это сведет на нет все действия по цинкованию металла.
Улучшение характеристик сцепления стали с наносимым на нее покрытием. Это явление также называется адгезией. Оно позволяет гарантировать, что цинковый слой хорошо закрепится и со временем не начнется процесс отслаивания.
Устранение всех следов предварительной обработки. Детали могут обрабатываться разными методами, промываться. В результате на поверхности начинает скапливаться жир, песок, соли железа. Если не позаботиться об их своевременном устранении, есть риск получения дополнительной химической реакции, при которой цинк теряет свои защитные свойства, либо они заметно снижаются.

Вне зависимости от того, с какой целью проводится оцинковка, нужно соблюдать этапы технологического процесса, требования ГОСТ. Наша компания строго следит за тем, чтобы весь процесс происходил точно по стандартам, без отклонений, распространенных ошибок и нарушений.

Оцинковка своими руками

Как уже говорилось, некоторые виды цинкования можно проводить самостоятельно в домашних условиях. Это касается технологии холодного цинкования или электрохимического способа.

Чтобы самостоятельно выполнить оцинковку электротехническим способом, нужно тщательно подготовить поверхность обрабатываемого изделия. Подготовка включает:

очистку;
обезжиривание;
кислотное протравливание;
промывку под проточной водой.

Аппарат для гальванического цинкования можно сделать самому на основе источника постоянного тока с напряжением 6−12 В при силе тока в 2−6 А и емкости на основе диэлектрического прибора и прибора для фиксации изделия и электрода. В качестве электролита выступает любой солевой цинкосодержащий раствор. Для приготовления раствора цинк помещается в аккумуляторный электролизер и растворяется в нем. Перед применением состав процеживают.

При выполнении оцинковки своими руками нужно учесть, что на качество и толщину покрытия влияют следующие факторы:

плотность тока на единицу площади изделия;
температура электролитического раствора;
температура электролита;
геометрия и сложность формы изделия.

Оцинковка металлов позволяет замедлить процесс коррозии изделий. Способы цинкования зависят от условий эксплуатации изделий. Оцинковать материалы можно в домашних условиях.

Обезжиривание

Процесс обезжиривания очень важен для того, чтобы гарантированно удалить с поверхности металла большинство видов загрязнений. Даже если деталь была доставлена с производства, есть риск, что на ней остались различные виды масел, органических составов, которые сильно негативно влияют на уровень адгезии.

После того, как изделие попадает на оцинковку, специалист оценивает, насколько сильно оно загрязнено и какой характер имеет загрязнение. Существует большое количество составов для обработки. При этом все они безопасны для материалов – не вызывают окисления и других нежелательных реакций.

Состав может сильно прогреваться для выполнения обезжиривания. Распространено использование растворов, температура которых составляет от 60 до 80 градусов. Так удается добиться заметно лучшего итогового эффекта. Мы используем реагенты, которые при обезжиривании стопроцентно очищают поверхность.

Так как метод сочетается с промывкой, гарантируется, что все остатки реагентов будут удалены без следа. Они не помешают дальнейшему проведению цинкования материала – это доказано на практике.

Обратитесь к специалистам

Наша компания предоставляет качественные услуги цинкования. Производственная линия оснащена всем нужным оборудованием, позволяющим создать на поверхности качественную защиту против коррозии. После того, как специалисты закончат работы, можно будет использовать материал на открытом воздухе, при контакте с водой и различными типами агрессивных сред.

Мы уделяем большое внимание подготовке к горячему цинкованию. Это позволяет гарантировать, что цинк прочно закрепится на поверхности и будет выполнять все свои защитные функции.

Работаем с любыми типами деталей. Гарантируем клиентам соблюдение сроков и высокое качество результата. Чтобы рассчитать стоимость и получить ответы на другие интересующие вопросы, оставьте заявку на сайте или звоните нам по указанным телефонам.
Вернуться к статьям Поделиться статьей