Оцинкование
Цинкование
Среди всего многообразия промышленных методов защиты металлических изделий от коррозии следует выделить анодные покрытия (покрытия, выполненные из металла с меньшим электродным потенциалом, чем у защищаемого металла). Преимущества анодных покрытий очевидны, их защитные свойства состоят не только в механической изоляции металла от коррозионной среды, но и в электрохимическом воздействии. В случае нарушения покрытия и образовании коррозионного элемента, защищаемый металл, являющийся катодом, не разрушается.
Из анодных покрытий наибольшее распространение получило цинкование.
Цинкование - нанесение слоя цинка или его сплава на поверхность металлических изделий или насыщение цинком поверхностных слоев для защиты от коррозии.
Для нанесения защитного слоя цинка в основном применяют следующие методы:
- горячее цинкование
- холодное цинкование
- гальваническое цинкование
- термодиффузионное цинкование
Выбор толщины оцинковки и метода цинкования металлоконструкций зависит от степени агрессивности факторов окружающей среды. Толщина оцинковки может быть в пределах 0,8-2 мкм.
Гальваническое цинкование
Гальваническое цинкование – это цинкование производимое путем электрохимического процесса в специальном барабане. Гальваническое цинкование может иметь несколько цветов: радужный, голубой, белый и матовый белый. Толщина цинкового покрытия при гальваническом цинковании составляет 10-20 мкм, поэтому гальваническое покрытие носит в основном декоративный характер.
К преимуществам гальванического цинкования, наиболее распространенного способа цинкования, следует отнести высокую производительность, равномерные, блестящие, декоративного вида покрытия с точными размерами. Основной недостаток таких покрытий — их низкие адгезионные свойства и, как следствие, низкая коррозионная стойкость деталей, защищаемых ими. Также следует отметить возможность водородного охрупчивания металла, которое может возникнуть при анодировании.
На сегодняшний день метод гальванического цинкования является самым распространённым способом защиты метизов от коррозии. Наибольшее распространение гальваническое цинкование получило при производстве крепёжных изделий, гвоздей и стальной сетки. В большей степени это обусловлено высокой производительностью гальванических агрегатов, низкой себестоимостью процесса и достаточной степенью защиты от коррозии.
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 ёмкость. 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/дм?.
В настоящее время в метизном производстве для защиты изделий от коррозии применяется три способа гальванического цинкования: цианидное, щелочное и кислотное.
Наиболее популярной технологией гальванического цинкования 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.
Горячее цинкование
— покрытие металла слоем цинка для защиты от коррозии путем окунания изделия в ванну с расплавленным цинком при температуре около 460 °C. В результате антикоррозийной защиты срок службы изделия значительно продляется (до 50 лет). Во время цинкования между цинком и железом образует устойчивое соединение, даже при появлении царапин или сколов на поверхности оцинкованного изделия, защитные свойства покрытия будут препятствовать воздействию ржавчины, чего не могут дать другие способы обработки – покраска или нанесение пластика. При этом невысокая стоимость цинка, дает методу цинкования еще одно преимущество перед другими способами антикоррозийной обработки. Кроме того, способ позволяет долгое время избегать ремонта и увеличивает срок службы металлических изделий. Цинкованию подлежат изделия любой формы. В зависимости от экологической среды, в которой будет использоваться конструкция, определяется и толщина наносимого слоя цинка.
Защитный цинковый слой образуется на изделии, которое погружается в массу расплавленного цинка. Далее происходит химическая реакция между основным металлом и цинком. В результате этого процесса всея поверхность конструкции, даже в самых труднодоступных местах, покрывается защитным слоем.
Термодиффузионное цинкование
Термодиффузионное цинкование осуществляется при температуре 290-400°C. Необходимый температурный режим устанавливается в соответствии с маркой стали, типом обрабатываемого изделия и нормативными установками производителя.
В процессе цинкования контейнер с загруженными деталями находится в постоянном вращении и останавливается только после его завершения. После выгрузки из печи и остывания контейнер разгружается, но термодиффузионное цинкование на этом не заканчивается. Далее следует этап пассивации.
При прохождении через специальную установку детали подвергаются обработке оригинальными пассивационными растворами, которые обеспечивают невосприимчивость покрытия к агрессии атмосферного воздуха. Одновременно с этим производится галтовка специальными керамическими или пластмассовыми чипсами, благодаря которой улучшается внешний вид покрытия и повышается его качество.
Если предполагается дальнейшая обработка деталей, такая как склейка, окрашивание, пластификация и пр., то пассивация производится только один раз. В других же случаях после промывки обработанные детали подвергаются повторной пассивации.
Завершающий этап термодиффузионного цинкования – высушивание деталей в установке проходного типа. Приведенная технология является стандартной для всех видов деталей и каждый из ее этапов одинаково важен для получения качественного результата.
Холодное цинкование
В промышленности широко применяются методы горячего и термодиффузионного, а также гальванического цинкования. Каждый обладает своими преимуществами, дает цинковое покрытие хорошего качества, но все они обладают одним недостатком – технологии сложны, энергоемки, требуют сложной многоступенчатой очистки поверхностей, обрабатываются только детали будущих конструкций.
Холодное цинкование металла не требует особых условий и реактивов при подготовке изделий, для него вполне достаточно традиционных способов очистки металла, имеющихся на нашем заводе цинкования. Суть метода заключается в нанесении на чистую металлическую поверхность специальных красителей или грунтовок, содержащих в своем составе до 98% цинковой пудры. В этом случае цинк так же, как и при горячей оцинковке, становится анодом в гальванической паре с железом, и обеспечивает его катодную защиту. Металл, который в гальванической паре является защитником, называют протектором, отсюда название – протекторная защита. Наносится такое покрытие принятым при обычной покраске способом – распылителем.
Нанесенное по всем правилам на хорошо подготовленную поверхность покрытие дает потребителю следующие преимущества:
Надежная катодная защита от коррозии;- Красивый внешний вид;
- Долговечность и устойчивость;
- Холодным цинкованием могут быть обработаны как элементы, так и вся конструкция в сборе, поэтому защищаются сварные швы, стыки и соединения элементов.