Горячее цинкование

1 Особенности композиций на основе цинка

Главной особенностью данной эмали является ее состав, в который входит цинковая пудра и компоненты для дополнительного связывания всех молекул и получения однородного раствора. При обработке металла представленным составом срок службы объекта продлевается на 20 — 25 лет. Помимо обеспечения защиты площади изделия от появления ржавых пятен и эрозии, лакокрасочный материал способствует предотвращению повреждений различных видов и внешних изъянов.

К особенности также можно отнести использование данного материала для покрытия вместо грунтовки, если нанести один — два слоя. Для покрытия большей плотности необходимо наносить два — три слоя.

КАКИЕ ВИДЫ ЦИНКОВАНИЯ ПРЕДЛАГАЕТ НАША КОМПАНИЯ

Наша компания специализируется на цинковании крепежей в Москве. Мы проводим покрытие метизов и крепежных элементов цинком всеми распространенными методами, используем:

• гальваническое цинкование;
• горячее;
• термодиффузионное;
• холодное;
• газотермическое.

Все работы выполняются в строгом соблюдении технологии на современном импортном оборудовании. Это позволяет добиться безупречного качества оцинковки изделий любого типа: формы, размеров, сложности конфигурации, назначения.

Гальваническое цинкование

Один из наиболее простых, распространенных способов цинкования болтов, шурупов, гаек и других крепежей посредством электролиза. В процессе обработки метизов после предварительной из подготовки детали опускаются в специальную ванну с электролитом, подключаемую к источнику постоянного тока. Электролиз происходит под действием электричества: цинковая анодная пластина распадается на ионы, которые и покрывают поверхности стальных крепежей. Гальваническое покрытие может достигать толщины в 5-25 мкм.

Горячее цинкование метизов и крепежей

Горячая оцинковка – процедура, требующая строго соблюдения каждого этапа технологии. Покрытие деталей цинком предусматривает:

• их предварительную очистку и обезжиривание посредством травления в кислотных растворах определенной консистенции;
• погружение крепежей в керамическую ванну с расплавленным и разогретым до 465°C цинком;
• равномерное распределение цинка по всей поверхности крепежа (для этого их окунают в расплавленный металл на специальном прокручивающемся барабане);
• последующую очистку деталей от излишков цинка.

Горячее оцинковывание шурупов, болтов, гвоздей, саморезов и пр. позволяет обеспечить деталям высокий уровень защиты от коррозии.

Термодиффузионное цинкование метизов

Для проведения этой процедуры используются специальные герметичные колбы, внутри которых оцинковка происходит под сверхвысокими температурами (вплоть до 4500 °C). Это обеспечивает крепежных элементам дополнительную закалку. Технология подходит только для метизов, произведенных из высокопрочных марок стали. Позволяет получить цинковое покрытие, толщина слоя которого способна составлять до 50 мкм. Детали, обработанные этим способом, могут даже при постоянном контакте с морской водой служить до 13-15 лет.

Холодное оцинковывание

Механический метод покрытия деталей цинком, предусматривающий погружение их в специальные цинковые растворы. Процедура не предполагает дополнительного нагревания, что делает ее очень экономной. Холодная оцинковка позволяет получить защитное покрытие, толщина слоя которого составит до 20 мкм.

Газотермическое нанесение цинкового покрытия

Технология предусматривает напыление цинка на крепежные элементы с использованием специальных газотермических горелок и цинкового порошка. В потоке горячего газа цинк начинает плавиться и оседать на поверхность металла. Из-за деформации капель цинка, создается тонкое пористое покрытие, которое впоследствии может дополнительно окрашиваться. Полученная защитная пленка будет отличаться значительной стойкостью к воздействию агрессивных сред.

Виды оцинковки металлических поверхностей

В настоящее время существует несколько способов нанесения на металлическую поверхность тонкого слоя цинка. Все они с разной степенью успешности используются в промышленности:

• холодное/горячее цинкование;
• газотермическая оцинковка;
• гальванический способ;
• термодиффузионная обработка.

Каждый из указанных методов использует различные физико-химические технологические процессы для нанесения цинкового покрытия. Рассмотрим их более детально.

Горячее цинкование

Считается одним из наиболее эффективных методов оцинковки. Нанесённый таким способом цинк держится намного дольше, защищая металлические детали максимально продолжительное время. Среди основных недостатков этого способа можно выделить экологическую составляющую – использование химического метода нанесения слоя цинка способствует загрязнению окружающей среды. Метод горячего цинкования предполагает использование следующей технологической цепочки:

• на подготовительном этапе металлические поверхности, подвергающиеся оцинковке, обезжириваются, после чего производится их травление кислотой;
• после такой обработки деталь промывается в воде и тщательно высушивается;
• затем изделие помещают в ёмкость, наполненную расплавленным цинком.

Кроме вреда для окружающей среды, горячая оцинковка другими недостатками:

• для такой обработки требуется использование дорогостоящего спецоборудования;
• существуют ограничения и на габариты обрабатываемых деталей (весь кузов автомобиля обработать не удастся).

Холодное цинкование

Данный способ антикоррозионной обработки относится к самым простым. Суть его заключается в окрашивании металлической поверхности специальной краской, в составе которой имеется цинк. Какой метод применяется для нанесения красящего состава, не имеет значения: это может быть валик, краскопульт или кисточка. Комбинация порошковой краски и краскопульта позволяет производить оцинковку любых деталей, независимо от их размеров, поэтому он часто используется как альтернатива горячему цинкованию. В частности, таким методом осуществляется и оцинковка кузова ТС целиком. Холодная оцинковка позволяет также производить повторное нанесение защитного слоя на ранее оцинкованную поверхность.

Гальванический метод обработки

Цинкование кузова автомобиля посредством использования гальванического способа предполагает обработку металлических поверхностей, подверженных коррозии, посредством электрохимического воздействия. Преимущества данного метода над холодной оцинковкой – возможность нанесения более равномерного и очень тонкого слоя цинка. Суть его заключается в размещении детали в резервуар, наполненный водой, в котором размещается пластина из цинка. После подачи электричества начинается процесс диффузии атомов цинка, которые с пластины переносятся на обрабатываемую деталь, образуя очень тонкий защитный слой. Как и в случае с горячим цинкованием, гальваническая обработка считается экологически очень грязным методом, к тому же тоже достаточно дорогостоящим – в частности, немало средств тратится на очистку отработанной воды.

Газотермическое цинкование

Данный способ не является совершенным, но с его помощью удаётся обрабатывать детали очень больших размеров. Заключается он в обдуве поверхностей газовым потоком, содержащим цинк. Именно так оцинковываются кузова габаритных транспортных средств, однако при этом слой цинка оказывается нанесённым неравномерно, требуя дополнительной окраски кузовных деталей. Разумеется, для этого метода характерно использование специализированного оборудования, поэтому в гаражных условиях он заведомо неприменим.

Термодиффузионное цинкование

Как следует из названия, в основу этого метода обработки положено применение высоких температур. Физика процесса заключается в расщеплении цинка на атомы при температурах, превышающих 2500-2600 градусов, в результате чего обрабатываемые детали покрываются слоем цинка, толщина которого может быть сколько угодно большой без потери качества. Для использования термодиффузионной оцинковки требуется применение специальной герметичной термокамеры. Предварительно на металлическую поверхность наносится слой порошкового цинка определённой толщины, после чего камеру нагревают до указанных температур, порошок плавится и адсорбируется на поверхность чёрного металла. Качество такой оцинковки достаточно высокое, при этом вреда окружающей среде не наносится.

Газо-термическое напыление

Данная технология применяется в тех случаях, когда габариты обрабатываемых конструкций не дают возможность покрасить, используя оборудование в виде ванн, как при выше описанных методах.

Используются такие виды цинка, как проволочный или порошковый.

Видео:

Цинк сначала подвергается плавлению, после чего происходит напыление на обрабатываемую поверхность посредством газового потока.

Поверхность оцинкованного материала приобретает чешуйчатый, пористый вид. Из-за полученной структуры материал необходимо дополнительно покрасить, чтобы заполнить образовавшиеся поры.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Техника художественной ковки металла

Газо-термическое напыление цинка обладает высокой степенью защиты материала даже в таких условиях, как в воде (пресной и морской), а также в различных атмосферных условиях.

Популярные методы

Существует много эффективных химических способов выполнения цинкования, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. В любом случае созданное покрытие будет служить долго, если не подвергать его механическим воздействиям и правильно выбрать толщину защитного слоя с учетом особенностей эксплуатации изделий.

Особенности холодного цинкования

Горячий метод

Данный способ цинкования является одним из самых эффективных. После проведения подобной обработки удается создать надежное покрытие, которое надолго остается на поверхности металлических изделий. Недостатком горячего метода является его вредность для окружающей среды.

Для выполнения данной обработки необходимо придерживаться следующей технологии:

Этапы горячего цинкования

• подготовка. Поверхность металла обезжиривают, проводят травление;
• после выполнения подготовительных процедур деталь промывают и высушивают;
• изделий из металла опускают в емкость с цинковым раствором.

Такой метод цинкования не подходит для обработки больших по площади деталей и требует определенной подготовки, поиска подходящих емкостей.

Холодный метод

Данный метод обработки подразумевает окраску металлоизделий специальными смесями. Они содержат в составе цинк, что позволяет в кратчайшие сроки сформировать на поверхности надежное покрытие. Наносят такую краску обычным способом – валиком, кистью, краскопультом. Такой метод обработки идеален для деталей, которые невозможно покрыть защитным слоем обычным горячим цинкованием.

Предназначение холодного цинкования

Гальваническое цинкование

Схема гальванического цинкования

Такое цинкование в домашних условиях проводится с применением электрохимических воздействий на металл. При его выполнении на поверхности металла образуется тонкая защитная пленка, которая эффективно защищает металл от внешнего негативного воздействия.

Для обработки изделие помещают в специальную емкость, где находится цинковая пластина. После этого подводится электричество. Именно оно переносит частицы цинка с пластин на поверхность обрабатываемых изделий.

Основным недостатком данного метода называют его дороговизну. Также в процессе обработки металла остаются опасные яды, которые требуют специальной утилизации.

Термодиффузионное цинкование

При выполнении термодиффузионного цинкования создается среда, которая характеризуется наличием высоких температурных показателей. Примерно при +2600°С цинк расщепляется на мелкие частицы, которые оседают на поверхности металлических изделий. Основным преимуществом данного метода цинкования является то, что в результате его выполнения образуется особенно толстый защитный слой.

Преимущества термодиффузионного цинкования

Процесс нанесения защитного покрытия на изделия из металла осуществляется в специальной камере закрытого типа. Вначале на поверхность детали наносится порошковый цинк, после чего она подвергается нагреву. Данная технология применяется исключительно в промышленных условиях. Дома ее использовать очень сложно, дорого и небезопасно.

Преимуществом термодиффузионного цинкования называют его безопасность для окружающей среды. Создаваемое покрытие имеет значительную толщину, что обеспечивает отличные защитные качества.

Газотермическое цинкование

Нанесение цинка осуществляется при помощи интенсивного газового потока. После выполнения подобной обработки поверхность обязательно окрашивают. Несмотря на особенности подобной технологии, она обеспечивает высокое качество и долгий срок службы обрабатываемых деталей.

Суть и назначение процесса цинкования металла

Цинк является основным компонентом специальной химической смеси, которой принято покрывать изделия из металла во избежание развития коррозионных процессов. Повышенная влажность, воздействия механического характера, химические реакции – все это может спровоцировать окисление поверхности металла, однако оцинкованные изделия гораздо меньше подвержены коррозии.

Поверхность изделия будет сохранять свой первоначальный вид до тех пор, пока не разрушится полностью верхний цинковый слой. В местах, где цинк подвергается наиболее сильному воздействию, под влиянием молекул воды и кислорода образуется защитный слой гидроксида, который также сохраняет целостность металла.

Цинкование алюминия и других видов металлов происходит с использованием разных методов, однако наибольшее влияние на эффективность результата данной процедуры оказывает класс толщины цинкового слоя, который определен по ГОСТ 14918-80.

Принцип метода

Холодное цинкование металлоконструкций представляет собой способ покраски металла с помощью специального состава, содержащего большое количество цинка (от 89 до 95%).

Результатом становится образование высыхающей краской прочного покрытия. Причём, защита металла получается не только физической, предотвращающей механическое воздействие, но и катодной, препятствующей развитию коррозии за счёт снижения потенциала.

Методика характеризуется такими особенностями:

• выполнением процесса с помощью валика, распылителя или обычной кисти;

• обеспечением высокого уровня водостойкости, пожаробезопасности и электропроводности обработанного материала;

• минимальной вероятностью деформации металла из-за высоких температур – при цинковании поверхность нагревается всего лишь до 5°С–40°С;

• возможностью нанесения на поверхность конструкции практически любого лакокрасочного материала – исключением являются алкидные краски, имеющие риск отслаивания;

• отсутствием необходимости перемещать обрабатываемую деталь.

С помощью данной методики защищаются конструкции мостов, трубы, элементы железнодорожных путей и дорожных ограждений. Кроме того, цинкование обеспечивает защиту баков, резервуаров и нефтепроводов. А одной из самых популярных сфер применения способа является обработка деталей легкового и грузового транспорта.

Методы цинкования металла

Перед описанием распространённых в современной промышленности технологий цинкования предлагаем рассмотреть общие различия между ними

Это важно, поскольку выбранный метод существенно влияет в той или иной степени на получаемый результат. На практике это означает, что в зависимости от сферы эксплуатации металлических изделий и конструкций экономически выгодно применять далеко не все технологии оцинковки

В целом, методы цинкования отличаются между собой следующими свойствами:

1. Толщина защитного покрытия — если для габаритных металлоконструкций чем большим будет слой защиты, тем лучше, то для высокоточных мелких деталей необходимо применять цинкование, при котором можно выбирать и контролировать толщину антикоррозионного покрытия. Реализовать это позволяет далеко не всякая технология.
2. Равномерность толщины оцинковки — опять же, чем мельче и точнее металлическая деталь, тем выше требования к наносимому на неё защитному покрытию. Например, опоре ЛЭП всё равно, насколько равномерно она будет укрыта цинком, тогда как для деталей, имеющих прецизионные отверстия, резьбу, фаски и прочее — равномерность слоя цинка крайне важна.
3. Прочность удержания защитного покрытия на металле — сильно зависит от того, каким методом было выполнено цинкование. Например, при рассмотренном далее горячем и термодиффузионном цинковании цинк не только покрывает поверхность изделия, но также соединяется с ним на молекулярном уровне, что существенно повышает прочность удержания защиты на металле.
4. Внешний вид оцинкованной детали — в зависимости от применяемой технологии поверхностный слой оксида цинка может быть матовым, глянцевым, а также отличаться оттенками от тёмно-серого до голубоватого.
5. Стойкость к механическим повреждениям — чем она выше, тем дольше продержится защита на изделиях, подвергающихся тем или иным физическим нагрузкам.
6. Способность к самовосстановлению — по большей части зависит от толщины нанесённого на металл цинка и характера эксплуатации конструкции или изделия.
7. Коррозионная устойчивость — является общим свойством обработанного изделия, которое складывается из совокупности нескольких факторов. В том числе, устойчивость оцинкованной детали к коррозии зависит от толщины цинкового слоя, его равномерности, прочности удержания, а также от стойкости к механическим повреждениям и способности к самовосстановлению.

В зависимости от применяемой технологии цинкования меняются эти свойства, а также сложность технологического процесса, доступные объёмы и скорость обработки, себестоимость процесса и, в конце концов, его целесообразность. По сути, всё рассмотренное и перечисленное выше — является наглядными критериями сравнения методов цинкования.

В современной промышленности наибольшей распространённостью отличаются следующие пять технологий цинкования:

1. Горячее — выполняется посредством погружения обрабатываемых изделий в расплавленный цинк.
2. Холодное — осуществляется по абсолютной аналогии с обычным окрашиванием вручную или при помощи напыления.
3. Гальваническое — реализуется путём погружения обрабатываемых деталей в цинкосодержащий электролит, через который пропускается электрический ток.
4. Термодиффузионное — слой защитного покрытия формируется при помещении обрабатываемой детали в среду, насыщенную порошкообразным цинком.
5. Газотермическое — на обрабатываемую деталь направляется газовая горелка и в пятно наибольшего нагрева подаётся цинковая проволока или цинковый порошок.

Теперь рассмотрим эти методы цинкования более детально. В частности, «заглянем» внутрь технологического процесса, сравним по вышеописанным свойствам, приведём преимущества, особенности и недостатки.

Применяемые электролиты

При гальваническом цинковании состав и температура электролита при заданной плотности тока напрямую влияют на скорость осаждения и структуру цинкового покрытия. Кроме того, отдельные виды электролитных растворов могут содержать в своем составе блескообразующие и окрашивающие добавки, используемые в декоративных целях. Для гальванического цинкования применяют основные группы электролитов, каждая из которых имеет множество рецептурных разновидностей:

1. Кислые и слабокислые. Традиционные простые электролитические растворы на основе сульфатов, хлоридов, борфторидов или их смесей.
2. Аммиакатные. Нейтральные и щелочные гальванические растворы, которые получают путем растворения оксида цинка в растворе сульфата (или хлорида) аммония.
3. Цианидные и цинкатные. Щелочные электролиты, в которых применяют цианид и цинкат натрия, растворенные в едком натре.

Кроме того, существуют электролиты для гальванического цинкования на основе аминосоединений, но они имеют гораздо меньшее распространение.

Отличия от горячего цинкования

Методика холодного цинкования имеет ряд отличий от горячего способа, делающих её более популярной. Одним из главных плюсов является возможность решения проблем с коррозией качественно и безопасно. К остальным достоинствам относят:

• Принцип нанесения цинкосодержащего состава. При горячем способе металлоконструкции погружают в заполненную цинковым сплавом ёмкость, ограничивающую размеры детали. Крупные предметы удобнее обрабатывать холодным методом, напоминающим покраску;
• Температуру, при которой наносится состав для холодного цинкования – не больше 40 градусов, то есть более чем в 10 раз меньше по сравнению с горячим методом. В большинстве случаев подходят даже стандартные комнатные условия;
• Возможность регулирования качества покрытия. Так, при использовании горячей методики исполнитель работ регулирует только температуру, получая практически непредсказуемый результат. Холодное цинкование требует аккуратности, но позволяет получить более эстетичный вид.

Преимущества холодной обработки металла дополняются меньшей стоимостью работ. А единственным минусом можно назвать только увеличение времени на их выполнение. Зато холодное цинкование своими руками может проводиться даже в домашних условиях – без использования специализированного оборудования и специальных условий.

Холодное цинкование в домашних условиях

Существует также цинкование холодное. Оцинковка металла таким способом подразумевает нанесение на металлическое изделие цинка в виде краски. Производители предлагают широкий выбор данных средств. И основные показатели составов (к примеру, массовая доля цинка в веществе) могут сильно отличаться друг от друга. Становится понятно, что эффект от обработки также будет разным.

Средства для цинкования обладают рядом особенностей. Одни требуют высокого качества подготовки изделия. Вторые обладают невысокими адгезионными способностями, из-за чего после высыхания начинают отслаиваться. Третьи после нанесения покрываются «паутинкой» из трещин. Четвертые могут работать совместно только с растворителями конкретного вида. Пятые требуют нанесения специального оборудования.

Данное средство является двухкомпонентным. Поэтому перед нанесением два вещества (порошок и связующее) необходимо смешать между собой. Делают это в соотношении 3 к 1 или 1 к 1. Весь процесс должен проводиться только в определенных условиях. Температура воздуха должна быть положительной и находиться в пределах от 5 до 40 градусов. При этом влажность воздуха составляет от 30 до 98%. Помещение, в котором осуществляется процесс, должно обладать хорошей вентиляцией. После работы оно должно быть тщательно проветрено. Средство наносится в два слоя с интервалом примерно в 30 минут. Спустя сутки изделие можно покрывать лакокрасочными составами. При проведении цинкования необходимо соблюдать правила техники безопасности. Все работы проводятся с использованием средств индивидуальной защиты.

Контроль качества покрытия, браковочные признаки

После окончания работ следует провести осмотр изделия на наличие недостатков и дефектов. Качество горячего цинкования регламентируется ГОСТом 9.307-89. Требуется соблюсти следующие критерии.

• Допускается гладкое или шероховатое покрытие;

• Слой цинка обязан быть сплошным;

• Цвет матовый в темно-серых тонах или серебристо-глянцевый;

• На поверхности оцинкованного изделия  не допускаются наплывы. Вкрапления гартцинка (осадка) если и имеются, то не более 2 мм.

Ряд признаков, которые не считаются дефектами:

• рябизна и незначительные неровности поверхности;

• радужные оттенки или пятна в светло-серых тонах;

• незначительные металлические царапины защитного слоя, если металл-основа не виден невооруженным глазом.  

Кроме того, если имеются участки с пробелами, площадь которых не превышает 2% от общей, их можно обработать составами для холодного цинкования или газотермического напыления. Аналогично устраняются и непокрытые цинком участки, в диаметре до двух сантиметров.

Согласно вышеупомянутому ГОСТу толщина защитного цинкового слоя должна быть в диапазоне 40 — 200 мкм. Либо она прописана в паспорте изделия, исходя из его особенностей и условий эксплуатации.

Проверку данного параметра следует проводить до начала хроматирования (нанесение дополнительной защитной пленки поверх цинка) либо нанесения консервационных смазок. Есть два способа:

1) при помощи магнитных толщиномеров;

2) металлографический анализ.

И напоследок проверяется качество сцепления цинкового слоя

Особое внимание уделяется участкам с резьбой или местами сварки! Для контроля адгезии используется один из четырех ниже перечисленных методов:. 1) сетка царапин;

1) сетка царапин;

2) нагрев;

3) крацевание;

4) удары поворотным молотком.

Цинковое покрытие

Поскольку используемые марки сталей подвержены коррозии под действием влаги и прямом контакте с почвой, что изначально предполагается при дальнейшей эксплуатации профлиста, они подвергаются дополнительной защите с помощью нанесения покрытия.

Чаще всего используется цинковое покрытие по ГОСТ 3640 марок Ц0 или Ц1 (содержание цинка 99,975% и 99,95% соответственно). Метод нанесения – горячее цинкование. В этом случае заготовка (плоский лист или размотанный рулонный прокат) погружается в емкость с расплавленным цинком. В результате температурного воздействия на его поверхности образуется прочное химическое феррум-цинковое соединение, мгновенно покрывающееся оксидной пленкой при контакте с кислородом воздуха. Согласно ГОСТ 14918 толщина защитного слоя равна всего 18-40 мкм, по европейским стандартам – 25 мкм, но этого вполне достаточно для надежной защиты стальной основы от коррозии. Примерный расход цинка для равномерного покрытия листа с обеих сторон – 258-570 г/м2.

Алюцинк (алюмоцинк) – альтернатива цинковому покрытию. Этот состав представляет собой сплав из 43% цинка, 55% алюминия и ряда других добавок, например, кремния. Регламентирует выпуск проката с таким покрытием ТУ 14-11-247-88. Защита стали производится по тому же принципу: алюминий и цинк окисляются на воздухе, покрываясь тончайшей пленкой, препятствующей попаданию воды и пара непосредственно на сталь и ее последующей коррозии. Основное преимущество алюмоцинкового покрытия в сравнении с нанесением «чистого» цинка – большая устойчивость к высоким температурам и возможность использования сварки, в то время как цинковое покрытие во время ее выгорает. Конкретно в случае с профнастилом это не критично, поскольку сварку для его монтажа не используют.

Выбор метода нанесения цинкового покрытия

Сравнив перечисленные выше методы, можно прийти к выводу, что газотермическое цинковое напыление более выгодно для металлических поверхностей большой площади, так как этот процесс можно выполнять в процессе строительства, для него не требуется высокотемпературный режим, нет влияния покрытия на основной металл.

Преимущества газотермического напыления цинка:

• можно осуществлять цинкование строительных металлоконструкций на месте эксплуатации, ничего не нужно демонтировать и перемещать;
• Толщина слоя, формируемого при напылении цинка, может достигать 300 и более микрон, что практически недостижимо при гальваническом или горячем цинковании. Больший слой покрытия требуется по СП 28.13330, т. к. обеспечивает более долговременную защиту от коррозии;
• можно быстро обработать большие площади металлических деталей;
• после горячего цинкования на поверхности образуется слой цинковых соединений с большой примесью ферритов, то есть соединений железа, что делает содержание цинка в покрытии минимальным (около 40%). Напыление лишено этого недостатка;
• метод напыления более экологичен, чем гальванический, в некоторых странах линии для горячего цинкования больше не используются по причине опасности для здоровья и окружающей среды;
• процесс напыления не требует трудоемкой и опасной подготовки поверхности, ведь для гальванического цинкования требуется предварительное травление обрабатываемых деталей кислотой. При напылении достаточна абразивно-струйная чистка;
• Напыленные цинковые покрытия отлично окрашиваются, и лакокрасочный слой обладает существенно более высокой адгезией, чем при окраске непокрытого или оцинкованного металла.

Очевидно, что в случае, если требуется покрыть цинком большие стальные конструкции, газотермическое напыление является самым верным решением, так как простое покрытие цинконаполненным составом не обеспечивает достаточной защиты от коррозии по причине своей нестойкости к механическим воздействиям.

Цинкование в домашних условиях

Теория процесса.

Гальваническое цинкование (оцинковывание) представляет собой процесс осаждения катионов металла на аноде. Реакция проходит в электролитической ванне под воздействием электрического тока.

Электролитом может служить любой раствор соли цинка. Самый распространенный в быту является раствор ZnCl (хлорид цинка) и HCl (соляная кислота), который называется паяльной кислотой. Так же можно получить раствор ZnSO4 при помощи травления цинка в растворе H2SO4 (серная кислота — аккумуляторный электролит). При травлении цинка стоит быть предельно осторожным, поскольку реакция проходит с выделением теплоты и взрывоопасного водорода H2.

Где взять цинк? Вариантов есть несколько:

— солевые батарейки (это самые дешевые. индекс L);

— плавкие предохранители из СССР;

— детали с цинковым покрытием;

— покупка чистого цинка в магазинах хим. реактивов и на радио базарах.

Подготовка к цинкованию (оцинковыванию).

1. Прежде всего нужно подготовить саму гальваническую ванну. В качестве ванны можно использовать стеклянную либо пластиковую тару. Необходимо установить штативы для катода и анода.
2. Электролит не должен содержать нерастворенных кристаллов соли. Для уменьшения концентрации соли можно добавлять в раствор дистиллированную воду, до полного исчезновения отдельных кристаллов на дне ванны.
3. Анод. Анодом служит цинковая пластина на которую присоединяется «плюс» от источника питания. Чем больше площадь цинкового анода, тем более равномерное покрытие будет у вас на катоде. Использование нескольких цинковых анодов позволяет получать покрытие сразу на всей поверхности катода.
4. Катод (присоединяем «минус») — деталь на которой будет осаждаться цинк. Поверхность катода должна быть качественно очищена от окислов (ржавчины), обезжирена и «активирована». Для активации поверхности катода, вам нужно окунуть его в раствор кислоты. В ванной катод должен размещаться на одинаковом расстоянии от любого анода для получения однородного слоя цинка со всех сторон.
5. Источником питания может служить любой блок питания с постоянным напряжение на выходе либо аккумулятор. Чем сильнее сила тока и вольтаж — тем быстрее будет проходить процесс и тем более рыхлая поверхность получится у Вас в результате. Для бытовых условий можно использовать автомобильный аккумулятор, НО в схему нужно будет включить лампочку накаливания (от 10 до 20 Ватт) для снижения силы тока.

После всех предварительных процедур Вам остается только включить блок питания в розетку (или закрепить клеммы на аккумуляторе) и окунуть катод в гальваническую ванну.

Процесс должен протекать без бурного кипения, если таковое наблюдается — это значит у Вас сильно большая сила тока и ее следует уменьшить путем добавления потребителей в электрическую цепь.

На поверхности катода появляется цинковое покрытие, чем дольше катод будет находится в ванне, тем толще слой вы получите в итоге.

ВНИМАНИЕ. Процесс гальванического цинкования (оцинковывания) проходит при использовании растворов кислот и источников электрического тока

Во избежание травм рекомендуем соблюдать правила техники безопасности при работе с кислотами и правила электробезопасности при работе с бытовыми электроприборами.

Оцинковка

Оцинковка проходит методом горячего цинкования — изделие окунают в ванну с расплавленным цинком при температуре около 460 °C. На воздухе цинк (Zn) вступает в реакцию с кислородом (O2) и получаем оксид цинка (ZnO), потом происходит реакция с диоксидом углерода (CO2). Получается достаточно прочная пленка серого матового цвета из карбоната цинка (ZnCO3).

Класс оцинковки профнастила

Существует 3 класса оцинковки. Отличаются они массой нанесенного цинка с двух сторон на металлическое изделие из расчета на 1 кв.м. Как дополнительный параметр указывается полученная толщина (мкм) цинкового покрытия.

Сфера применения разного класса оцинковки

Повышенный класс больше предназначен в неблагоприятном климате (морской климат, пыль, снег) и в зонах с агрессивной средой (промышленные предприятия).

Первый класс в основном применяют в частном строительстве и чаще из-за цены, потому что дешевле.

Второй класс покрытия чаще используют на строительных объектах, где срок эксплуатации измеряется в месяцах. Это могут быть временные ограждения, бытовки и т.п.

Принцип работы цинкования

Способ защиты от ржавчины имеет в качестве основы химический процесс окисления. Большинство металлов на воздухе вступают в реакцию с кислородом, в результате поверхность покрывается пленкой, которая начинает играть защитную роль. Исключением из этого ряда выступает железо и его сплавы, они образую пленку рыхлого состава, которая не защищает, а, наоборот, способствует дальнейшему окислению материала и его разрушению. Для того, чтобы защитить сталь и другие металлические материалы на основе железа используется цинк. Он образует с Fe гальваническую пару, и в силу большей активности первым начинает окисляться, образуя пленку, которая служит защитой поверхности.

Толщина пленки получается разной в зависимости от технологии, может быть тонкой — от 6 мкм или плотной – до 1,5 мм.

Процесс цинкования

Процесс обработки металлоконструкции по технологии холодного цинкования требует подготовить поверхность перед нанесением защитного состава. По ГОСТу эта подготовка состоит из следующих этапов:

1. В первую очередь поверхность промывается для удаления с неё загрязнений;
2. Применяется гидроабразивный, гидродинамический или пескоструйный метод, благодаря которым металл приобретает требуемую степень шероховатости, а окалина и ржавчина удаляются;
3. Если использовались первые два метода, конструкция просушивается;
4. Выполняется ручная очистка металла с удалением острых кромок, варочных брызг и углов;
5. Конструкция очищается от пыли с помощью сжатого воздуха.

При наличии жировых и масляных включений на металле поверхность обезжиривают с помощью растворителей.

Степень обезжиривания контролируется ГОСТ 12.2.052, запылённость – по ISO 8502-3. Шероховатость проверяется компаратором или профилометром и сравнивается со значениями из ISO 8503-1.

Похожие записи:

Стеклоизол технические характеристики Как применять структурную краску Замена моторного масла своими руками без ямы Драйвер для светодиодов: что это за «зверь» и с чем его «едят» Стробоскопия Как выбрать рулонные шторы