Під оцинковкой розуміється нанесення на поверхню металу покриття, на 95 відсотків складається з цинку. Цинкування виконується різними способами, кожна технологія має свої переваги і недоліки.
Загальні відомості і призначення
Сталеві вироби схильні до корозії, особливо якщо мова йде про застосування в умовах високої вологості. Оцинкована сталева деталь надійно захищена від корозії. Покриття разом з металом утворює гальванічну пару, де цинк в порівнянні зі сталлю має велику ступінь електронегативного заряду. Відповідно, корозії піддається цинк, а реакції стали практично відсутні. Антикорозійний захист металу буде триматися, поки цинкове покриття не зруйнується.
Існує кілька технологій цинкування. Деякі технології допускають оцинкування своїми руками з отриманням прийнятного за якістю результату.
Способи цинкування металу
Існують наступні способи цинкування металу:
- холодний;
- гарячий;
- гальванічний;
- Термодифузійний;
- газотермічним.
Вибирати той чи інший метод для цинкування сталевих деталей або конструкцій потрібно в залежності від умов застосування і характеристик захисного шару. Незалежно від застосовуваної технології оцинковки потрібно визначитися з товщиною захисного шару. Вона залежить від таких параметрів, як період дії робочого середовища на метал і температура обробки.
При застосуванні сталевих конструкцій, на поверхню яких нанесено шар цинку, потрібно пам'ятати, що їх не можна піддавати сильним механічним впливам, оскільки захисне покриття з металу відрізняється високою крихкістю і може зруйнуватися.
Розглянемо різні види цинкування металу.
Спосіб гарячого цинкування
Гаряче цинкування металу дозволяє домогтися максимальної якості виробів і забезпечити їх довговічність. Цей метод має ключовий недолік - його реалізація має на увазі використання хімічних реагентів для обробки поверхні, а процедура виконується в розплавленому цинку.
Гарячий метод оцинковки стали включає підготовку поверхні виробу і власне процедуру покриття металу цинком.
Кроки для підготовки оброблюваної поверхні:
- очищення;
- знежирення;
- нанесення кислотних розчинів;
- промивка та флюсування;
- просушування поверхні.
Коли поверхня проходить всі етапи підготовки і просихає, виріб поміщається в спеціальну ванну з розплавленим цинком. На поверхні стали формується тонкий шар цинку і заліза, надійно забезпечує антикорозійний захист. Коли виріб витягується з ванни, його обдувають стисненим повітрям для просушування і видалення надлишків цинку з поверхні.
Недолік цього способу: розміри виробів обмежуються габаритами ванни з розплавленим цинком. Такий спосіб практикується на великих виробничих потужностях при роботі з опорами ЛЕП, будівельними лісами або щоглами освітлення.
Спосіб передбачає великі трудовитрати і використання складного обладнання, тому для домашніх умов не підходить.
Холодне цинкування сталі
Даний спосіб обробки цинком металу набув широкої популярності в останні роки. Головна причина - висока технологічність і простота методу вкупі з високими захисними властивостями шару на поверхні металу. Варіант підходить для цинкування металу своїми руками, оскільки не потрібне спеціальне обладнання для роботи.
Технологія холодного цинкування полягає в нанесенні на поверхню виробу Цинкоутримуючий суміші, наприклад, цінконола. Наносити її потрібно валиком або пензликом. Якщо потрібно покрити конструкції складної форми або важкодоступні місця, то можна використовувати краскопульт. Завдяки спеціальним складам на поверхні утворюється захисний шар, що складається більш ніж на 90 відсотків з цинку.
Цей спосіб оцинковки єдино прийнятний для забезпечення антикорозійного захисту конструкцій, які іншим способом оцинкувати неможливо. наприклад:
- змонтовані труби;
- елементи ж / д шляхів;
- опори ліній електропередач та інші конструкції в стаціонарному або змонтованому варіанті.
Цінконол та інші складники для холодного цинкування застосовуються під час ремонтів, якщо є необхідність відновлення пошкодженого цинкового шару на металевих конструкціях. Наприклад, це актуально з метою відновлення оцинковки автомобільного кузова.
Оцинкування виробів зі сталі холодним методом виконується в широкому температурному діапазоні, сформований покриття має високу захист, еластичність, стійкість до механічних впливів і температурних перепадів.
Холодне цинкування має свої мінуси. Наприклад, сформований покриття має недостатньо високу стійкість до механічних впливів, також потрібно строго дотримуватися техніки безпеки, якщо процедура передбачає застосування органічних розчинників.
Гальванічний метод оцинковки
При гальванічному цинкування на поверхню виробу виявляється електрохімічне вплив. Покриття в результаті мають високу точність по товщині і виняткову гладкість. Також на поверхні металу формується захисний шар товщиною близько 20-30 мкм.
За допомогою такого цинкування можна регулювати товщину захисного шару, при цьому шар рівномірний і володіє високими декоративними якостями. Метал і цинк під час оцинковки з'єднуються на молекулярному рівні, покриття має високу адгезію з основним матеріалом. На ступінь адгезії впливає наявність на поверхні окисних і жирових плівок, які видалити практично неможливо.
Гальванічне цинкування проводиться наступним чином:
- конструкція і цинкові пластини поміщаються в електролітичний розчин, потім до стінки ванни і пластин підключаються позитивний і негативний контакти джерела струму;
- завдяки різниці потенціалів пластини розчиняються в електроліті, а молекули цинку осідають на поверхні виробу і утворюють однорідний захисний шар.
Ключовою перевагою даного методу є те, що таким способом на поверхні формується захисний шар, який має особливі декоративні характеристики. Товщину шару можна регулювати. Але має метод і свої недоліки. Зокрема, це висока собівартість.
Технологія термодиффузионного цинкування
Дану технологію також називають шерардизации. Вона була розроблена в 20-і роки минулого століття, однак тривалий час не знаходила широкого застосування. І тільки в 90-і роки метод набув популярності.
Суть методу в тому, що деталь разом із сухою сумішшю на основі цинку міститься в герметичний контейнер, де створюється температура близько 2600 градусів. При такій температурі цинк переходить в газоподібний стан, відповідно, процес дифузного проникнення атомів цинку в поверхневий шар вироби прискорюється. Дана технологія цинкування застосовується у випадках, коли на поверхні металу потрібно сформувати захисний шар товщиною від 15 мкм.
Підготовка металевих виробів для термодиффузионного покриття цинком не відрізняється від гарячого способу. Переваги цього способу:
процес проходить в герметичному контейнері, відповідно, відрізняється екологічністю;- майже цілком відсутні пори на захисному покритті, що має високу адгезію по відношенню до поверхні;
- покриття отримує високу ступінь захисту;
- зберігаються складні геометричні форми і параметри виробів, покритих цинком;
- отримані відходи не потребують спеціальної утилізації.
Недоліки термодиффузионного способу:
- готове покриття не має металевого блиску і має брудно-сірим відтінком;
- низька продуктивність;
- цинковий пил в повітрі під час роботи може завдати шкоди організму;
- цинкове покриття по товщині неоднорідне.
газотермічне напилення
Газотермічним спосіб цинкування підходить для покриття цинком об'ємної деталі або листа металу. Його суть в тому, що цинк, що знаходиться у вигляді сухої суміші або дроту, напилюється в складі газового середовища на поверхню виробу. Технологія застосовується для нанесення шару цинку на великогабаритні вироби, які інакше обробити неможливо.
Процес покриття цинком:
частинки розплавленого металу наносяться на оброблювану поверхню, формуючи тонкий шар з лускатої структурою;- на пористе покриття наносяться лакофарбові матеріали. Створений за рахунок комбінування шар захищає виріб і дозволяє йому довгий час використовуватися в умовах високої вологості, постійного впливу прісної або морської води та інших агресивних середовищах.
Параметри покриттів з цинку, що наносяться перерахованими вище способами, встановлюються відповідним стандартом.
Оцинкування своїми руками
Як вже говорилося, деякі види цинкування можна проводити самостійно в домашніх умовах. Це стосується технології холодного цинкування або електрохімічного способу.
Щоб самостійно виконати оцинкування електротехнічним способом, потрібно ретельно підготувати поверхню виробу. Підготовка включає:
- очистку;
- знежирення;
- кислотне протравлювання;
- промивку під проточною водою.
Апарат для гальванічного цинкування можна зробити самому на основі джерела постійного струму з напругою 6-12 В при силі струму в 2-6 А і ємності на основі діелектричного приладу і приладу для фіксації вироби і електрода. В якості електроліту виступає будь-сольовий Цинкоутримуючий розчин. Для приготування розчину цинк міститься в акумуляторний електролізер і розчиняється в ньому. Перед застосуванням склад проціджують.
При виконанні оцинковки своїми руками потрібно врахувати, що на якість і товщину покриття впливають такі чинники:
щільність струму на одиницю площі вироби;- температура електролітичного розчину;
- температура електроліту;
- геометрія і складність форми вироби.
Оцинкування металів дозволяє сповільнити процес корозії виробів. Способи цинкування залежать від умов експлуатації виробів. Оцинкувати матеріали можна в домашніх умовах.