Гальванизация металлов

Для защиты металлоконструкций от коррозии используют горячее и холодное цинкование. Технологии предполагают нанесение на поверхность металла тонкого слоя цинка. У каждого метода есть свои преимущества и недостатки.

Практически все металл подвергаются образованию коррозии. Этот процесс является необратимым. Однако с его появлением на сегодняшний день можно бороться при помощи отдельных видов обработки металлических изделий и материалов. Метод обработки металлов цинков является одним из них.

Цинкование относится к анодным методам нанесения покрытий, при которых поверхность материала покрывается составом с меньшим электродным потенциалом. Такой вариант защиты металлических конструкций от действия факторов внешней среды используется повсеместно. Выбор типа цинкования проводится индивидуально в каждом случае, с учетом особенностей металлоконструкции и эксплуатационными условиями.

Для защиты от коррозии сегодня создано большое количество методов. Они направлены на то, чтобы с помощью специальных растворов или веществ на поверхности металлических изделий появлялась тонкая защитная пленка, которая препятствует попаданию на металл кислорода и продуктов, имеющихся в агрессивной среде. Цинкование металлических поверхностей относится к разряду одних из самых действенных методов предотвращения появления коррозийного налета.

Железо и сталь — это материал из которого изготовлен скелет современной технологической цивилизации. Но — увы! — и у стальной основы нашей цивилизации есть свое уязвимое место. Оно называется коррозия, от которой железо и сталь не имеют той естественной защиты, какой является оксидная пленка для многих цветных металлов — олова, цинка или алюминия.

Сталь нуждается в защите от коррозии — и лучшей защитой для нее будет цинкование. (или оцинковка). Оцинкованный лист прослужит гораздо дольше обычного стального.

В большинстве случаев, для защиты крепежа от коррозии используются цинковые покрытия. Цинковое покрытие уникально, так как обеспечивает не только барьерную, но и электрохимическую защиту от коррозии.

Последняя известна еще и как «жертвенная» (катодная или протекторная) защита, поскольку в гальванической паре «сталь-цинк» последний «жертвует» собой, чтобы защитить сталь, на которую он нанесен. Этот эффект проявляется и на локальных участках, где покрытия уже нет (царапины, сколы, повреждения).

Выбор вида и толщины покрытия определяется условиями и сроком эксплуатации крепежа и/или величиной зазора в резьбовой паре (болт-гайка).

Почему именно цинк?

Прежде всего потому, что цинк достаточно распространен и недорог, сам по себе коррозии практически не поддается, плавится при не очень высокой температуре (около 420 градусов, что гораздо ниже температуры плавления железа), обладает приемлемой прочностью. И при этом — что важно! — имеет стационарный электрический потенциал -0,76 В., то есть гораздо более отрицательный, чем у железа.

Виды цинкования металла

В современном мире для обработки металлических поверхностей применяется ци нкование. Оно служит прежде всего для защиты от коррозии. Для разных металлов необходимо использовать разные методы этого процесса. Это обусловлено тем, что не все металлы способны адгезироваться с цинком при определенных условиях.

Основные методы цинкования металла представлены такими способами, как:

Этот метод отличается от всех остальных тем, что для него не требуется специальная ванна. Раствор цинкового сплава наносится так же, как и любое лакокрасочное покрытие.

Данная процедура заключается в том, что в ванну со сплавом цинка опускается металлическое изделий для обработки. Процесс цинкования при этом происходит под воздействием небольшого нагревания. Это позволяет наносить раствор на поверхность более равномерно.

Это метод характеризуется тем, что вся процедура происходит под воздействием электрического тока. В раствор электролита опускается металла и подключается электрический ток, подающий небольшое напряжение.

Оно заключается в нанесении на поверхность металла цинкового сплава любой толщины. Она определяется заказчиком. Для процедуру используются специализированные контейнеры.

Таблица 1. Сравнение цинка с другими металлами.

В последнее время все более широко начинает использоваться еще один вариант нанесения цинкового покрытия — газо-термический. В этом случае цинк в виде тонкой проволоки или порошка подается к соплу специальной горелки, расплавляется в потоке раскаленного газа и мельчайшими каплями оседает на поверхность стального или чугунного изделия.

В принципе, такой метод можно было бы считать разновидностью горячего цинкования, если бы только капли расплавленного цинка, ударяясь о поверхность металла не деформировались, создавая «чешуйчатое» пористое покрытие.

Такое покрытие требует дополнительного слоя краски для заполнения микропор в слое цинка.

Это, конечно, недостаток, но зато такие комбинированные покрытия отличаются отличной адгезией и обладают устойчивостью в самых неблагоприятных условиях эксплуатации (в морской  воде, частых атмосферные осадках, кислой среде и т.д.), где они могут сохраняться до 30 лет.

Видео по теме:

Отличия технологий

Холодное и горячее цинкование отличается по нескольким параметрам:

• Способ нанесения. При горячем цинковании конструкции помещают в специальные емкости с цинковым раствором. При холодном покрытие наносят инструментами, используемыми для выполнения лакокрасочных работ.
• Температурный режим. При холодном цинковании раствор имеет комнатную температуру. При горячем – конструкции помещают в раствор, нагретый до 460°С.
• Декоративность. При горячем цинковании на поверхности металла слой цинка может ложиться не равномерно, с образованием наплывов. Такие конструкции не подойдут для декоративных целей. При холодном цинковании, нанесение выполняется достаточно аккуратно, что обеспечивает деталям из металла эстетичный внешний вид.
• Удобство реализации. Для горячего цинкования необходимы специальные емкости и нет возможности обрабатывать крупногабаритные детали. При холодном цинковании нет необходимости использовать емкости, а наносить цинковое покрытие можно на металлоконструкции любого размера.

Горячее цинкование целесообразно выполнять для деталей, которым необходима надежная защита от коррозии. Для больших и декоративных деталей используют холодное цинкование.

Сравнение цинковых покрытий

При сравнении методов цинкования металлов обычно выделяют 4 основных фактора:

• внешний вид;
• толщина;
• коррозионная стойкость;
• стоимость.

Современные защитные покрытия являются достаточно стойкими к коррозии в обычных условиях. Для проведения ускоренных испытаний стойкости покрытия используют метод испытания в соляном тумане. Однако корреляция между стойкостью в солевом тумане и ожидаемой жизнью покрытия довольно слаба, поскольку коррозия — достаточно сложный процесс и на неё влияет множество других факторов. Тем не менее тестирование солевым туманом широко применяется в промышленности для оценки коррозионной стойкости покрытий и сравнения с образцами других видов.

Образец помещают в камеру, в которой через сопло производится распыление раствора соли (как правило, хлорид натрия). Измеряют и фиксируют время, по прошествии которого на поверхности образца начинают появляться окислы (следы коррозии). Результаты выражают, обычно, в часах, проведенных в тумане без появления продуктов коррозии.

Холодное цинкование

При оцинковке по технологии холодного цинкования металлоконструкции покрывают составами на основе цинка. Цинковый слой обеспечивает защиту от коррозии и повышает эксплуатационные свойства металлических элементов.

Холодное цинкование может проводиться двумя методами:

• Гальванизация.
• Обработка грунтовкой с содержанием цинка.

При гальванизации цинковый слой наносится методом электролиза. Толщина покрытия при этом составляет около 20 мкм. Изделия, защищенные от коррозии таким способом,  подходят для работы в средах без агрессивных условий.

Обработка цинковым грунтом предполагает использование состава, 80% которого составляет цинковый порошок. При этом слой цинка на поверхности металла обычно составляет около 50 мкм. Такой способ целесообразно использовать для габаритных конструкций, которые невозможно обработать методом горячего цинкования.

Холодный метод цинкования

В отличии от горячего цинкования, его холодный вариант никак не связан с размерами цинкуемых деталей и поверхностей, поскольку он состоит в нанесении на них электролитических растворов цинка в различных летучих жидкостях. Такие растворы (гальванол, цинотан, цинотерн, цинкнол) наносятся на стальную поверхность из пульверизатора: растворитель высыхает, а цинковое покрытие остается — причем «садится» оно на поверхность стали очень надежно, с высокой адгезией. При этом покрываемую поверхность не нужно флюсовать, ее достаточно просто очистить от ржавчины и грязи.

Холодный метод цинкования хорош своей простотой

и применимостью для работ на открытом воздухе. Но внешний вид покрытой таким способом стали будет просто матово-серым без металлического блеска.

Поэтому холодное цинкование лучше всего использовать как «покрытие под покраску».

Технология холодного цинкования

У холодного метода цинкования имеется большое количество преимуществ.

Преимущества технологии холодного цинкования

• не важно, какой размер имеет металлический предмет. Для цинкования таким методом подходят металлические предметы самых разных размеров.
• нет необходимости разбирать предметы на отдельные элементы для покрытия цинком.
• возможность оцинковки сварных швов.
• экономичность. Для проведения данного метода обработки металлов нет необходимости затрачивать большие средства. Главное иметь под рукой все необходимые материалы, которые не имеют высокую стоимость и инструменты.

Горячее или холодное цинкование

На сегодняшний день в промышленности используются для защиты металлических поверхностей от коррозии и метод горячего цинкования и холодного.

Отличие горячего цинкования от холодного заключается в:

При горячем методе цинковые состав на поверхность металлов наносится путем погружения металлических предметов в ванну, наполненную цинковым сплавом.

При холодном методе цинкования нанесение покрытия на металл осуществляется таким же способом, что и нанесение лакокрасочного материала. Для этого используются валики, кисточки, пульверизаторы, пневматические инструменты.

Для того чтобы покрыть цинком металлические предметы необходимо сначала нагреть металл до 450 градусов Цельсия. Только после этого можно опускать в него металлические приборы.

При холодном цинковании ничего не нужно нагревать. На охлажденный до комнатной температуры металл наносится цинкнаполненная краска, которая плотным слоем покрывает его и защищает от образования коррозии.

При горячем цинковании процесс покрытия регулируется только поддержкой оптимальной температуры. Результата может оказаться непредсказуемым. После того, как металлический предмет будет охлажден, на нем могут проявиться неаккуратные подтеки цинкового сплава, которые выглядят не эстетично.

При покрытии цинковой пленкой металлов холодным методом аккуратность нанесения состава можно регулировать. При нанесении валиком, кистью или другими способами состава главное соблюдать осторожность, чтобы металлический предмет был как можно более аккуратным.

При горячем цинковании предмет из металла важно просто опустить в специальную ванну и затем нагреть до определенной температуры. При этом неудобство заключается в том, что не все предметы в нее могут поместиться. В этом случае покрытие крупногабаритных предметов может быть невозможным.

Способ холодного покрытия цинком металлических изделий является более удобным. Несмотря на то, что на нанесение на металл цинка требуется больше времени, с его помощью можно покрывать защитным слоем даже крупногабаритные предметы.

Таблица 1. Горячее или холодное цинкование.

Для такого способа обработки металла используются специальные барабаны. Металлоконструкции после обработки имеют покрытие толщиной от 10 до 20 мкм различного цвета:

• Белого или матового;
• Голубого;
• Радужного.

Обычно гальванизацию выполняют для придания декоративности конструктивным элементам.

Основные плюсы такого защитного слоя:

• Равномерность нанесения;
• Декоративность;
• Точность габаритов;
• Производительность.

Однако, детали покрытые таким способом мало устойчивы к коррозии и отличаются повышенной водородной хрупкостью. Обычно гальваническому цинкованию подвергают крепеж, сетчатые конструкции. Процесс характеризуется оптимальным соотношением цены и качества защиты крепежных элементов.

Гальваническое цинкование также называют электролитическим, так как сам процесс основан на электролизе. Детали опускают в специальные емкости, заполненные чистым цинком ( в виде шаров, пластин), помещенным в секции из сетки и электролитом. При помощи электродов к ваннам подводят ток и цинк растворяется, а его ионы оседают на всей поверхности опускаемой в состав детали. Толщина гальванического слоя может составлять от 4 до 20 мкм.

Гальваническое цинкование может осуществляться тремя способами:

• Щелочным.
• Кислотным.
• Цианидным.

Самым распространенным вариантом является гальванизация в слабокислых электролитах. При этом получается качественное покрытие цинком конструкций и обеспечивается уменьшение водородной хрупкости металла. Такой вариант более всего подходит для легированных и углеродистых марок стали.

Гальванизация подходит также для обработки деталей со сложной геометрией. При использовании этого метода конструкции предварительно очищают от пыли и грязи, снимают окалину или ржавчину. После этого наносят цинковый слой. Для закрепления покрытия его протравливают, используя слабы раствор азотной кислоты, а также используют пассивацию. Последняя технология повышает устойчивость защитного покрытия к факторам внешней среды, а также придает конструкциям блеск и приятный цвет.

Гальванический метод цинкования

Зато гальванический метод цинкования придает оцинкованой поверхности чрезвычайно привлекательный вид.

Он состоит в том, что через ванну с электролитом течет ток, причем анодом служат цинковые пластины, а катодом — изделия из стали. Под действием тока цинк растворяется в электролите, и его ионы оседают на железе. В результате получается тонкая (от 4 до 20 микрон) пленка, которая не только защищает сталь от коррозии, но и придает поверхности эстетичный внешний вид. Поверхность, покрытая гальваническим цинком может приобрести (в зависимости от своей толщины) сине-голубой, светло-серый или матово-белый металлический блеск. Главными достоинствами такого покрытия будет равномерность его толщины по всей покрываемой поверхности.

Но за этими плюсами идут и свои минусы: тонкое и красивое гальваническое покрытие будет не стойким к истиранию, а увеличение его толщины будет чревато тем, что сталь в процессе гальваники может приобрести заодно и т.н. «водородную хрупкость». Тем не менее, гальваническое цинкование. в силу своей малой себестоимости очень часто используется для антикоррозионной защиты разных видов крепежа, металлических изделий и декоративных элементов.

Горячее цинкование

Это самый, на первый взгляд, простой и надежный метод создания цинковой пленки на изделиях их чугуна и стали: эти предметы просто погружают в расплав цинка, а потом вынимают уже покрытыми слоем цинка толщиной от 40 до 80 микрон — то есть достаточно плотным и износостойким.

Однако не все так просто: для того, чтобы цинковая пленка надежно «зацепилась» на поверхности черного металла, эта поверхность должна быть тщательно очищена и офлюсована (то есть покрыта составом, который должен предотвратить ее окисление до соприкосновения с расплавом цинка, и обеспечить надежную адгезию цинковой пленки).

При этом нужно иметь в виду, что расплавленный цинк застывает довольно быстро и может поэтому образовывать наплывы до 1 мм. толщиной, что нежелательно в тех случаях, когда на поверхность оцинкованных изделий есть резьба. Кроме того, сама технология накладывает ограничения на размеры изделий, которые мы хотим оцинковать таким способом — они не могут быть больше, чем ванны с расплавом цинка (а они не могут очень большими по определению).

Процесс цинкования металла

Цинкование металла представляет собой процедуру нанесения на поверхность металлического изделия тонкого слоя цинка. Данный металл отлично подходит для создания растворов, которые предназначены для защиты от коррозии. Он относится к разряду устойчивых к влиянию агрессивной среды. Данный метод защиты металлических поверхностей от налета ржавчины придает обработанной поверхности:

• прочность и твердость,
• устойчивость к перепадам температур,
• устойчивость к влиянию агрессивной среды,
• более продолжительный срок эксплуатации,
• способность не подвергаться процессу окисления.

Цена цинкования металла

Внимание: Цинкование металлических поверхностей является недорогой процедурой. Цена цинкования металла в нашей стране зависит от его вида и от количества обрабатываемого материала. В среднем цена составляет от 16000 рублей за пять тонн. Эта сумма может достигать 30000 рублей.

Сегодня цинкование является достаточно востребованной процедурой. Ее действие основано на то, что на поверхности металла под воздействием цинкового сплава появляется тонкая пленка, которая полностью покрывает поверхность. Она предотвращает образование на металле кррозии, которая разрушает структуру металла и приводит в негодность металлические изделия.

По действием кислорода и жидких субстанций на поверхности металла появляется коррозийная пленка. Металла становится более пористым и кислород проникает в его глубокие слои, что приводит к разрастанию коррозии. На поверхности железа появляется налет ржавчины, который делает структуру металла более восприимчивой к пропусканию воздуха. Процесс окисления происходит на протяжении длительного времени. Пленка из цинкового сплава не дает возможности кислороду пробраться в глубокие слои металлов. Благодаря этому процесс их окисления становится невозможным.

Термодиффузное цинкование

Главного недостатка гальванического цинкования — «водородной хрупкости» позволяет избежать технология термодиффузионного цинкования.

Она основана на том, что цинк при определенных условиях может испаряться с поверхности цинксодержащего порошка и проникать в поверхностные слои железа, так что в результате образуется сложный сплав цинка с железом.

Такая диффузия становится возможной при

высокой (от 290 до 400 градусов) температуре и наличии электрического потенциала, при котором стальные изделия являются анодом.

Процесс термодиффузии производится во вращающемся контейнере при пониженном давлении (0,1 атмосферы) в восстановительной водородной атмосфере. На термодиффузное цинкование каждой партии крепежных метизов требуется от 90 до 180 минут.

В результате эти детали приобретут мышино-серый цвет — но вместе с ним и повышенную прочность поверхности и отменную устойчивость к коррозии ( в 3-5 раз лучшую, чем при гальваническом цинковании и в полтора-два — чем при горячей оцинковке).

При этом равномерность покрытия будет идеальной, а про адгезию такого покрытия говорить и смысла нет — оно просто «сливается» с черным металлом, так что отделить ее от него просто невозможно. Конечно, внешний вид оцинкованных таким способом метизов, большого эстетического удовольствия не доставляет, но от болтов, гаек, пружин и шурупов особой красоты и не требуется.

Недостаток же у термодиффузного цинкования только один, но существенный — в силу особенностей технологии применять ее можно только в отношении небольших по размеру предметов.

Важными достоинства такого способа нанесения защитного покрытия являются:

• Возможность обработки деталей со сложными геометрическими формами.
• Способность покрывающего слоя к самовосстановлению при повреждении покрытия.
• Высокая устойчивость к жидким средам, что особенно важно при монтаже трубопроводов для различных типов коммуникаций.
• Устранение в процессе цинкования мелких дефектов металла – сколов, пористости и т.д.
• Надежность покрытия.
• Отсутствие необходимости в дополнительном грунтовании или окрашивании.

Самым большим минусом такой технологии является невозможность использования горячего цинкования для обработки деталей большой геометрии, так как для габаритных конструкций сложно найти емкости соответствующего размера. На некоторых производствах проблема решается путем применения в технологическом процессе агрегатов непрерывного горячего цинкования.

Горячее цинкование состоит из двух основных этапов:

• Подготовительные работы.
• Цинкование в емкостях с расплавленным цинком.

Технологию выполняют согласно регламенту, установленному ГОСТ 9.307-89. Стандарт указывает способы подготовки поверхности, которые должны включать:

• Обработку механическим способом;
• Обезжиривание;
• Промывание после обезжиривания;
• Травление;
• Промывание после травления;
• Флюсование;
• Финальная просушка.

При механической обработке устраняют все виды загрязнений, удаляют кромки с острыми краями и углами. Эту процедуру можно выполнять при помощи пескоструйного оборудования.

Для обезжиривания применяют реагенты, регламентированные стандартом. Остатки обезжиривающего состава удаляют с поверхности с помощью промывки.

ГОСТ строго запрещает наличие на поверхности предыдущего цинкового слоя или окислов. При их наличии удаление выполняют методом протравки с применением соляной кислоты. Это должно выполняться при комнатной температуре с использованием раствора различной концентрации, в зависимости от степени загрязнения.

После травления детали также промывают.

Перед нанесение цинкового слоя конструкции подвергают флюсованию. Благодаря этой операции исключается окисление и повышается адгезия цинка с поверхностью металла. Флюсование проводят при температуре +60°С. При нанесении используют тонкий слой флюса, состоящего из воды, хлорида аммония и цинка.

При горячем цинковании используют погружной метод. Детали и заготовки опускаются в специальные емкости с расплавленным цинком, температура которого составляет от +420 до +455 °С.

Для качественного нанесения цинкового покрытия, на производстве должны соблюдаться такие условия:

• Для эффективного удаления паров от горячего раствора должна быть установлена мощная вытяжка.
• Для регулировки скорости погружения и продолжительности выдержки должно использоваться специальное оборудование.
• После вытаскивания конструкций важно обеспечить их правильное остывание.

При обработке метизной продукции действуют в такой последовательности:

• Погружение заготовки в цинковый раствор.
• Выдержка от 4 до 10 минут.
• Извлечение заготовки из состава.
• Охлаждение естественным или принудительным методом.

Такой способ нанесения защитного покрытия характеризуется следующими достоинствами:

• Цинковый слой обладает отменными параметрами адгезии, что позволяет наносить впоследствии на оцинкованную поверхность различные лакокрасочные материалы.
• Подвергаться обработке могут детали различной формы и размера.
• Предварительная подготовка конструкций не требует много временных и производственных затрат.
• Хорошая свариваемость металла после такого способа цинкования.
• Возможность выполнения работ даже в бытовых условиях.
• Выполнять цинкование можно непосредственно на месте монтажа конструкций.

Нанесение составов при таком способе оцинковки можно при различных температурах в диапазоне от -20 до +40 °С.

Один из недостатков – слабость защитного слоя к механическим нагрузкам по сравнению с горячим цинкованием. При использовании холодного способа нанесения используют различные составы. Их структуру и свойства определяет ГОСТ 9.305-84. Прописанные в стандарте составы применяют для всех металлов, кроме магниевых сплавов и высокопрочных сталей.

Согласно установленной ГОСТ технологии важно выполнить предварительную правильную обработку металла, которая состоит из таких этапов:

• Устранение следов грязи, закоксованности и солей смывкой.
• Для получения необходимого уровня шероховатости и удаления окалины используют гидроабразивную, гидродинамическую и абразивоструйную чистку.
• Просушка поверхности.
• Финишная механическая очистка ручным способом.
• Обеспыливание поверхности воздушной струей под давлением.

После очистки и предварительной оценки ее качества наносят цинковый состав. При это должны быть соблюдены определенные параметры температуры воздуха. Каждый производитель указывает состав средства и условия его нанесения. Температура конструкции должна быть на три градуса теплее точки росы, иначе на поверхности может образоваться влага, что ухудшит качество защитного слоя.

Преимущества и недостатки каждого метода

У каждого метода есть свои плюсы и минусы.

Преимущества холодного цинкования

• Простота нанесения составов на конструкции.
• Нет привязки к виду и марке металла.
• Качественное сплошное покрытие всех участков металлоконструкции, включая стыки и швы.
• Возможность последующего окрашивания любым лакокрасочным материалом.
• Устойчивость покрытия к действию высоких температур и соленым средам.
• Хорошая адгезия защитного слоя с металлом.
• Защита от ржавчины на продолжительный период времени.
• Возможность быстрого устранения дефектов покрытия.
• Сохранение свойств покрытия при разборке или сварке.
• Невысокая стоимость реализации технологии.
• Выполнять работы можно непосредственно на месте монтажа конструкций.

Преимущества горячего метода цинкования

• Быстрота и простота нанесения на конструкции сложной формы и рельефа.
• Защитный слой проникает в самые труднодоступные места .
• Экономичность обработки таким способом небольших конструкций.
• Высокое качество покрытия.
• Металлические элементы приобретают привлекательный вид.

Недостатки есть у обоих способов цинкования. Минусы холодного цинкования:

• При невысокой квалификации работника может страдать качество нанесения.
• Наносимые составы чувствительны к условиям внешней среды.
• Поверхность для нанесения требует тщательной подготовки.
• Сложно выполнить качественное нанесение в труднодоступных местах.

Минусы горячего цинкования:

• Ограничение по размерам конструкций в зависимости от размеров емкости с цинковым составом.
• Неэффективность покрытия на некоторых видах металла.
• При нагреве некоторые конструкции могут деформироваться.
• При повреждении покрытия невозможно выполнить ремонт.
• Невозможность проведения процедуры цинкования на месте монтажа конструкций.
• После остывания на поверхности могут образовываться наплывы цинкового состава.
• Увеличение стоимости технологии из-за необходимости транспортировки конструкций.

Технология цинкования металла

Технология цинкования металлов подразумевает полное покрытие пленкой из цинка любых видов металлических изделий. Для данной процедуры требуется специальное оборудование, сделанное из материалов, которые способны противостоять агрессивной среде.

Цинкование металлических поверхностей осуществляется в несколько этапов:

На данном этапе происходит работа с материалом. Для этого его сначала обезжиривают и удаляют с поверхности различные загрязнения. После этого осуществляется травление металла при помощи кисло среды. Чаще всего применяется раствор серной кислоты. В результате на металле появляется оксидная пленка. Она необходима для наилучшего сцепления цинка и обрабатываемого металла. После этого устраняются все остатки кислоты, и поверхность тщательно просушивается.

Данный этап подразумевает нанесение на высушенную поверхность металла цинковой пленки. Для этого в ванне расплавляют цинк под действием температуры не менее 450 градусов Цельсия. Только после этого туда погружают металлическое изделие, которое необходимо обработать. Процедура длится несколько минут.

На этом этапе готовое изделие сушится при комнатной температуре.

В результате процедуры на поверхности металла образуется плотная пленка. Она делает его более прочным и твердым.

Цинкование металлических изделий осуществляется в специализированных ваннах. Они должны быть оснащены устройством для подключения электрического тока при необходимости. Их объем может быть разным. Однако в любой такой ванне может поместиться большое количество мелких металлических изделий для обработки.

Ванны для цинкования делятся на:

• малогабаритные конструкции,
• среднегабаритные конструкции,
• крупногабаритные конструкции.

Возможные проблемы при цинковании

Желание сэкономить на покрытии крепежа зачастую опасно во многих отношениях. Крепеж с «родным» покрытием, оцинкованный заводом-изготовителем, надежнее крепежа, оцинкованного вне предприятия-изготовителя, по следующим причинам:

• Нанесение любого покрытия требует предварительного обезжиривания и очистки поверхности. При этом велик риск внешнего водородного охрупчивания стали — крепеж может потерять прочность.
• При горячем и термодиффузионном цинковании возможен отпуск болтов, опять же с потерей их прочности.
• При нанесении слоя цинка толщиной более 15-20 мкм крепеж может потерять свинчиваемость, что чревато опасными ошибками при монтаже.

Поэтому нанесение покрытия на крепеж должно выполнятся профессионалами. И лучше всего, самим изготовителем крепежа, знающим химический состав стали и режимы ее термообработки, имеющим возможность прослабления резьбы в процессе производства, принимающим необходимые меры для снижения вероятности водородного охрупчивания, выполняющим все испытания крепежа с покрытием.

Необходимость прослабления резьбы под «толстые» покрытия

Крепеж должен полностью соответствовать стандартам, за исключением случаев, где его резьбу специально «прослабляют», чтобы иметь возможность наносить покрытия большей толщины. Рекомендуемые толщины покрытий ограничены основным отклонением резьбы и, следовательно, шагом и положениями полей допусков.

Водородное охрупчивание

Как горячее, так и холодное цинкование может привести к значительному снижению прочности креплений. Такая ситуация получается при проникновении водорода в металл, что и приводит к водородному охрупчиванию. Это проявляется в образовании внутри стали растрескивания и пористости. Вследствие опасности водородного охрупчивания крепления класса прочности 10.9 и выше не рекомендуется подвергать электролитическому оцинкованию. Прочные крепления следует подвергать температурной обработке сразу же после электролитического оцинкования с целью удаления водорода.

Тем не менее, гарантировать полное удаление водорода с помощью температурной обработки нельзя.

Травление, выполняемое перед горячим оцинкованием, также может привести к проникновению в сталь водорода.

Холодное цинкование металла

Холодное цинкование представляет собой процедуру нанесения на металлическую поверхность специального состава, который в своей основе содержит цинк. После обработки таким методом поверхность приобретает практически такие же антикоррозийные свойства, которые получаются и при горячей обработке металлов цинком.

На начальных этапах металлы, покрытые цинком методом холодного цинкования, имеют пористую пленку, которая относится к разряду защитных. Она изначально пропускает воду, что дает возможность цинку и железу или стали плотно сцепляться друг с другом. В результате при последующем использовании изделия, обработанного данным методом, образуется плотная пленка, которая является достаточно прочной. Она служит своего рода барьером для воды и для воздуха, чтобы на поверхности материала из металла не образовывалось налета коррозии.

Метод холодного цинкования активно используется в современном мире для защиты металлов от каррозийного налета. Для этой цели специально используется цинкнаполненная краска. Она наносится на поверхность любого металла самыми обычными методами, которые являются типичными для любых других видов лакокрасочной продукции. В результате на поверхности появляется плотное цинковое покрытие с отличными защитными свойствами.

Всего выделяют сегодня два вида холодного цинкования металлических поверхностей:

• гальванической цинкование
• покрытие цинксодержащим грунтом.

При гальваническом цинкования процедура осуществляется методом электролиза. Второй вид холодного покрытия цинковым составом металлов осуществляется за счет покрытия материалов цинковым составом, созданы на основе цинкового порошка и полимерных смесей.

Холодное и горячее цинкование — отличия

Методов защиты металла довольно много: гальванический способ, диффузионное, газодинамическое, холодное и горячее цинкование. Несмотря на разнообразие способов защиты металла, самыми распространенными являются методы холодного и горячего цинкования. И так, давайте рассмотрим, какой же из этих методов лучше?

Для начала, давайте разберем, что такое цинкование?

Цинкование – это покрытие металла слоем цинка для защиты от коррозии. Цинковое покрытие всегда обеспечивает активную (катодную) и пассивную (барьерную) защиты.

При контакте металла и цинка возникает электрохимическая реакция. Цинк утрачивает свои электроны и расходуется первым, не давай коррозии образовываться на металле, до тех пор пока не истощится. Уже начавшийся процесс ржавления останавливается. Этот способ назван катодной или активной защитой.

Кроме этого, цинковое покрытие дает еще пассивную (барьерную) защиту, образовывает на поверхности плотную пленку. Пленка не пропускает влагу и кислород к защищенному железу.  Все виды цинкования (нанесения цинка) дают металлу активную и пассивную защиту.

Технологические процессы методов

Горячее цинкование — покрытие металла слоем цинка путём окунания изделия в ванну с расплавленным цинком при температуре около 460 °C. Далее, конструкцию подвешивают и ждут до полного высыхания. По мере высыхания, цинком заполняются все труднодоступные места, поры и микротрещенки изделия и покрытие получается ровным и не имеет пропусков.

Данный метод изобрели более 100 лет назад, поэтому его называют самым проверенным способом защиты металлов от коррозии. С возникновения метода в его технологическом процессе практически ничего не изменилось.

Холодное цинкование – нанесение на подготовленную поверхность металла состава с содержанием цинка 92-96%. Применяется холодное цинкование как обычные краски – наносится кистью, валиком, краскопультом и окунанием.

Метод холодного цинкования разработан относительно недавно, в восьмидесятых годах 20-го столетия. Изобрел его один из ученых УрО РАН (Уральского Отделения Российской  Академии Наук). С тех пор его популярность растет с каждым годом  из-за удобства и практичности.

Само покрытие может иметь небольшие механические повреждения, царапины, поры, но во время периода эксплуатации эти недостатки «забиваются» (тем самым уплотняя покрытие) продуктами растворения цинка. Метод холодного цинкования наиболее легок в исполнении, дешевый и доступный. Холодное цинкование можно осуществить на месте  эксплуатации металлоконструкции без ее демонтажа. Каких либо ограничений по размерам и формам конструкции при этом не существует. Подготовку поверхности перед холодным цинкованием также производят на месте.

Само покрытие может иметь небольшие механические повреждения, царапины, поры, но во время периода эксплуатации эти недостатки «забиваются» (тем самым уплотняя покрытие) продуктами растворения цинка. Холодное цинкование можно осуществить на месте  эксплуатации металлоконструкции без ее демонтажа. Каких либо ограничений по размерам и формам конструкции при этом не существует. Подготовку поверхности перед холодным цинкованием также производят на месте.

Процесс нанесения цинкнаполненного состава довольно легок в исполнении, т.к. можно применять окунание, покраску кистью (валиком) либо распыление. Оцинковку проводят при температурах от -10 до +40 °С.

Покрытие абсолютно пожаробезопасно и электропроводно.

Преимущества и недостатки методов

Определиться однозначно с выбором метода цинкования довольно непросто. Однако, несмотря на надежность и результат, проверенный столетиями, метод горячего цинкования связан с определенными расходами, это и расходы на транспортировку, покупка ванн нужных размеров и саму процедуру. Холодное цинкование выходит несколько дешевле, ничуть не теряя в качестве. К тому же, холодное цинкование проще наносится, более устойчиво к внешней среде и воздействиям, а при повреждениях, быстро ремонтируется.

Холодное цинкование даст Вам уверенность в качестве выпускаемой продукции, ведь после нанесения можно не вспоминать о коррозии на срок до 25 лет.

Как оставить заявку или получить консультацию от наших специалистов?

Наша организация всегда готова предложить качественное покрытие по демократичным ценам. А технические специалисты просчитают и составят самую оптимальную систему покрытия, опираясь на необходимый срок эксплуатации, что в дальнейшем, сэкономит Вам время и деньги.

Не знаете, как составить заявку или остались вопросы?

При горячем цинковании металлические детали помещают в емкости с расплавленным цинком. При оцинковке температура составляет около 460 °С. При контакте цинка и металла происходит химическая реакция в результате которой на поверхности получается плотное и покрытие, устойчивое к механическим воздействиям и негативным факторам внешней среды. Толщина защитного слоя при таком методе цинкования может составлять до 120 мкм, в зависимости от скорости опускания заготовок в горячий цинковый раствор.

Эксплуатация крепежа с цинковым покрытием

Практический опыт использования крепежа с покрытием позволяет определить средние ежегодные объемы разрушения цинкового покрытия в зависимости от условий эксплуатации, которые справочно представлены ниже в таблице.

Среда эксплуатации стального крепежа с цинковым покрытием может быть классифицирована в зависимости от толщины цинкового покрытия. Подробности ниже в таблице.

Заключение

«Стройметиз», являясь официальным представителем заводов-изготовителей, поддерживает широкий ассортимент крепежа на складах как с покрытием, так и без. В некоторых случаях, сложные проектные задачи, реализуемые нашими клиентами, требуют нанесения специальных видов покрытий, отличающихся от стандартных.

Индивидуальный подход в решении нетривиальных задач наших потребителей, позволяет нам предложить услугу нанесения специальных видов покрытия на крепежные изделия. Подробности по этой ссылке.