Технология горячего цинкования

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.

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).

Методы цинкования металла

На сегодняшний день существует несколько основных видов цинкового покрытия на крепёжных изделиях. Рассмотрим их преимущества и недостатки по убыванию распространенности.

Гальваническое цинкование (электролитический метод)

Электролитическое (гальваническое) цинкование (ЭЦ), или электроцинкование, самое распространенное для крепежных изделий цинковое покрытие.

Главные достоинства — низкая цена и привлекательный внешний вид (обычно глянцевый серебристый, голубоватый либо желтый, бывает и матовый), и наилучшая доступность на рынке. Возможно гальваническое цинкование деталей с пластиковыми элементами, например самоконтрящихся гаек.

Главные недостатки — низкая коррозионная устойчивость делает это покрытие скорее транспортировочно-декоративным, чем защитным. ЭЦ подвергает покрываемые детали водородному охрупчиванию в процессе нанесения, поэтому применимо для крепежа класса прочности до 10.9. Предназначено для деталей, используемых в сухих помещениях. Толщина составляет от 3 до 24 мкм.

Холодное цинкование

Холодное оцинкование — это нанесение на подготовленную поверхность приемами, используемыми в работе с обычными красками, специального цинксодержащего состава, в результате чего образуется покрытие, обладающее теми же антикоррозийными свойствами, что и полученное методом горячего оцинкования.

Преимуществами данного метода оцинкования по сравнению с горячим оцинкованием являются:

• отсутствие ограничений по размерам крепежа;
• высокая адгезия цинкового покрытия с лакокрасочными материалами (ЛКМ), в т. ч. с порошковыми красками;
• высокая степень чистоты осажденного цинка обеспечивает повышенную химическую стойкость.

Недостатки метода холодного оцинкования:

• по сравнению с методом горячего оцинкования и термодиффузионным оцинкованием, низкая толщина покрытия (5-35 мкм), что снижает коррозийную устойчивость покрытия, полученного электролитическим методом;
• по сравнению с термодиффузным оцинкованием, существует возможность наводораживания и как следствие охрупчивание основного защищаемого материала (водородное охрупчивание).

Горячее цинкование

Горячий способ оцинкования заключается в погружении предварительно подготовленных изделий, после обезжиривания, промывки, травления, в расплавленный цинк при температуре 450 – 480°C. Образование покрытия основано на хорошем смачивании железа и его сплавов цинком.

Основным преимуществом данного метода оцинкования по сравнению с электролитическим заключается в более высокой коррозийной устойчивости покрытия, поскольку горячий способ позволяет получить покрытие большой толщины (от 40-150 мкм).

Недостатки метода горячего оцинкования:

• по сравнению с методом электролитического оцинкования и термодиффузионным оцинкованием, толщина покрытия на отдельных участках из-за наплывов колеблется в значительных пределах (40 – 150 мкм) и точная регулировка толщины этого покрытия невозможна. Горячий способ не может быть применен для покрытия изделий с точными допусками и в тех случаях, когда высокая температура может изменить свойства крепежа;
• по сравнению с термодиффузным оцинкованием, существует возможность наводораживания и как следствие охрупчивание основного защищаемого материала (водородное охрупчивание);
• низкая адгезия горячеоцинкованного покрытия с ЛКМ, в т. ч. с порошковыми красками.

Цинк-ламельное покрытие металла

Система ламельного цинкового покрытия включает в себя базовый слой, состоящий из тонких алюминиевых и цинковых чешуек (ламелей) и, при необходимости, один или несколько дополнительных слоев, придающих покрытию специальные свойства: фрикционные, коррозионную и химическую стойкость, цвет и другие.

Цинк-ламельное покрытие наносят на предварительно подготовленную поверхность деталей путем окунания в высокодисперсную суспензию цинкового и алюминиевого порошков, имеющих форму чешуек, в связующем материале или ее напыления с последующим нагревом деталей до 240°C для сушки и отверждения. Сформировавшееся базовое покрытие содержит более 70% цинкового и до 10% алюминиевого порошка, а также связующий органический материал. Оно состоит из множества слоев алюминиевых и цинковых частиц толщиной менее микрометра и шириной около 10 мкм, расположенных параллельно друг другу и покрываемой поверхности, соединенных связующим компонентом. Коррозионная стойкость покрытий свыше 700 часов в нейтральном соляном тумане, что незначительно превышает антикоррозийную устойчивость изделий, полученных электролитическим способом.

• Малая толщина (до 10 мкм) позволяет получить высокую точность детали;
• Имеет более привлекательный, чем у Г/О, внешний вид. Кроме того, возможны разные оттенки- от светло-серого (серебристого) до черного;
• Препятствует внешнему водородному охрупчиванию и отпуску металла.

Недостаток: от сколов под покрытием распространяется коррозия. Поэтому на участках, подверженных механическому воздействию (например, на днищах автомобилей) чаще применяют горячее цинкование и ТДЦ-крепеж.

Термодиффузионное цинкование

Термодиффузионное цинковое покрытие является анодным по отношению к стали, обеспечивая ее электрохимическую защиту. Покрытию подвергаются изделия из углеродистой стали стандартного качества, качественной конструкционной углеродистой, низколегированной стали и чугуна.

Суть технологии термодиффузионного оцинкования состоит в том, что антикоррозийное покрытие формируется в результате насыщения цинком поверхности металлических изделий в порошковой среде при температуре 290-450°C, причем выбор температурного режима зависит от типа стальных изделий и марки стали. Такая технология позволяет получить любую толщину покрытия в диапазоне от 6 до 110 микрон по требованию заказчика без изменения технологического процесса. Процесс происходит в закрытом контейнере с добавлением к обрабатываемым деталям специальной насыщающей смеси. Пассивация (финишная обработка деталей) является обязательной частью процесса термодиффузионного оцинкования. Пассивация предназначена для предотвращения образования белых продуктов коррозии на поверхностях, подвергаемым воздействию атмосфер с высокой влажностью, соленой воды, морских атмосфер или циклам конденсации и высыхания.

Преимущества метода термодиффузионного цинкования по сравнению с методом горячего цинкования:

• возможность получения покрытия на резьбовых деталях и деталях сложной формы равномерного по толщине и точно повторяющего конфигурацию изделия. Плюсом также является отсутствие каких-либо наплывов цинка в местах углублений или соединений. Данное преимущество исключает необходимость снимать покрытие с внутренней резьбовых частей(гайка), как это делается после обработки горячим цинком;
• антикоррозийная стойкость в 1,5-2 раза выше, чем при электролитическом оцинковании;
• отсутствие водородного охрупчивания позволяет использовать термодиффузионное покрытие для оцинковывания крепежа с высоким классом прочности 10.9 и выше без риска снижения качественных характеристик изделия, что важно, когда изделие используется в ответственных конструкциях;
• высокая адгезия цинкового покрытия с ЛКМ, в т. ч. с порошковыми красками;
• высокая точность нанесения покрытия позволяет применять термодиффузионное оцинкование для покрытия изделий с точными допусками, например с мелкими диаметрами;
• высокая износостойкость покрытия позволяет сохранять качество изделия, подвергаемого частой сборке-разборке.

Преимущества метода термодиффузионного цинкования по сравнению с методом холодного цинкования:

• антикоррозийная стойкость в 3-5 раз выше, чем при горячем оцинковании;
• отсутствие водородного охрупчивания.

• Как и горячее цинкование, требует специальной высадки под толстые покрытия. Нельзя, при толщине покрытия свыше 20 мкм, оцинковать термодиффузионным методом cтандартновысаженные болты. Вместе с тем, рекомендуемая толщина покрытия — от 30 — 40 мкм;
• Невозможно термодиффузионное цинкование деталей с пластиковыми элементами, например самоконтрящихся гаек;
• Возможен отпуск материала высокопрочных болтов с потерей их прочности;
• Цинкование крепежа вне предприятия-изготовителя либо оно дорого, либо некачественно.

Dacromet 320 («Dacral», «Geomet»)

Цинконаполненные покрытия под названием «Dacromet 320» (Дакромет 320) были разработаны фирмой «Diamond Shamrock Corp.» (США). Покрытие наносится методом погружения деталей в суспензию цинковых частиц в водном растворе органических и неорганических компонентов. После удаления излишков суспензии центрифугированием для окончательного формирования покрытия детали подвергаются ступенчатому нагреву, начиная с 80°C и до завершающей температуры 300°C.

Особенность покрытия «Дакромет 320» заключается в наличии цинковых частичек микронных размеров в виде хлопьев, предварительно обработанных в хроматном растворе и плотно связанных между собой неорганическим связующим. Толщина сухого покрытия составляет 8-10 мкм. Покрытие имеет серебристо-серый вид и, благодаря наличию в системе хроматов, обладает высокой коррозионной стойкостью — порядка 500 в нейтральном соляном тумане, что незначительно превышает антикоррозийную устойчивость изделий, полученных электролитическим способом.

Преимущества метода относительно методов электролитического и горячего оцинкования заключается в отсутствие водородного охрупчивания. Данный метод не обладает преимуществами относительно термодиффузионного оцинкования.

Механическое оцинкование

Детали, на которые наносится покрытие, помещаются вместе с гранулами и цинковым порошком в специальный барабан, в котором цинк наносится на поверхность деталей с помощью холодной сварки.

В результате механического оцинковывания деталь приобретает свойства аналогичный как при электролитическом оцинковании. Преимущество данного метода в сравнении с электролитическим заключается в отсутствии опасности водородного охрупчивания при его применении.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.