Цинкование металла своими руками



Цинкование металлаЦинкование металла – это достаточно распространенный способ формирования антикоррозийного покрытия, защищающего металлопрокат или сборные металлоконструкции. Причем цинкование объединяет в себе две противоречивые характеристики – высокую эффективность и низкую стоимость технологического процесса. 

Поэтому в данной статье мы познакомим наших читателей с различными технологиями нанесения «цинковых» покрытий, среди которых найдутся и процессы, ориентированные на реализацию «своими руками».

Технология цинкования металла: обзор типовых процессов

В процессе цинкования не поверхность металлоконструкции наносится слой защитного покрытия, основным компонентом которого является цинк, который, со временем, трансформируется в оксид этого металла. В итоге, оксидная пленка защищает основной металл и от контакта с атмосферным кислородом и препятствует образованию оксида железа (ржавчины).

Причем такую пленку можно получить разными способами. И каждый способ используется в роли базиса для того или иного технологического процесса.

Однако в промышленности, а равно и в быту, используются всего четыре технологии:

  • Горячее цинкование металла.
  • Окрашивание цинкосодержащими эмульсиями (холодное цинкование).
  • Гальваническое напыление.
  • Термодиффузионное напыление.

И далее по тексту мы изучим каждую разновидность упомянутых технологических процессов, делая упор на описание самой процедуры цинкования. Причем в каждом обзоре будут упомянуты как достоинства, так и недостатки конкретных технологий цинкования металлоконструкций.

Горячее цинкование

Горячее цинкованиеДанная технология характеризуется максимальной эффективностью и самой высокой стоимостью. Обработанные разогретым до 460 градусов Цельсия цинком детали защищены от коррозии на протяжении, как минимум, 50 лет. К тому же, такие покрытия выдерживают даже легкую деформацию основы и глубокие царапины.

Однако цены на цинкование металла горячим способом самые высокие из всех возможных. Ведь данная технология реализуется путем погружения заготовки в ванну с горячим цинком. То есть, для обработки даже маленькой детали необходимо разогреть и удерживать в расплавленном состоянии несколько десятков килограмм цинка, а крупногабаритные изделия окунают в ванну с несколькими тоннами расплавленного металла.

При этом сам процесс цинкования выглядит следующим образом:

  • Заготовку чистят пескоструйкой, обезжиривают растворителем органики и передают дальше.
  • На следующем этапе заготовка покрывается тонким слоем флюса, который останавливает процесс окисления железа.
  • Далее заготовку погружают в разогретую до 460 градусов Цельсия ванну, заполненную 98-процентным цинком. Причем время погружения определяется исходя из массы заготовки. Ведь металл должен прогреется до тех же 460 градусов. И только после этого заготовку можно извлечь из ванны.
  • После этого оцинкованную заготовку «сушат» на центрифуге или вибромашине. Ведь оптимальная толщина покрытия равна всего 60-80 микрометрам, а на поверхности детали может скопиться и миллиметровый слой горячего цинка.
  • Последний этап – контроль качества, во время которого измеряется толщина покрытия и проверяется непрерывность защитного слоя.

Холодное цинкование

Если вас интересует цинкование металла в домашних условиях, то обратите внимание на эту технологию. Ведь холодное цинкование это тоже окрашивание, которому предшествует тщательная зачистка поверхности металла.

Правда для такого окрашивания сгодится далеко не каждая эмульсия, а только такие составы, в которых содержится не менее 98 процентов порошкового цинка.

Причем лучшей методикой нанесения состава на защищаемую поверхность считается напыление эмульсии пульверизатором.

Холодное цинкованиеСам процесс цинкования состоит из следующих этапов:

  • Механической очистки защищаемой поверхности (абразивная обработка и стачивание острых кромок).
  • Химической очистки поверхности (обезжиривание растворителем).
  • Грунтовка поверхности.
  • Окрашивание поверхности цинкосодержащим составом.

Причем холодное цинкование металла своими руками дает такой же результат, как и «промышленные» технологии (горячее нанесение, гальваническое напыление и прочее), а расходы на техпроцесс в данном случае минимальны.

В итоге, холодное цинкование можно назвать самой эффективной технологией из дешевых или самой дешевой из эффективных.

Гальваническое цинкование

Эта технология используется в производстве декоративных элементов и мелких утилитарных предметов (проволоки, сетки, гвоздей и так далее). Толщина гальванического покрытия – всего 20-25 микрометров. Ведь получить что-то большее в процессе электролиза попросту невозможно.

Отсюда идут все достоинства и недостатки данной методики. Причем к достоинствам относятся равномерность нанесения слоя покрытия, привлекательный внешний вид, высокая скорость формирования защитного слоя.

А к недостаткам следует причислить низкую адгезию покрытия к металлу, изменение прочностных характеристик основы и низкую механическую прочность покрытия.

Однако такая технология характеризуется высокой скоростью реализации, а оборудование для цинкования металла методом гальванизации стоит очень дешево.

Ну а сам процесс электролизного цинкования выглядит следующим образом:

  • Гальваническое цинкованиеВ заполненную электролитом (токопроводящей жидкостью) ванну погружают катод и анод. Причем роль анода играет цинковая пластина (или шар), а роль катода – защищаемое изделие.
  • После погружения на электроды (катод и анод) подают ток нужной силы и напряжения. Причем силу тока вычисляют исходя из площади защищаемой поверхности: на один квадратный дециметр нужно не мене пяти ампер.
  • После замыкания цепи анод начинает «таять», а ионы цинка, транспортируемые электродвижущей силой, оседают на катоде (стальной заготовке).

В итоге, регулируя силу тока, форму и массу анода, а равно и состав электролита, можно получить различные классы цинкования металла: от тривиального декоративного напыления, до сверхпрочного покрытия с регулируемой толщиной.

Термодиффузионное цинкование

Эта технология предполагает нанесение покрытия на предварительно разогретую поверхность. Стальные детали погружают в печь (в герметичной реторте) и разогревают до 400 градусов Цельсия, засыпав шихтой (цинковым порошком). В процессе нагрева в инертной среде или вакууме наблюдается диффузионное проникновение цинка в верхние слои основного металла.

С помощью такой технологии можно получить самое стойкое покрытие (прочность до 4500 мПа), которое распределяется по поверхности любого изделия (даже мелкого метиза).  Причем ржавчина, следы лакокрасочного покрытия или масляные пятна термодиффузионному цинкованию не помеха. Однако такая технология требует особого оборудования и связана со значительными энергозатратами – на 250 килограмм металлоконструкции тратится не менее 100 КВт.

Поэтому термодиффузионное цинкование используют только в серийном производстве, для защиты особо ответственных узлов и деталей.





Комментарии запрещены.

Похожие статьи