Логотип НПП Электрохимия
НПП Электрохимия
Завод гальванических покрытий и металлообработки

elhim.ekb@yandex.ru

8-912-044-66-44

8-922-162-66-44

С 9.00 до 17.00

Горячее цинкование | Свойства и назначение покрытия | Контроль качества

Содержание:

 

1. Введение

2. Горячее цинкование: что это такое и немного истории

3. Свойства цинкового покрытия. Для каких изделий используется

4. Горячее цинкование. Описание технологии процесса

5. Контроль качества покрытия, браковочные признаки

6. Достоинства и недостатки горячего цинкования

7  Стоимость горячего цинкования. Факторы, влияющие на формирование цены.

8. Сравнение с другими методами цинкования.

 

1. Введение

Металлические изделия применяются повсеместно. Но, к сожалению, в мире нет ничего вечного! Даже металл разрушается естественным путем, приводя к миллиардным убыткам. Поэтому неудивительно, что ученые разрабатывают разные технологии, способные защитить стальные конструкции и изделия от коррозии. 

 

Отметим, что именно горячее цинкование является наиболее простым и популярным способом борьбы со ржавчиной. Сегодня мы подробно расскажем о данном технологическом процессе, его свойствах, сильных и слабых сторонах и т.п. 

 

2. Горячее цинкование: что это такое и немного истории 

Горячее цинкование – покрытие металлического изделия слоем цинка для защиты от коррозии с помощью его погружения в ванну с расплавленным цинком. Температура металла  - 450 градусов по Цельсию. 

 

Основоположником горячего цинкования является Поль Жак Малуэн (французский химик). Именно он в 1742 году додумался "искупать" стальные детали в расплавленном цинке. О своем открытии Поль объявил в Королевской академии.

 

И лишь спустя почти целую сотню лет эта технология была модернизирована и запатентована. Таких успехов смог добиться Сорель в 1836 году, доказав эффективность метода путем множественных исследований. 

 

3. Свойства цинкового покрытия. Для каких изделий используется

Покрытие является барьером, защищает от образования ржавчины при контакте с окружающей средой. Доказано, что горячеосажденный цинк эффективно защищает изделия от 20 до 120 лет в зависимости от окружающей среды. Кроме того, элементы и конструкции не нуждаются в повторной окраске, а это реальная экономия!   

 

Как правило, горячее цинкование используется для нанесения покрытия на крупных изделиях, имеющих простую форму. Это могут быть трубы, уголки, листы, балки, проволока и т.п. Данный метод неэффективен для изделий с наличием резьбы, маленьких отверстий или обладающих сложной формой.

 

4. Горячее цинкование: описание технологии процесса

Насколько долго деталь будет под надежной защитой от коррозии, зависит от качества проведения работ. Ведь процесс оцинковки достаточно емкий и проходит в несколько этапов. Давайте пройдемся детальнее по каждому из них.

 

1 этап - Обезжиривание

Прежде чем приступить к оцинковке, необходимо подготовить поверхность целевого изделия. Сначала металл-основу предстоит обезжирить, ведь на ней могут быть маслянистые пятна, остатки смазки и разнообразные органические загрязнения. В этих целях используются специальные щелочные или кислотные растворы. Универсального средства нет, специалисты выбирают его, исходя от уровня загрязнения изделия. Нужно сказать, что оптимальный температурный режим для данного процесса составляет 60-80ºС.

 

2 этап - Промывка

Этой процедурой нельзя пренебрегать! Применяется, чтобы наверняка убрать все остатки жира, пены и средства, использующегося при обезжиривании. Вторая причина – раствор из ванны обезжиривания не должен попасть в последующие ванны.

 

3 этап - Травление

Такая операция позволяет устранить налет ржавчины и окалины с детали перед оцинковкой. Нужно ее погрузить в ванну, содержащую раствор соляной кислоты с концентрацией 120-210 г/л. Кстати, температура воздуха в цехе в этот момент должна быть в пределах 20 - 25ºС. Травление является одним из наиболее эффективных способов получить ровную и относительно блестящую поверхность.

 

Имейте в виду, что соляная кислота может причинить вред и самому металлу, поэтому в раствор следует добавлять специальные ингибиторы (добавки, позволяющие кислоте растворять только ржавчину и окалину, не повреждая чистую сталь). 

 

4 этап - Промывка

После травления на поверхности остаются частички компонентов раствора. Их требуется убрать. Поэтому снова нужна промывка.

 

5 этап - Флюсование

Звучит пародоксально, но после промывки на изделии опять появятся окислы железа. Устранить их можно при помощи флюсования. Данная операция позволяет получить пассивную пленку на поверхности изделия, которая защищает от последующего окисления и обеспечит превосходное смачивание в момент оцинковки.

 

Для создания раствора используют хлориды цинка и аммония. Можно привести пример одного из популярных составов - 55.4% NH4Cl, 6% глицерина, 38.4% ZnCl2. Для флюсования нужна температура в районе 60ºС. Концентрация раствора должна быть 410 - 590 г/л и ее нужно держать на постоянном контроле! Периодически требуется очищать ванну, добавляя в нее перекись водорода. На дне будут оставаться соли трехвалентного железа. Полученный осадок отправляют в отстойники, затем фильтруют.

 

6 этап - Сушка

Если в расплавленный цинк погружать мокрое изделие, то остатки воды начнут испаряться, становясь причиной "микровзрывов". Вследствии чего можно будет наблюдать необработанные или неравномерные участки! 

 

Кроме того, влажное изделие начнет понижать температуру расплавленного цинка. А значит, потребуется больше энергии для ее поддержания. Поэтому важно вначале поместить изделие в сушильную печь температурой около 100ºС.

 

7 этап - Цинкование

Если вы хотите на выходе получить изделие с качественным защитным слоем, то здесь стоит учесть ряд факторов. А именно:

 

  • качество материалов, а также температуру, до которой их нагрели;
  • время и скорость погружения изделия;
  • скорость, с которой изделия достают из ванны и способ их охлаждения.

 

Отметим, что при окунании в ванную флюс начинает плавиться, обеспечивая тем самым смачиваемость расплавленного цинка. Критически важна скорость, с которой опускают деталь. Если она будет недостаточной, то флюс успеет расплавиться раньше положенного времени и на поверхности останутся окислы. А если погружать быстро, флюс не расплавится и качество сцепления цинка с изделием резко ухудшится.

 

Оптимальная технология горячего цинкования металла предусматривает выдержку изделия в ванне с расплавом от 3 до 10 минут. Имейте ввиду, что во время вышеупомянутого процесса на поверхности расплава в ванне появляется слой шлака. Его необходимо убрать при помощи специального скребка, до того как начнете поднимать изделие. В противном случае, этот шлак осядет на оцинкованной поверхности детали. 

 

А вот толщина слоя металла будет зависеть напрямую от скорости подъема изделия. Все дело в скорости кристаллизации расплава. А значит, чем медленнее поднимается оцинкованная деталь, тем толще защитный слой. Стоит учитывать габариты и форму изделия. На их основе рассчитывают индивидуально скорость и наклон подъема.

 

8 этап - Сушка

В конце металлическое изделие остается охладить. Данную процедуру проводят в два этапа. Сначала на открытом воздухе в цехе, затем на теплом складе.

 

5. 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;
  2. нагрев;
  3. крацевание;
  4. удары поворотным молотком.

 

6. Достоинства и недостатки горячего цинкования

Преимущества:

  • шикарная коррозионная устойчивость;
  • относительно недорогой процесс;
  • высокопроизводительные линии;
  • оцинкованное изделие обладает хорошей теплопроводностью;
  • оцинкованный слой не теряет своих защитных свойств даже при его повреждении;
  • цех легко обслуживать.

 

Недостатки:

  • данная технология не позволяет наносить тонкие слои цинка, не предназначено для изделий с резьбой и высокоточных деталей;
  • не подходит для небольших штучных заказов;
  • сложно соблюсти равномерность покрытия;
  • высокий расход цинка;
  • непрезентабельный внешний вид – серый матовый цвет, не подходит для декоративных изделий;
  • невозможно покрывать изделия, превышающие габариты ванны для их погружения.

 

7. Стоимость горячего цинкования. Факторы, влияющие на формирование цены.

Стоимость услуги индивидуальна, зависит от ряда параметров. Здесь учитываются габариты, форма изделия, сложность обработки, объем работы. Есть и дополнительные "опции", за которые нужно доплачивать. К примеру, создание технологических отверстий или "ушек" для креплений, снятие старого покрытия и т.п.

 

Одним из главных параметров формирования цены будет расход цинка, чем он выше, тем дороже.

 

На сегодняшний день средняя цена в России на горячее цинкование будет в диапазоне от 22 000 до 40 000 рублей за тонну. Еще учитывайте, что многие компании берут дополнительную плату за срочность. Отдельно оговаривается стоимость оцинковки деталей весом до 100 килограммов, легких, но габаритных изделий или тех, у которых есть полости, карманы, углы и т.п. Здесь цена может варьироваться от 30 000 до 50 000 рублей за тонну. 

 

8. Сравнение с другими методами цинкования.

Есть и другие способы нанести защитный слой на деталь, некоторые из них мы уже даже упоминали. В двух словах расскажем какие бывают и чем отличаются.

 

Гальваническое цинкование. Данный вид оцинковки применяется изделий с жесткими требованиями по соблюдению толщины покрытия, а так же для мелких деталей (метиз, крепеж). Внешний вид деталей более привлекательный, высокая степень блеска покрытия. Но коррозионная устойчивость значительно ниже. При большом объеме изделий нанесение покрытия гальваническим методом всегда дороже горячего.

 

Термодиффузионное. Здесь цена выше, причем почти в 2 раза! А вот качество защитного слоя примерно на одном уровне. При этом внешний облик готовой продукции непрезентабельный. Данный метод не подходит для деталей у которых есть пластиковые вставки. Зато может "похвастаться" качеством работы на изделиях с резьбой (тут слой цинка будет равномерным)! При этом производство не вредит окружающей среде.

 

Дакромет (дельта) цинкование. Задействовано в автопромышленности. Хорошо подходит для крепежных изделий благодаря возможности нанести тонкий слой. Цена, качество защитного слоя и внешний вид готовых изделий незначительно аналогичны горячему цинкованию. Не подвержено водородному охрупчиванию. А вот адгезия подвела! Еще один недостаток – покрытие, в отличие от горячего, не способно к самовосстановлению на поврежденных участках.

 

Газотермическое напыление. С его помощью можно создавать толстые слоя цинка (от 200 микрон), причем прямо во время монтажа крупногабаритных элементов и конструкций. Не подходит для деталей с резьбой, метизов и изделий с наличием внутренних полостей, диаметр которых менее 50 см. Защитные свойства умеренные.

 

Цинк-ламельное покрытие. Одно из самых дешевых методов нанесения цинка. Покрытие состоит из порошка цинка, алюминия и связующей основы, в качестве которой выступают органические и неорганические смолы. Отличительными особенностями явлются термостойкость и пластичность покрытия (не подвержено водородной хрупкости). Декоративное, возможно придать любой цвет.

 

Оцените статью. Всего 1 клик!

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО "НПП Электрохимия". Любое копирование информации возможно только с разрешения владельца сайта. Размещение активной индексируемой ссылки на https://zctc.ru обязательно.


Читайте также: