Фазлутдинов К.К.

06.06.2020 (обновленно 06.06.2020)

6751 просмотров

Цинк-ламельное покрытие | Технология нанесения | Свойства

1. Цинк-ламельное покрытие и его свойства.

Цинк–ламельное покрытие изобретено в 70-х годах прошлого века в США. Сразу же завоевало большую популярность среди других видов антикоррозионной обработки стали.

Цинк-ламель состоит из порошка цинка, алюминия и связующей основы, в качестве которой выступают неорганические и органические (акриловые, уретановые, эпоксидные и кремний-органические) смолы.

Данное покрытие выполняется в несколько слоев. Базовый слой состоит из тонких алюминиевых (10%) и цинковых (70%) чешуек (ламелей). Толщина слоя варьируется от  10 до 15 мкм. Дополнительный защитный слой (лак) наносят для защиты базового от возникновения коррозии цинка в окружающей среде. Помимо этого, нанесение защитного слоя позволяет окрашивать деталь в желаемый цвет, улучшать тепловые и механические свойства поверхности.

Ламели (хлопья) цинка и алюминия укладываются по горизонтали во всех направлениях внахлест в несколько слоев. Схема и микроизображение цинк–ламельного покрытия показано на рисунке 1. 

Рисунок 1 - Микроизображение цинк-ламельного покрытия.

Толщина ламелей составляет несколько десятых микрон, благодаря чему можно наносить покрытия толщиной от 4 мкм. Слои располагаются параллельно и склеиваются связующим веществом, обеспечивая плотный и непроницаемый для воздуха и влаги электропроводный слой. Данное покрытие обладает барьерной и электрохимической (анодной) защитой на стали.

Свойства цинк-ламельного покрытия:

• Высокая термостойкость базового слоя при температуре 150° С в течение длительного времени;
• Термостойкость неорганического покровного слоя при 2000° С в течение 2000 часов;
• В процессе нанесения покрытия не образуется и не внедряется в металл водород, что исключает возможность образования трещин, вызванных внутренними напряжениями;
• Покрытие обладает высокой водородной проницаемостью, что делает возможной десорбцию водорода;
• Пластичность покрытия обеспечивает сохранность его в резьбовых соединениях;
• Осаждение покрытия происходит как снаружи, так и внутри детали;
• Возможность придания покрытию любого цвета;
• Осаждение покрытия с заданным коэффициентом трения;
• Покрытие не содержит соединения хрома.

2. Отличия цинк-ламели от других видов цинкования.

Существует несколько методов оцинкования:

• Гальваническое цинкование;
• «Горячее» цинкование;
• Термодиффузионное цинкование;
• Механическое цинкование;
• Конвейерный, или метод Сендзимира;
• Цинк – ламельное покрытие.

Цинк-ламельное покрытие не несет в себе угрозу наводораживания в отличие от гальванического оцинкования. Так же отсутствие шестивалентного хрома и отходов гальванического производства делает технологию цинк-ламельного производства более безопасной для окружающей среды.

Если сравнивать с дорогостоящим горячим цинкованием, то цинк-ламельное покрытие экономически выгоднее. По сравнению с механическим цинкованием покрытие получается лучше сцепленным с основой. Большим достоинством и отличием цинк-ламельного покрытия от всех остальных видов цинкования является возможность нанесения покрытия прямо на месте монтажа. Если в каком-то месте на изделии нарушилось покрытие, его можно нанести заново. Для этого нужен распылитель с композицией, которая способна застывать на воздухе.

При отсутствии в покрытии алюминия белая коррозия наступает быстрее, чем если он будет введен в количестве от 3%. При введении алюминия более 22% возникает риск питтинговой коррозии покрытия. Оптимальная концентрация алюминия составляет 3-7%. 

3. Технология и оборудование для нанесения цинк-ламельного покрытия.

Наносить цинк-ламельное покрытие можно не только на черный металл, но и на никель, медь, нержавеющую сталь, а так же легированную сталь.
Цинк-ламельное покрытие наносится на множество видов сталей (углеродистая сталь, нержавеющая сталь, никель, медь и т.д.)

Технология нанесения цинк-ламельного покрытия состоит из нескольких этапов:

• Очищение и обезжиривание деталей;
• Дробеструйная обработка (при необходимости);
• Загрузка деталей в линию;
• Нанесение состава.;
• Предварительный нагрев до 80° С;
• Отверждение при 250° С;
• Нанесение финишных слоев.

Нанесение покрытия может происходить разными способами:

• Распыление раствора из краскопульта, в том числе электростатического (крупногабаритные детали);
• Погружение с вытягиванием (средние и сложнопрофильные детали);
• Погружение с центрифугированием (мелкие детали).

Сушка и спекание производятся в специальных печах. Сначала детали с покрытием предварительно обогревают до температуры 60-80° С. Затем выдерживают в проходной печи при температуре 180-250° С, таким образом покрытие структурируется и образуется однородный адгезионно-прочный слой.

Следующая стадия - принудительное охлаждение и выгрузка изделий.

Последней стадией является нанесение финишного слоя, который усиливает коррозионную стойкость покрытия.

На рисунке 2 изображено конвейерное производство деталей с цинк-ламельным покрытием.

Рисунок 2 - Конвейер по нанесению на изделия цинк-ламельного покрытия.