Болты, гайки и шайбы с термодиффузионным цинковым покрытием (по цене завода)

Содержание

Болты, гайки и шайбы с термодиффузионным цинковым покрытием (по цене завода)

Термодиффузионное цинкование: описание и преимущества

Для защиты различных металлоконструкций, металлических изделий (в частности метизов) от коррозии широко применяется покрытие их цинком. Существует масса технологий получения защитного цинкового покрытия. Один из доступных вариантов – шерадизация или термодиффузионное цинкование. Это достаточно новый способ обработки, но несмотря на это, многие специалисты признали его очень перспективным.

Особенности технологии

Термодиффузионное цинкование – это метод, в основе которого лежит физическое явление диффузии легирующей составляющей металла, которая затем переходит на верхний слой изделия или конструкции. Термодиффузия возможна при относительно высоких температурах – от 400 до 470 градусов. В поверхностные слои металла диффузируют молекулы цинка.

Это процесс, при котором молекулы цинка испаряются из цинкосодержащей смеси в специальных контейнерах при высоких температурах, а затем проникают в поверхностный слой металла. В результате образуется слой на основе сложных сплавов цинка и железа.

В результате применения данной технологии на поверхности образуется однородное цинковое покрытие. При этом слой будет однородным даже в местах, в которые доступ затруднен.

Если процесс термодиффузионного цинкования будет проводиться при максимальных температурах, то молекулы покроют поверхность детали более интенсивно. Однако, покрытие не будет иметь нужных характеристик. Такая поверхность отличается не только высокой хрупкостью – слой цинка будет очень легко отслаиваться. Что касается степени антикоррозионной защиты, то он будет очень слабым.

Как происходит процесс обработки?

Технология достаточно проста, но потребуется наличие специального оборудования:

1. Первым делом поверхность тщательно очищают. Если на изделии имеются следы смазывающих материалов, то их легко удалить при помощи специальных составов – дигрейзеров. Для того чтобы удалить с поверхности следы коррозии и окалину, применяют пескоструйную установку. Кроме того, применяется и ультразвуковая чистка.

2. Когда деталь тщательно очищена, она отправляется в специальную тележку. Перед проведением процедуры деталь обязательно взвешивают – это нужно, чтобы точно определить количество состава, с помощью которого и будет проведено нанесение цинкового покрытия. Технология позволяет изменять количество смеси, которая наносится на обрабатываемую поверхность, в зависимости от объема готового раствора, а также от массы, геометрических характеристик детали, ее конструкции.

3. После того как деталь очищена и известен ее вес, она аккуратно помещается в специальную муфельную печь, где непосредственно и осуществляется термодиффузионное цинкование. Температурный режим подбирают исходя от типа обрабатываемой детали, марки сплава и принятых стандартов. Среднее время процесса зависит от мощности оборудования, а также от состава рабочей смеси. В процессе термодиффузии деталь в контейнере постоянно вращается. Толщина цинковой пленки для разных типов металлов составляет в среднем 0,5 мкм.

4. Когда обработка будет окончена, изделия достают и очищают от остатков насыщающих смесей. Цинковые составы могут быть различными. Одна из самых популярных марок такой продукции — «Левикор». Ее широко используют в современной промышленности за счет высокой проникающей способности. «Левикор» позволяет получать защитный цинковый слой различной толщины, при этом уровень защиты от коррозии очень высокий.

Несмотря на относительную простоту, термодиффузионное цинкование требует наличия определенных знаний, а также навыков. В промышленности практически все изделия стараются подвергать именно такой обработке. В домашних условиях использовать данную технологию невозможно ввиду того, что требуется оборудование для термодиффузионного цинкования. Порой оно может достигать огромных размеров.

На видео: пример термодиффузионного покрытия цинком.

Область применения

Чаще всего технология применяется на таких изделиях, как:

  • арматура, использующаяся в отраслях добычи газа и переработки нефти;
  • ограждающие конструкции;
  • элементы трубопроводов, арматура для строительства;
  • различные детали мебельной фурнитуры;
  • арматура для производства дорожного полотна;
  • элементы автомобилей;
  • детали ЛЭП;
  • большинство метизов.

Преимущества и недостатки

Технология отличается огромным количеством преимуществ:

Любые виды оцинкования – это гарантированная защита металла от коррозионных процессов. Использование термодиффузии делает этот процесс более экономически выгодным, так как не требуется больших затрат ресурсов.

Минусов только два:

  • Слой цинка, который формируется посредством диффузии, имеет малопривлекательный серый цвет. Данную проблему решают за счет нанесения на поверхность специального декоративного слоя. Но это никак не оговаривается в ГОСТах и нормативах. В большинстве случаев, когда эстетика не важна, на данный недостаток особого внимания не обращают.
  • Габаритные размеры изделий, которые можно обрабатывать таким образом, существенно ограничены параметрами контейнера и его объемами.

Требования к покрытиям

Существует несколько классов покрытий:

  • 1-й – от 6 до 9 мкм;
  • 2-й – 10-15 мкм;
  • 3-й класс – 16-20 мкм;
  • 4-й класс -21-30 мкм;
  • 5-й класс – 40-50 мкм.

В ГОСТах на данную технологию ничего не упоминается о более толстом покрытии. Но большинство предприятий данную услугу предоставляют. Однако необходимо получить предварительное согласование с заказчиком.

Термодиффузионному воздействию не подергаются те детали, где имеются паяные соединения или любые другие с использованием различных смол. На данных деталях термодиффузионные процессы невозможны.

Также по ГОСТам слой цинка не должен иметь дефектов, а именно:

  • остатков насыщающей смеси, которая не смывается;
  • инородных вкраплений;
  • наростов, раковин и пустот;
  • отслоения или вздутия;
  • трещин и участков, где отсутствует покрытие.

Данный способ обработки регламентируется следующими документами: ГОСТ Р 9.316-2006. Можно подробней ознакомиться с ним при необходимости. Также следует знать, что в 2008 году утвердили новые стандарты на нанесение цинковых покрытий на метизы.

Что говорит специалист (1 видео)

Оцинкованный металл (20 фото)

Как делаются термодиффузионные метизы ?

Процесс нанесения покрытия представляет собой замкнутый технологический цикл, разбитый на несколько операций:

  • 1-й этап: предварительная механическая очистка с помощью дробеметной установки;
  • 2-й этап: загрузка очищенных деталей в контейнер; добавление насыщающей смеси;
  • 3-й этап: проведение термодиффузионного процесса, обеспечивающего нанесение на покрываемую поверхность деталей цинкового слоя;
  • 4-й этап: разгрузка деталей из контейнера с одновременной очисткой их от остатков насыщающей смеси и пассивирование.
  • 5-й этап: остывание готовой продукции.

Строительные детали, предназначенные для нанесения следующих видов покрытий (краски, склейки, пластифицирование и др.), как правило, пассивируются 1 раз. Во всех других случаях проводятся две пассивационные операции, с промежуточной промывкой деталей. Для получения качественного антикоррозионного покрытия все технологические этапы имеют одинаково важное значение и являются равными составляющими технологического процесса. Следует отметить, что технология нанесения покрытия не делает исключения ни для одного вида деталей, которые по своим размерам, весу и конфигурации входят в технологический контейнер оборудования, принятого на вооружение в данный момент. Оборудование, предназначенное для обработки деталей другого размера, выполняется на заказ. Соответственно на этапе выработки технического задания определяется габаритный размер контейнера и печей, а также мощность остальных агрегатов в линии, пропускная способность дробемета, пассивационных установок и сушки. Этап подготовки поверхности включает в себя ультразвуковую, дробемётную или пескоструйную очистку деталей, которая особенно важна для металлоизделий, имеющих на себе окалину после термической обработки во время производства.

Термодиффузионное цинкование: технология и оборудование

Термодиффузионное цинкование, которое также называют шерардизацией, является относительно новой технологией нанесения на поверхность изделий из металла слоя цинка. Между тем именно такой способ цинкования среди всех существующих на сегодняшний день признается многими специалистами наиболее перспективным.

Технология термодиффузионного цинкования предназначена для защиты от коррозии стальных и чугунных изделий

Технология термодиффузионного цинкования предназначена для защиты от коррозии стальных и чугунных изделий

Особенности и сферы применения

Такой метод защиты металлических изделий от коррозии и старения, как термодиффузионное цинкование, общие требования к которому регламентирует ГОСТ Р 9.316-2006, основан на явлении диффузии молекул металла, протекающей при относительно высокой температуре (400–470°). В данном случае в поверхностный слой обрабатываемого изделия диффузируют молекулы легирующего элемента – цинка.

В результате применения такой технологии на поверхности металлической детали формируется однородный цинковый слой. При этом однороден такой слой даже в труднодоступных местах обрабатываемого изделия.

При термодиффузионной обработке детали покрываются равномерном слоем цинка, включая отверстия и внутренние полости

При термодиффузионной обработке детали покрываются равномерном слоем цинка, включая отверстия и внутренние полости

Диффузионному поверхностному цинкованию, выполняемому при термическом воздействии на обрабатываемую деталь, чаще всего подвергают:

  • арматуру, применяемую в нефтяной и газовой отраслях;
  • ограждающие дорожные и мостовые конструкции;
  • элементы трубных коммуникаций и строительную арматуру;
  • фурнитуру, используемую для изготовления мебели;
  • арматуру, применяемую для укрепления железнодорожного полотна;
  • конструктивные элементы автотранспортных средств;
  • конструктивные элементы ЛЭП (линии электропередачи).

Термодиффузионное цинкование позволяет получать на поверхности металла цинковый слой минимальной толщины, благодаря чему подвергать такой обработке можно даже детали, отличающиеся очень небольшими размерами.

При повышении температуры обработки по данной технологии до 470° термодиффузия молекул цинка в поверхностный слой металла становится более интенсивной, но полученное в итоге покрытие не обладает требуемыми характеристиками. Оно не только отличается повышенной хрупкостью и легко отслаивается от поверхности изделия, но и не способно обеспечить требуемый уровень антикоррозионной защиты.

Промышленная линия термодиффузионного цинкования

Промышленная линия термодиффузионного цинкования

Чтобы сформировать на поверхности металлического изделия термодиффузионное цинковое покрытие заданной толщины, обладающее высокими защитными характеристиками, необходимо предусмотреть ряд дополнительных процедур.

  • Проводится тщательная очистка поверхности изделия, которое будет подвергаться обработке.
  • Необходимо обеспечить герметичность контейнера для термодиффузионного цинкования.
  • Когда герметичность контейнера обеспечена, в нем необходимо создать инертную или восстановительную среду. Следует иметь в виду, что в окислительной среде цинкование выполнять нельзя.

Детали обработаны и загружены в специальную емкость для термодиффузионного цинкования

Детали обработаны и загружены в специальную емкость для термодиффузионного цинкования

При выполнении самого термодиффузионного цинкования в рабочую среду желательно вносить специальные флюсующие элементы, которые называют активаторами.

Если придерживаться всех вышеуказанных рекомендаций и строго соблюдать все технологические режимы, то на поверхности металлического изделия можно сформировать термодиффузионное цинковое покрытие, которое будет соответствовать как заданной толщине, так и требуемым защитным характеристикам.

Сравнительный анализ коррозионной стойкости

Сравнительный анализ коррозионной стойкости

Алгоритм нанесения термодиффузионного цинкового покрытия выглядит следующим образом.

  • Обрабатываемая поверхность тщательно очищается (в производственных условиях для этого используют дробеметные, пескоструйные и ультразвуковые установки).
  • Изделие и специальную смесь, за счет которой будет осуществляться насыщение его поверхности цинком, помещают в герметичный контейнер.
  • В контейнере создается требуемая температура, при которой и протекает диффузионное поверхностное цинкование.

Печь для термодиффузионного цинкования

Печь для термодиффузионного цинкования

После окончания цинкования деталь извлекают из контейнера и очищают ее поверхность от остатков использованной смеси. Затем остается выполнить пассивирование уже оцинкованной поверхности и дать ей полностью остыть.

Для выполнения диффузионного поверхностного цинкования используются различные насыщающие смеси, одной из которых является «Левикор». Высокую популярность у отечественных специалистов смесь «Левикор» завоевала благодаря тому, что ее отличает высокая проникающая способность, а ее применение позволяет получать цинковые покрытия требуемой толщины, обладающие исключительными защитными свойствами.

Достоинства и недостатки

Технология цинкования, для реализации которой используется термодиффузия, отличается целым рядом достоинств. Перечислим их.

  • Поверхность обработанного изделия и сформированный на ней цинковый слой характеризуются отличной адгезией.
  • Данный метод обработки отличается экономичностью, так как для его реализации не требуются большие производственные площади, значительные затраты рабочей силы и электрической энергии.
  • Технология термодиффузионного цинкования позволяет получать идеально ровное и однородное по своей толщине покрытие, отличающееся, кроме того, высокими защитными свойствами.
  • За счет того, что термодиффузия осуществляется в герметичных контейнерах, данный процесс отличается токсической, химической и экологической безопасностью. При работе с такими установками человек не получит термический ожог, а также не подвергнется воздействию других факторов, которые бы могли негативно отразиться на его здоровье.
  • Толщина цинкового слоя при использовании такой технологии хорошо поддается регулировке в достаточно широких пределах.
  • Образующиеся в процессе термодиффузионного цинкования отходы легко утилизируются. При этом процесс такой утилизации, выполняемой по стандартной схеме, также не связан с опасностью для человеческого здоровья.
  • Для очистки поверхности изделия после термодиффузионного цинкования не используются кислоты и другие агрессивные средства.
  • Оборудование, на котором выполняется диффузионное поверхностное цинкование, отличается простотой управления и обслуживания.
  • Процедура термодиффузионного покрытия цинком выполняется при более щадящем температурном режиме, если сравнивать ее с другими технологиями нанесения защитных покрытий.

После этого типа цинкования возможна последующая окраска деталей

После этого типа цинкования возможна последующая окраска деталей

У данной технологии есть два основных недостатка. Заключаются они в следующем.

  • Цинковый слой, формирующийся на поверхности изделия при использовании данной методики, отличается малопривлекательным сероватым цветом. Такая проблема решается путем нанесения на предварительно полученное термодиффузионное цинковое покрытие дополнительного декоративного слоя. Следует, однако, иметь в виду, что возможность нанесения такого слоя не оговаривается положениями ГОСТа. Во многих случаях, когда для оцинкованных металлических изделий эстетический фактор не столь важен, на такой недостаток не обращают внимания.
  • Габариты изделий, которые могут быть подвергнуты термодиффузионному цинкованию, серьезно ограничены размерами герметичного контейнера, а также внутренним объемом нагревательной печи.

При выполнении такой обработки следует строго придерживаться не только технологических рекомендаций, но и правил техники безопасности. В противном случае в организм человека может попасть цинковая пыль, которая способна нанести вред его здоровью.

Требования ГОСТ Р 9.316-2006 к термодиффузионным цинковым покрытиям

В соответствии с положениями нормативного документа, термодиффузионные цинковые покрытия могут быть отнесены к одному из следующих классов:

  • 1-й класс – толщиной 6–9 мкм;
  • 2-й класс – 10–15 мкм;
  • 3-й класс – 16–20 мкм;
  • 4-й класс – 21–30 мкм;
  • 5-й класс – 40–50 мкм.

Несмотря на то, что в ГОСТе не упомянуты цинковые покрытия большей толщины, потребитель по согласованию с производителем может заказать их нанесение. Однако в таком случае полученное покрытие будет относиться к категории нестандартных.

Рассматриваемый метод цинкования позволяет получить качественное цинковое покрытие толщиной 5–100 микрон

Рассматриваемый метод цинкования позволяет получить качественное цинковое покрытие толщиной 5–100 микрон

Термодиффузионное цинковое покрытие не наносится на те металлические конструкции и изделия, на которых имеются соединения, выполненные при помощи смол или припоя. Нанести цинковый слой на такие детали возможно, но для этого следует применять другие технологии.

В соответствии с положениями ГОСТ, цинковый слой, нанесенный на металлическое изделие по рассматриваемой технологии, не должен иметь следующих дефектов:

  • остатков насыщающих смесей, которые не поддаются смыванию;
  • вкраплений инородных тел;
  • наростов;
  • пустот и раковин;
  • отслоений;
  • трещин на поверхности;
  • вздутий;
  • даже очень незначительных по площади участков, на которых отсутствует покрытие.

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к процессу обработки деталей методом термодиффузионного цинкования можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже. ГОСТ Р 9.316-2006 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия термодиффузионные цинковые. Общие требования и методы контроляСкачать
Оценка статьи:

Поделиться с друзьями:

Преимущества технологии

Чаще всего говорят о таких преимуществах этого способа цинкования, как:

  • Прекрасная адгезия цинкового покрытия с металлом;
  • Проникновение цинка даже в труднодоступные участки заготовки, получение ровного цинкового слоя с отличными антикоррозионными показателями (защитная способность покрытия в несколько раз превышает возможности гальванического способа цинкования);
  • Возможность обработки заготовки любой конфигурации (покрытие ровно ложится на все выступы, полости, резьбу, отверстия и пр.);
  • Относительная простота технологии и ее экономичность, что обуславливается отсутствием необходимости в больших площадях, привлечения большого числа специалистов и т.п.;
  • Возможность создания защитного слоя разной толщины;
  • Возможность обработки широкого спектра деталей и металлоконструкций;
  • Исключение пагубного воздействия самого технологического процесса на окружающую среду и человеческое здоровье, то есть полная экологическая, токсическая, химическая безопасность. Это обуславливается за счет того, что процесс нанесения покрытия осуществляется в герметичных контейнерах. К тому же для очистки обрабатываемых деталей не требуется использование кислот и опасных химических составов;
  • Простота утилизации отходов после проведения процедуры цинкования.

Единственный недостаток методики – отсутствие блеска у покрытия. Защитный слой получается темно-серого цвета и не имеет такого эстетического эффекта, как при других способах цинкования. Однако далеко не для всех деталей это является важным фактором. Чаще всего метод термодиффузионного цинкования выбирается в тех случаях, когда внешний вид детали не имеет большого значения, а на первый план выходят прочностные и антикоррозийные характеристики.

Термодиффузионное цинкование метизов и болтов

Термодиффузионное цинкование по привлекательным ценам

Среди возможных способов защиты металлоконструкций от разрушающего воздействия коррозии, особенно популярным в последнее время становится термодиффузионное цинкование. Несмотря на то, что технология подобной металлообработки появилась сравнительно недавно, она дает отличные результаты, в частности, позволяет продлить срок службы изделий приблизительно на 15-20 лет. Заказать услугу термодиффузионного цинкования по умеренной цене и с гарантией качества есть возможность у каждого клиента нашего завода. Имея в распоряжении самое современное оборудование, и строго следуя установленным ГОСТами нормативам, мы наносим защитный слой на различные изделия, которыми могут быть:

  • арматура для систем трубопроводов;
  • закладные элементы;
  • всевозможные метизы;
  • профильные трубы и углы;
  • металлические полосы и швеллеры и т.д.

Процесс термодиффузионного цинкования может выполняться для различных целей, например, в рамках метизного производства, сооружения контактных сетей и т.д. Суть метода заключается в нанесении на ту или иную поверхность особой порошковой смеси, содержащей атомы цинка, которые формируют защитный слой и минимизируют опасность развития коррозии.

Достоинства термодиффузионного цинкования

Если сравнивать с другими технологиями, термодиффузионное цинкование имеет более высокую цену, однако обеспечивает максимальный уровень защиты. Другими значительными преимуществами стоит назвать:

  • оптимальное сцепление с ЛКМ;
  • высокие прочностные характеристики обработанных покрытий;
  • отсутствие повреждений в процессе сварочных работ;
  • сохранение структуры при изгибе и других механических воздействиях;
  • экономичность – хотя цена термодиффузионного цинкования несколько выше, чем гальванического или горячего, технология выгодна с финансовой точки зрения, поскольку существенно увеличивает срок эксплуатации деталей;
  • небольшая толщина защитного слоя;
  • возможность использования совместно с другими методами обработки металлических изделий.
Вам будет интересно  Гальваническое цинкование металла: технология, оборудование
Последовательность термодиффузионного цинкования

Процесс нанесения насыщающей смеси, в которой присутствует цинк и инертный наполнитель, происходит в особой печи с постоянно вращающейся камерой. Наш завод использует оборудование последнего поколения, в четкости придерживаясь технологической последовательности металлообработки:

  • подготовка основания – чрезвычайно важный этап термодиффузионного цинкования, в особенности для элементов, содержащих окалину после производства;
  • упаковка изделий в барабаны либо контейнеры;
  • обработка химическим и термическим способом;
  • охлаждение и распаковка изделий;
  • извлечение из диффузионной камеры.
Заказать услугу термодиффузионного цинкования

Стремясь оправдывать самые высокие ожидания клиентов, наш завод предлагает услуги термодиффузионного цинкования по демократичным ценам и с гарантией соблюдения сроков нанесения антикоррозийной защиты. Все условия сотрудничества оговариваются заранее, и вы можете не сомневаться в том, что мы справимся с поставленными задачами.

Какие существуют методы защиты метизов и на что это влияет

Спрос на метизные изделия всегда довольно высок. Многие производители крепежа в борьбе за клиентов задумываются о том, как сделать товар еще более качественным и надежным.

Пожалуй, самый распространенный способ придать изделию прочности — нанесение защитного цинкового покрытия. Цинк принимает на себя воздействие агрессивных сред, тем самым, предохраняя металл, который под ним, от разрушения.

Оцинкованные изделия служат дольше обычных — в среднем, до 30 лет, и имеют более высокие прочностные характеристики. Это позволяет снизить затраты на ремонт и обслуживание объектов, где используется оцинкованный крепеж, а также увеличивает эксплуатационную безопасность.

Применение оцинкованных изделий особенно актуально для мест с повышенной влажностью, где постоянно происходит процесс окисления металла. Цинк, являясь анодом по отношению ко многим металлам (исключая алюминий и магний), растворяется в коррозионно активных средах, а сталь как катод остается не поврежденной, пока на ней есть цинковое покрытие.

Существуют различные методы оцинковки, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы.

Гальваническое цинкование

Самый распространенный на данный момент способ оцинковки металла. По сути, он представляет собой процесс электролиза, когда в ванну с электролитом погружаются стальные изделия и цинковые пластины. К ним подключается источник постоянного тока. Цинковая пластина в процессе электролиза растворяется, и ионы цинка оседают на поверхности метизов, создавая тем самым гальваническое покрытие от 5 до 25 мкм, придающее изделиям блестящий вид. Однако, есть и минусы. Это — низкая адгезия, то есть, сцепление между молекулами цинка и металла, из-за чего может несколько снижаться прочность покрытия. Тем не менее данный метод цинкования является самым доступным, его технология хорошо отлажена и на выходе дает достаточно качественный уровень покрытия. При этом его себестоимость сравнительно низкая, и не повышает в разы стоимость изделий, в отличие от других, более дорогих методов.

Горячее цинкование

Горячее цинкование заключается в следующем: обезжиривание, промывка и протравливание деталей в кислоте, затем — повторная промывка. После этого изделия помещают в специальный барабан и погружают в ванну с расплавленным цинком температурой около 465оС. При вращении барабана детали равномерно окунаются в цинк, а далее барабан вынимают и раскручивают в центрифуге, чтобы удалить излишки.

К сожалению, при таком методе изделия с внутренней резьбой (типа гайки) приходится обтачивать повторно, так как оттуда лишний цинк не удаляется. Однако, если с такими гайками использовать оцинкованные гальваническим способом болты, большой проблемы не будет, так как обладая высокой анодностью и пористостью, гальванический цинк «берет удар на себя».

Горячее цинкование придает металлическим изделиям хорошую коррозионную стойкость, даже большую, чем при гальваническом цинковании, что является главным плюсом этого метода. К минусам можно отнести довольно высокую стоимость такой процедуры — на 20-40% дороже электролитического цинкования.

Горячее цинкование больше подходит для гвоздей, проволоки, а также других метизов, где нет резьбы, и не подходит для крепежа.

Термодиффузионное цинкование

Прогресс не стоит на месте, и, конечно, с развитием технологий стали появляться все более эффективные и экологичные методы оцинковки, среди которых — термодиффузионный.

Покрытие формируется за счет взаимодействия частиц цинкового порошка с поверхностью металла, а также при взаимодействии железа с паровой фазой цинка, образующейся при высокой температуре. Происходит процесс диффузии цинка и железа, в результате чего получаются интерметаллидные соединения, равномерно распределяющиеся по всей поверхности изделия. Оцинковка таким методом происходит в закрытых ретортах при температуре от 380 до 4500оС, а само покрытие получается без пор и имеет прочную адгезионную связь с металлом. Все это позволяет получить плотное равномерное цинковое покрытие по всей поверхности, включая внутренние части, без риска повышения хрупкости изделий.

Термодиффузионный способ — наименее травматичный: без предварительной химической обработки, без дополнительной обточки, и наиболее экологичный и безопасный: без необходимости создания очистных сооружений. Также при желании можно варьировать толщину покрытия путем изменения длительности нахождения изделий в печи.

Получаемые таким образом оцинкованные метизы и крепеж наиболее прочны и могут использоваться даже в самых неблагоприятных условиях долгие годы без замены. Есть и минусы, среди которых — отсутствие декоративных свойств (покрытие получается без блеска, «глухим»), и необходимость высокотехнологичного оборудования. По всем остальным показателям — это наиболее эффективный и качественный метод.

Механическое цинкование

Само название позволяет догадаться о технологии оцинковки таким методом. Покрытие получается в результате «втирания» цинковой суспензии в водном растворе в изделие с помощью специальных стеклянных шариков при вращении галтовочного барабана, куда все это загружается. Из минусов — низкая точность нанесения, а также небольшая износостойкость. Из плюсов — процесс происходит при комнатной температуре, благодаря чему нет риска повышения хрупкости изделий (как при высоких температурах) и нет перерасхода электроэнергии.

Крепеж, оцинкованный таким способом, имеет высокие декоративные свойства и может применяться при отделке помещений, а также в тех случаях, когда почти нет воздействия агрессивных сред.

Цинкламельное покрытие

Защитное покрытие при таком методе наносится с помощью специальных растворов, где 80% цинка и 20% алюминия и связующих элементов. Нанесение может производиться с помощью галтовочных барабанов и колоколов, спреев-статиков или погружением деталей в раствор. Получается многослойное покрытие: базовый слой, а также 1 или несколько дополнительных слоев, благодаря которым достигаются и другие свойства, кроме защитных — фрикционность, пластичность, декоративность, теплостойкость, химическая стойкость и т. д. Из плюсов: покрытие экологически безопасно — в нем нет соединений шестивалентного хрома и других тяжелых металлов. Толщина слоя может быть разной — от 4 до 100 мкм и более, при этом резьба и маркировка не повреждаются.

Метизы и крепеж с таким покрытием отличает также высокая антикоррозийность и термостойкость. Есть возможность выбирать цвета, что позволяет использовать потом изделия в декоративной отделке. Из минусов — не самая высокая прочность покрытия, ниже, чем у гальваники.

Фосфатирование

Суть данного метода – в создании на поверхности изделий защитного слоя малорастворимых фосфатов цинка, железа или марганца. Представляет собой химический процесс, при котором происходит взаимодействие фосфатирующего раствора и металла.

Фосфатирование может быть:

  • электрохимическое;
  • химическое; холодное,
  • нормальное,
  • ускоренное.

Данный метод позволяет добиться высокой устойчивости метизов к коррозии, повышению их износостойкости, твердости, электроизоляционных качеств. Такое покрытие мягче стали, но тверже, чем медь или латунь.

Из плюсов: фосфатное покрытие не подвержено воздействию кислорода, смазочных материалов, органических масел, бензола, толуола, керосина, различных газов, даже может выдержать какое-то время влияние температуры от + 500 °С до -75°С и напряжения до 500 В. Фосфатированные изделия могут использоваться даже в очень жарком и влажном климате.

Из минусов: под воздействием кислот, щелочей, морской и пресной воды, пара, аммиака может разрушаться.

Фосфатирование часто используется перед окраской, так как обеспечивает нужный уровень защитных свойств лакокрасочных покрытий. Благодаря этому также увеличивается сцепление краски с металлом и уменьшается вероятность развития подпленочной коррозии.

Как видим, каждый метод имеет свои «за» и «против». При выборе метизов и крепежа следует обращать внимание на то, как именно было проведено цинкование изделий, но самое главное — где и как они будут использоваться. Ведь именно от этого зависит, какими техническими характеристиками должны обладать выбираемые комплектующие.

Наша фабрика – Maihong Fasteners – применяет такие методы защиты метизов как фосфатирование (черные саморезы) и гальваническое цинкование. Все наши изделия соответствуют европейским стандартам качества и экспортируются в различные страны мира.

Если вы хотите больше узнать о нашей продукции и ценах, заполните форму обратной связи ниже, и мы отправим вам прайс-лист.

Термодиффузионное цинкование: технология, оборудование

Термодиффузионное цинкование позволяет создать на металлической поверхности некоторый защитный слой, который значительно продлевает срок службы материала.

Особенность цинкового слоя заключается в том, что он обеспечивает как электрохимическую, так и механическую защиту металлической заготовке.

Данный метод достаточно востребован в промышленной сфере, а технология, по которой выполняется термодиффузионное цинкование, успешно испробована на поверхностях различных видов металлов.

Конечно, для того чтобы провести данный вид цинкования материала, потребуется определенное оборудование, для которого высокая температура является рабочей.

Антикоррозийная обработка

Следует отметить, что цинк имеет свойство вступать в химическую реакцию с большим количеством самых разных элементов и является достаточно активным металлом.

Если провести простейшие опыты из школьного курса химии, то можно наблюдать, как при взаимодействии цинка с водой или воздухом поверхность самого металла покроется тонкой пленкой.

Именно таким образом и получают защитное покрытие при помощи термодиффузионного цинкования на поверхностях самых разных видов металлов.

Данная технология используется только в промышленных сферах, так как требуется специальное оборудование и высокая рабочая температура, а также наличие активных смесей.

Особенности процесса

Данный метод достаточно простой, однако требует наличия специального оборудования и определенной рабочей температуры.

Для начала выполняется максимально тщательная очистка той поверхности, которая будет цинковаться.

Если есть на поверхности следы от масла, то они легко удаляются при помощи дигрейзера.

Для того чтобы убрать с материала ржавчину и окалину, необходимо воспользоваться дробометной установкой.

Кроме этого, для удаления грязи с поверхности используют некоторые специфические методы обработки, такие, как пескоструйная или ультратразвуковая.

После того как поверхность станет чистой, ее отправляют на загрузку, и для этого помещают на специальную металлическую тележку.

Также изделие перед обработкой взвешивается. Это делается для того, чтобы правильно определить количество смеси, с помощью которой и будет проводиться данное цинкование.

Метод позволяет регулировать количество наносимой смеси в зависимости от количества приготовленного раствора, а также формы и массы детали.

Толщина стандартного слоя для различных типов металлов составляет в среднем около пятидесяти микрон. Технология, несмотря на свою относительную простоту, требует определенных знаний и навыков от исполнителя работ.

Термодиффузионным цинкованием на крупных предприятиях стараются подвергать практически все металлические изделия и заготовки.

После того как заготовка будет очищена и взвешена, ее аккуратно помещают в муфельную печь, непосредственно в которой и происходит само термодиффузионное цинкование.

В некоторых отдельных случаях температура в печи может достигать четырехсот градусов выше нуля.

Сам температурный режим следует подбирать в зависимости от типа заготовки, марки стали и принятых на предприятии стандартов.

Технология предполагает среднее время обработки порядка ста двадцати минут.

На показатели времени нанесения термодиффузионного покрытия цинка влияет, главным образом, мощность используемого оборудования, а также состав используемой смеси.

Данный метод практически невозможно использовать в домашних условиях ввиду того, что требуется специальное оборудование достаточно крупных размеров.

Следует отметить, что в процессе термодиффузионного цинкования необходимо, чтобы контейнер, в который помещены заготовки, находился в непрерывном вращении.

Данный метод предполагает после цинкования обработку поверхности пассивацией.

Такая дополнительная обработка позволяет эффективно защитить металлическую поверхность от воздействия атмосферного воздуха.

Также проводится галтовка, при помощи которой с заготовки удаляются заусеницы.

На завершающем этапе деталь тщательно высушивают.

Плюсы и минусы

При помощи термодиффузионного цинкования можно проводить эффективную обработку целого ряда метизов. Данный метод имеет целый ряд самых разных преимуществ.

В первую очередь, изделия становятся более стойкими к коррозионным процессам, если выдержана требуемая толщина слоя. Кроме этого, покрытие полностью повторяет как контур, так и форму метизов.

За счет термодиффузионного цинкования заготовки приобретают более высокие показатели твердости. Кроме этого, металлы становятся более устойчивыми к абразивному типу разрушений.

Технология эффективна для большей части самых разных метизов, притом, что затраты на проведение данного вида цинкования минимальны.

Конечно, необходимое оборудование требует определенных изначальных затрат, однако они достаточно быстро окупаются.

Также к достоинствам данного метода можно отнести высокую адгезию, а также практически полную безопасность в экологическом плане.

Несмотря на огромное количество достоинств термодиффузионного цинкования, данный метод имеет и некоторые недостатки.

Так, данный процесс характеризуется достаточно низкой производительностью по сравнению с другими технологиями цинкования металлов.

Кроме этого, термодиффузионному цинкованию нельзя подвергать различные виды декоративных покрытий.

Это связано с тем, что после проведения данной процедуры первоначальное покрытие приобретет неприятный мышиный цвет.

Следует отметить и то, что после термодиффузионного цинкования образуется большое количество аэрозолей с содержанием цинковой пыли, которая в свою очередь вредна для здоровья.

Несмотря на все недостатки, данная методика достаточно востребована и активно применяется на самых разных крупных предприятиях.

Область применения

Практически на всех крупных промышленных предприятиях, которые работают в сфере обработки металлов, цинкование достаточно востребованный способ защиты металлических изделий.

Он пользуется высоким спросом за счет минимального количества необходимого оборудования и своей относительной простоты.

На выходе изделие приобретает специальный защитный слой, который позволяет значительно продлить его срок службы.

Особенно часто его используют для обработки самых разных крепежных систем, использующихся в сфере строительства.

Еще одно преимущество, которое сильно влияет на популярность данного вида защиты, это его дешевизна, а также максимально высокие эксплуатационные свойства, которые приобретает обработанное изделие.

Достаточно активно термодиффузионному цинкованию подвергают различную арматуру, трубы, а также самые разные детали для автомобилей.

Покрытие наносят на поверхность фитингов, а также на полые и резьбовые заготовки самого разного назначения.

Пленка хорошо ложится на детали, которые имеют сквозные и глухие отверстия, а также на самые разные элементы из мебельной фурнитуры.

Достаточно востребован данный вид защитного покрытия при изготовлении железнодорожных и контактных сетей, а также мостовых ограждений.

В настоящее время такая обработка считается наиболее экономически обоснованной и эффективной.

Способ изготовления порошковой смеси для термодиффузионного цинкования

Изобретение относится к химико-термической обработке поверхностей деталей путем термодиффузионного цинкования в порошковых цинксодержащих смесях для антикоррозиционной обработки изделий. Предложенный способ включает смешение порошка цинка, инертного наполнителя и активатора, вводимого в количестве не более 2 мас.% к массе порошка цинка, причем инертный наполнитель предварительно делят на две порции, одну из которых модифицируют, смешивая ее с активатором, с получением активированного наполнителя, а другую порцию инертного наполнителя, порошок цинка и полученный активированный наполнитель вводят в контейнер с обрабатываемыми деталями при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: инертный наполнитель 50,0-99,0, порошок цинка 0,6-40,0, активированный наполнитель 0,4-10,0 с последующим их смешением непосредственно в процессе цинкования. Достигается повышение эффективности цинкующего состава, кратности использования инертного наполнителя и упрощение процесса. 6 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к химико-термической обработке поверхностей деталей путем термодиффузионного цинкования в порошковых цинксодержащих смесях и может быть использовано в машиностроении, транспортной, химической и строительной отраслях промышленности для антикоррозионной обработки изделий, преимущественно имеющих резьбовые соединения, из углеродистой и низколегированной, в том числе повышенной прочности, стали, чугуна, меди.

В науке и технике широко известны способы обработки металлической поверхности для получения защитных цинковых покрытий. Одним из наиболее распространенных методов нанесения покрытий является способ термодиффузионной обработки, осуществляемый путем обработки стальных изделий при нагревании в порошковых цинксодержащих смесях [ГОСТ З 51163-98 «Покрытия защитные термодиффузионные цинковые на крепежных и других мелких изделиях, наносимые в порошковых смесях»] . Порошковую насыщающую смесь, как правило, получают либо смешением цинкового порошка и активаторов, в качестве которых используют хлористый аммоний, йодистый аммоний, хлористый цинк в количестве 1-2 мас.%, либо смешением цинкового порошка и кварцевого песка — инертного наполнителя. Содержание цинкового порошка в насыщающей смеси составляет от 25 до 95 мас. %. [Е.В. Проскуркин, В.А. Попович, А.Т. Мороз. Цинкование.- Справочник.- М.: Металлургия, 1988 г.].Известны насыщающие смеси для шерардизации, содержащие 95 мас.% металлического цинка и песок в качестве инертного наполнителя, которые готовят к использованию путем смешения компонентов друг с другом [ Покрытия и обработка поверхности для защиты от коррозии и износа.- Сборник статей под ред. К. Н. Страффорда.- М.: Металлургия, 1991 г., с. 61-62].Известные насыщающие смеси достаточно проблемны, особенно при использовании их для целей антикоррозионной обработки мелких изделий. Проблемы нанесения покрытий с использованием известных насыщающих смесей проявляются при обработке изделий, для которых установлены определенные допуски на размеры, например резьбовые соединения или изделия с острыми концами. Глубина диффузионного слоя при обработке известными составами недостаточна, что приводит к невысоким показателям коррозионной стойкости, а при увеличении времени выдержки или температуры обработки получаемое покрытие теряет упругие свойства, неравномерно по толщине, происходит частичное оплавление порошковой смеси. Кроме того, известные смеси экономически недостаточно эффективны, т. к. имеют низкую кратность использования, что влечет нецелевые потери цинкового порошка и дополнительные трудозатраты на изготовление цинкующего состава.Известны также составы для получения покрытий путем термодиффузионного цинкования в порошковых смесях, полученные путем смешения металлического цинка (5-90 мас.%) и инертного наполнителя, в качестве которого используют оксид алюминия (10-95 мас.%). [Проскурин Е.В. и др. Диффузионные цинковые покрытия.- М.: Металлургия, 1972, с. 240-243].Использование известных составов позволяет получить покрытие, достаточное по толщине, с удовлетворительным качеством поверхности, однако массовый показатель скорости коррозии недостаточно высокий.Наиболее близким к предлагаемому являются способ изготовления составов порошковых смесей путем смешения цинкового порошка или цинковой пыли (пульсеры) в количестве до 75 мас.%, инертного наполнителя, в качестве которого используют оксид алюминия в количестве до 23 мас.%, и активатора, в качестве которого используют хлорид аммония в количестве до 2 мас.% к массе пульсеры. [Химико-термическая обработка металлов и сплавов./ Под ред. А.С. Ляховича.- М.: Металлургия, 1981 г.].Вышеназванный цинкующий состав имеет те же недостатки, что и составы с использованием кварцевого песка: недостаточно эффективны, имеют низкую кратность использования инертного наполнителя. Кроме того, использование известных составов не обеспечивает получения плотного равномерного покрытия с высокими показателями коррозионной стойкости, что особенно важно для изделий с нормированными допусками на размеры.Для устранения вышеназванных недостатков использовались различные приемы усовершенствования состава, например, вводились различные добавки. Так, для повышения эффективности состава и кратности его использования известно введение 1,5-3,5 мас. % нитрилотриметилфосфоновой кислоты (авт. св. РФ 1571103, С 23 С 10/08, 1990 г.]. Для получения более гладких и менее пористых покрытий в качестве порошка цинка известно введение цинкового порошка тонкого помола [Покрытия и обработка поверхности для защиты от коррозии и износа. — Сб. статей под ред. К.Н. Страффорда.- М.: Металлургия, 1991 г., с. 61-62] . Для увеличения производительности процесса, повышения кратности использования инертного наполнителя и предотвращения окисления металлического цинка в порошковую смесь вводят гидриды металлов [авт. св. 1130620, МПК С 23 С 9/02, 1983 г.]. Вышеназванные приемы повышают стоимость процесса термодиффузионного цинкования за счет усложнения цинкующего состава и связано с дополнительными трудозатратами на получение цинкующей смеси, однако не устраняют вышеназванные основные недостатки.Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности цинкующего состава и кратности использования инертного наполнителя с сохранением коррозионной стойкости получаемого покрытия, расширение ассортимента обрабатываемых изделий за счет обеспечения возможности получения тонкого равномерного покрытия с высокими коррозионными показателями, упрощение процесса подготовки цинкующей смеси и последующей ее корректировки.Поставленная задача решается тем, что порошковую смесь для термодиффузионного цинкования получают путем смешения порошка цинка, инертного наполнителя и активатора, при этом в отличие от известного предлагаемый способ получения состава заключается в том, что инертный наполнитель предварительно делят на две порции, одну из которых модифицируют посредством смешения с активатором с получением активированного наполнителя, а другую порцию инертного наполнителя, порошок цинка и полученный активированный наполнитель используют в качестве самостоятельных ингредиентов для приготовления порошковой смеси путем их введения в контейнер с обрабатываемыми деталями, смешение ингредиентов проводят непосредственно в процессе цинкования при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Инертный наполнитель — 50,0 — 99,0 Порошок цинка — 0,6 — 40,0 Активированный наполнитель — 0,4 — 10,0 Активатор вводят в количестве не более 2 мас.% к массе порошка цинка.Корректировку состава порошковой смеси после использования проводят путем дополнительного введения в отработанную смесь указанного количества порошка цинка и активированного наполнителя.В качестве порошка цинка используют порошок со следующим фракционным составом — не менее 90,0 мас.% фракции размером до 0,16 мм, например порошок цинка марки ПЦР-1 (порошок цинковый, полученный распылением расплава цинка инертным газом). Порошок цинка марки ПЦР-1 выпускается в промышленном масштабе, обладает высокой полидисперсностью и имеет следующий фракционный состав, мас. % фракция менее 63 мкм не менее 50,0; фракция 63-160 мкм не более 40,0; фракция более 160 мкм не более 10,0. Содержание цинка металлического составляет не менее 98 мас.% по ГОСТ 12601-76. Форма частиц цинка разнообразна: есть шарообразные частицы, есть частицы чешуйчатой формы, есть частицы вытянутой и продолговатой формы.В качестве инертного наполнителя используют оксид алюминия или оксид кремния, например, оксид алюминия в виде электрокорунда по ГОСТ 28818-90 «Материалы шлифовальные из электрокорунда», оксид кремния в виде песка, преимущественно речного, шлифпорошок с зернистостью 10-12 по ГОСТ 3647-80. Оптимальная зернистость инертного наполнителя не более 0,2 мм.В качестве активатора может быть использован любая из известных для этих целей добавка, например хлорид аммония, хлорид цинка и другие. Предлагаемое изобретение отличается от известного тем, что одна часть инертного наполнителя механически модифицируется активатором и используется в порошковой смеси в качестве самостоятельного ингредиента — активированного наполнителя. Заявляемый прием позволяет добиться неочевидного результата и решить основную задачу изобретения — повысить кратность использования инертного наполнителя и эффективность порошковой смеси с сохранением коррозионной стойкости получаемого покрытия, улучшить качество покрытия.Сравнение предлагаемого изобретения с прототипом позволяет сделать заключение о соответствии последнего критерию «новизна», т.к. предложен новый прием получения композиции порошковой смеси и новое количественное соотношение ее составляющих.В науке и технике широко известны составы порошковых смесей, включающих цинковый порошок, оксид алюминия и активатор. Приемы получения смесей сводились к простому смешению всех ее компонентов перед использованием.Предлагаемые ранее приемы повышения кратности использования и эффективности порошковой смеси были связаны с введением новых добавок в композицию при перемешивании. При этом коррозионная стойкость покрытий толщиной 25 мкм, полученная с использованием известных цинкующих составов при однократном применении, составляет не более 195 ч. Широко известно, что коррозионная стойкость покрытия существенно снижается с увеличением кратности использования состава. Кратность использования инертного наполнителя в известных составах с получением покрытия удовлетворительного качества составляет не более 10-15 раз. Использование заявляемого способа позволяет сохранить высокую коррозионную стойкость покрытия при многократном использовании инертного наполнителя и цинкующего состава на его основе. Коррозионная стойкость покрытия толщиной 30 мкм при более чем 15-кратном использовании состава, полученного заявляемым способом, составляет не менее 194 ч. Кроме того, заявляемый прием позволяет добиться оперативной корректировки состава порошковой смеси в процессе использования. Заявляемый порядок введения компонентов смеси и их количество обеспечивает восстановление необходимых режимов проведения процесса цинкования для получения покрытия высокого качества в части получения требуемой толщины, качества поверхности и коррозионных показателей. Использование заявляемого способа позволяет расширить ассортимент обрабатываемых изделий за счет получения качественного покрытия на метизах, имеющих резьбовые соединения или острые концы (гвозди). Заявляемый способ обеспечивает значительное упрощение технологии нанесения цинковых покрытий и стабильность процесса термодиффузионного цинкования. Все вышеизложенное позволяет утверждать, что заявляемый способ характеризуется не только новым существенным признаком, а именно — модификацией части инертного наполнителя активатором и введение полученного активированного наполнителя в качестве самостоятельного ингредиента в порошковую смесь непосредственно перед ее использованием при заявляемом соотношении компонентов, но и обеспечивает достижение неочевидного технического результата — повышение эффективности цинкующего состава и кратности использования инертного наполнителя с сохранением коррозионной стойкости получаемого покрытия, расширение технологических возможностей процесса термодиффузионного цинкования и упрощение процесса. Все вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».Способ осуществляют следующим образом.Нанесение защитных термодиффузионных цинковых покрытий осуществляют по ГОСТ 51163-98 «Покрытия защитные термодиффузионные на крепежных и других мелких изделиях, наносимые в порошковых смесях. Общие требования и методы контроля». Предварительно обезжиренные от консервирующей смазки металлические изделия помещают в контейнер (реторту), размещенную в установке для термодиффузионного цинкования с возможностью вращения. Количество порошковой смеси рассчитывают исходя из нормы расхода цинка 5 г на 1 м2 обрабатываемой поверхности на 1 мкм толщины покрытия. Порошковую смесь для термодиффузионного цинкования используют путем автономного введения ее ингредиентов в съемным контейнер (реторту) с обрабатываемыми деталями. Ингредиенты порошковой смеси вводят при следующем соотношении компонентов: электрокорунд или песок в количестве 50,0-99,0 мас.%, порошок цинка марки ПЦР-1 в количестве 0,6-40,0 мас. %, смесь электрокорунда или песка и хлорида аммония 0,4-10,0 мас. %. Активированный наполнитель готовят путем смещения расчетного его количества с хлористым аммонием, вводимым в инертный наполнитель в количестве не более 2,0 мас.% к массе порошка цинка. Навески каждого ингредиента порошковой смеси загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями. Контейнер герметизируют и ведут термодиффузионное цинкование во вращающейся термодиффузионной печи при температуре 300-450oС. В качестве обрабатываемых деталей используют метизы — гвозди, болты, гайки и др. Время цинкования составляет около 1 ч и определяется толщиной требуемого покрытия. После окончания процесса цинкования обрабатываемые детали извлекают из реактора, охлаждают, предварительно отделив их от цинкующей смеси. Фазовый состав получаемого цинкового покрытия — железоцинковая 1-фаза, содержащая от 7 до 10% железа. Антикоррозионные свойства полученных изделий определяют по ГОСТ 9308-85 и ОСТ 37002.3321.Примеры конкретного выполнения.Пример 1 (по изобретению).В контейнер (реторту) объемом 0,0245 м3 загружают от 13 до 20 кг гвоздей по ГОСТ 4028-63, 4030-63, 4032-63, 4035-63, 285-75. Электрокорунд берут в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 99,9 мас.%, порошок цинковый марки ПЦР-1 в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 0,6 мас.%, активированный наполнитель в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 0,4 мас. %, представляющий собой предварительно подготовленную смесь электрокорунда и хлорида аммония, вводимого в количестве — 2,0 мас.% к массе порошка цинка. Навески компонентов загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями. Контейнер герметизируют и ведут термодиффузионное цинкование в течение 60 мин во вращающейся печи. Получаемую смесь используют для получения покрытия толщиной от 5 до 30 мкм по ГОСТ Р 51163-98 (в зависимости от удельной поверхности метизов). Характеристика полученного покрытия приведена в таблице.Пример 2 (по изобретению) В контейнер (реторту) объемом 0,0245 м3 загружают от 13 до 20 кг гвоздей по ГОСТ 4028-63, 4030-63, 4032-63, 4035-63, 285-75. Речной песок берут в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 90,5 мас.%, порошок цинковый марки ПЦР-1 в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 7,8 мас.%, активированный наполнитель в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 1,7 мас.%, представляющий собой предварительно подготовленную смесь речного песка и хлорида аммония, вводимого в количестве — 2,0 мас.% к массе порошка цинка. Навески компонентов загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями. Контейнер герметизируют и ведут термодиффузионное цинкование в течение 60 мин во вращающейся печи. Получаемую смесь используют для получения покрытия толщиной от 8 до 50 мкм по ГОСТ Р 51163-98 (в зависимости от удельной поверхности метизов). Характеристика полученного покрытия приведена в таблице.Пример 3 (по изобретению) В контейнер (реторту) объемом 0,0245 м3 загружают от 13 до 20 кг болтов и гаек. Электрокорунд берут в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 74,8 мас. %, порошок цинковый марки ПЦР-1 в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 20,5 мас.%, активированный наполнитель в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 4,7 мас.%. представляющий собой предварительно подготовленную смесь электрокорунда и хлорида аммония, вводимого в количестве — 2,0 мас.% к массе порошка цинка. Навески компонентов загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями. Контейнер герметизируют и ведут термодиффузионное цинкование в течение 60 мин во вращающейся печи. Получаемую смесь используют для получения покрытия толщиной от 12 до 70 мкм по ГОСТ Р 51163-98 (взависимости от удельной поверхности метизов). Характеристика полученного покрытия приведена в таблице.Пример 4 (по изобретению).В контейнер (реторту) объемом 0,0245 м3 загружают от 13 до 20 кг болтов и гаек. Электрокорунд берут в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 50,0 мас. %, порошок цинковый марки ПЦР-1 и количестве, обеспечивающем массовое соотношение 40,0 мас.%, активированный наполнитель в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 10,0 мас.%, представляющий собой предварительно подготовленную смесь электрокорунда и хлорида аммония, вводимого в количестве — 2,0 мас.% к массе порошка цинка. Навески компонентов загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями. Контейнер герметизируют и ведут термодиффузионное цинкование в течение 60 мин во вращающейся печи. Получаемую смесь используют для получения покрытия толщиной от 25 до 120 мкм (в зависимости от удельной поверхности метизов) по ГОСТ Р 51163-98. Характеристика полученного покрытия приведена в таблице.Пример 5 (контрольный).Количественный состав смеси аналогичен составу по примеру 3, порядок смешения — электрокорунд, порошок цинка и активатор — хлорид аммония тщательно перемешивают в смесителе, после чего полученную смесь вводят в контейнер с обрабатываемыми деталями и проводят термодиффузионное цинкование болтов и гаек в аналогичных примеру 3 условиях. Характеристика полученного покрытия приведена в таблице.Заявляемая обработка (примеры 1-4) обеспечивает получение фазового состава -1-фаза. Получение порошковой смеси с использованием заявляемого приема приготовления активированного наполнителя и раздельного его введения в процесс приводит к существенному улучшению основных характеристик цинкового покрытия — коррозионных свойств и механической прочности. Получаемые покрытия характеризуются хорошими показателями качества поверхности и не требует дополнительной ее пассивации, а толщина образующегося слоя одинакова по всей поверхности изделия, что обеспечивает хорошую свинчиваемость изделий с резьбовыми соединениями. Использование заявляемого изобретения позволяет добиться высокой кратности использования инертного наполнителя — более 15 циклов без ухудшения коррозионной стойкости получаемого покрытия. Кроме того, заявляемый прием получения активированного наполнителя позволяет осуществить оперативную корректировку цинкующего состава путем введения в отработанную смесь заявляемого количества активированного наполнителя и порошка цинка. Повышение кратности использования инертного наполнителя и эффективности цинкующей смеси существенно снизит стоимость термодиффузионного цинкования.Как видно из приведенных в таблице данных, обработка изделий в соответствии с контрольным примером (пример 5) не приводит к достижению поставленной задачи. При контрольной обработке изделий, несмотря на аналогичное заявляемому количественное соотношение компонентов смеси, коррозионная стойкость получаемого покрытия ниже, чем у покрытия, полученного заявляемым способом. При многократном использовании контрольной смеси (с корректировкой состава путем дополнительного введения порошка цинка, активатора и инертного наполнителя) коррозионная стойкость получаемого покрытия снижается, а после 10-ого цикла смесь практически непригодна для дальнейшего использования, т.к. качество покрытия с ее использованием не отвечает требованиям ГОСТа.Как видно из приведенных в таблице данных, заявляемый способ получения порошковой смеси позволяет осуществить многократное использование инертного наполнителя. При использовании заявляемого способа инертный наполнитель не требует замены более чем в 15 циклах (с соответствующей корректировкой состава порошковой смеси дополнительным введением заявляемого количества порошка цинка и активированного наполнителя), при этом сохраняется высокая коррозионная стойкость получаемого покрытия, качественные и количественные показатели покрытия соответствуют качеству покрытия, полученного при однократном использовании контрольной свежеприготовленной смеси. Кроме того, термодиффузионное цинкование, проведенное с использованием заявляемого изобретения, позволяет получить глубокий диффузионный слой железоцинковой фазы. Это, в свою очередь, обеспечивает высокую коррозионную стойкость обработанных изделий при относительно низкой толщине покрытия.Таким образом, использование заявляемого изобретения позволяет повысить кратность использования инертного наполнителя при одновременном сохранении высокой коррозионной стойкости цинкового покрытия, расширить технологические возможности при одновременном упрощении процесса термодиффузионного цинкования, обеспечивает возможность получения равномерного, стойкого к коррозии покрытия с глубоким диффузионным слоем железоцинковой фазы, что позволяет расширить ассортимент обрабатываемых изделий особенно с нормированными допусками на размеры, повысить экономичность цинкующей смеси.

Вам будет интересно  Для термодиффузионного цинкового покрытия

1. Способ изготовления порошковой смеси для термодиффузионного цинкования, включающий смешение порошка цинка, инертного наполнителя и активатора, вводимого в количестве не более 2 мас. % к массе порошка цинка, отличающийся тем, что инертный наполнитель предварительно делят на две порции, одну из которых модифицируют, смешивая ее с активатором с получением активированного наполнителя, а другую порцию инертного наполнителя, порошок цинка и полученный активированный наполнитель вводят в контейнер с обрабатываемыми деталями при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: Инертный наполнитель — 50,0-99,0 Порошок цинка — 0,6-40,0 Активированный наполнитель — 0,4-10,0 с последующим их смешением непосредственно в процессе цинкования.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют корректировку отработанной смеси добавлением порошка цинка и активированного наполнителя.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного наполнителя используют оксид алюминия — электрокорунд.4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного наполнителя используют оксид кремния.5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве порошка цинка используют порошок, содержащий не менее 90,0 мас. % фракции размером до 0,16 мм.6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве активатора используют хлорид аммония.7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что инертный наполнитель используют с зернистостью не более 0,2 мм.

Термодиффузионное цинкование — требования и особенности технологии

Защита металлических изделий и конструкций (сборное их название – метизы) от коррозии обеспечивает долгий срок службы деталей и механизмов. Один из самых известных методов защиты метизов – это покрытие цинком. Существует несколько разновидностей его получения. Термодиффузионное цинкование, или шерардизация, – один из вариантов оцинковки.

Термодиффузионное цинкование изделий

Описание метода

Выбор цинка для защиты железа и стали от коррозии не случаен. Этот металл имеет уникальное свойство – самостоятельно «заживлять» микроповреждения. Скорость его распространения по поверхности железа/стали при температуре до 70 °С – примерно 2 мм в год. Нанесение слоя цинка проводится при высоких температурах (290 – 470 °С), когда атомы цинка встраиваются в решетку железа/стали, сцепляясь с ней и образуя на поверхности изделия качественный ультратонкий слой. Весь цикл проходит в паровой фазе в водородной среде.

Важно! Термодиффузия – это процесс испарения при высокой температуре цинка с поверхности цинксодержащего порошка в специальном устройстве и проникновение в поверхностные слои металла. Защитный слой в итоге состоит из сложного сплава цинка и железа.

Достоинства и недостатки

Преимущество диффузионного метода (технологии) заключается в том, что после такой обработки металл не становится хрупким. Водород не проникает в поверхностные слои металла, что неизбежно привело бы к его хрупкости. Цинковый слой получается однородным и тонким, что позволяет обрабатывать сложные, фигурные изделия, покрывать резьбу. При этом получается ровная поверхность без особых видимых изъянов, а резьба не нуждается в проточке (в отличие от горячего цинкования).

Плюсы диффузионного метода

Среди преимуществ термодиффузионной технологии цинкования можно выделить следующие:

ГОРЯЧЕЕ ЦИНКОВАНИЕ

наименованиеед.цена, руб.
цинкование металлопроката (ванна 0,8х1,5х6,5)кгот 33

Изготовление метизной продукции по договорным ценам. Толщина покрытия 40-120мкм. Горячее цинкование заключается в погружении стальных изделий,после предварительной обработки,получаем экономным способом защитное покрытие из цинка. Полосу оцинкованную для заземления можно получить со склада или заказать свой размер. Преимущество: эстетичный внешний вид, большое сопративление износу, что увеличивает предел выносливости к коррозии.

Нужна ли лицензия на термодиффузионное цинкование


Термодиффузионная обработка металлических поверхностей цинком (шерардизация) – относительно новый метод обработки металлоконструкций.
Несмотря на это, технология термодиффузии получила широкое распространение в кругу профильных специалистов.

Это обусловлено стабильными защитными свойствами и эксплуатационными характеристиками обработанных изделий.

Особенности технологии и сфера применения

Данный способ обработки обеспечивает металлоконструкциям надежную антикоррозийную защиту, а также предупреждает преждевременный износ металла, как следствие – позволяет увеличить срок службы. В основе методики лежит процесс диффузии молекул металла, проводимый при температуре от 400 до 470 °С. За счет этого в поверхностный слой конструкции диффузируют молекулы легирующего вещества – цинка. Особенности процесса термодиффузии прописаны в профильном стандарте – ГОСТ Р 9.316-2006.

Применение данной технологии позволяет создать на поверхности металлоконструкций равномерный цинковый слой. Главной особенностью метода выступает то, что слой цинка является однородным даже на труднодоступных участках обрабатываемой детали (полости, отверстия и т.д.).

Технологию термодиффузии обычно применяют для обработки следующих конструкций и деталей:

  • Оградительные конструкции для мостов и дорог;
  • Фурнитура, которая используется в мебельной промышленности;
  • Арматура, используемая в нефтегазовой промышленности;
  • Арматура, которую используют для укрепления железнодорожных полотен;
  • Элементы трубопроводов, используемых при создании инженерных коммуникаций и арматура, которую используют в сфере строительства;
  • Элементы конструкций линий электропередач;
  • Отдельные детали автотранспортных средств.
Вам будет интересно  Горячее цинкование

С помощью термодиффузионного цинкования на металлоконструкциях удается создавать слой цинка минимальной толщины. Поэтому данной обработке допускается подвергать изделия, имеющие незначительные габариты.

Стоит отметить, что обработка деталей при максимальном повышении температуры (до 470 °С) приводит к увеличению интенсивности процесса термодиффузии молекул цинка. Поэтому покрытие не приобретает необходимые эксплуатационные характеристики. Такое покрытие характеризуется низким уровнем антикоррозийной защиты, высокой хрупкостью и высоким уровнем отслаивания цинкового слоя.

Для создания цинкового покрытия необходимой толщины, которое будет обладать высокими защитными свойствами, важно провести ряд дополнительных мероприятий:

  • Перед обработкой поверхность металла следует тщательно очистить;
  • Нужно создать абсолютную герметичность контейнера, в котором проводится термодиффузионное цинкование;
  • В герметичном боксе следует создать инертную и восстановительную среду, поскольку в окислительной среде наносить цинковое покрытие нельзя.

В процессе нанесения цинкового покрытия целесообразно дополнительно добавлять в рабочую среду активаторы (специальные флюсующие элементы).



Особенности производства

Термодиффузионное цинкование еще называется шерардизацией (в честь ученного, который открыл этот процесс). Чтобы придать выше указанные свойства металлу, требуется специальное оборудование. Оно позволяет работать с высокими температурами и активными смесями.

Термодиффузионное цинкование происходит согласно ГОСТ Р9.316-2006. В основе лежит физическое явление диффузии легирующих составляющих металлов, переходящих в верхние слои изделия. Такой процесс требует очень высоких температур – 400 – 470 градусов. Выбор температурного режима зависит от типа стали, будущего предназначения обрабатываемой детали и требований производителя.

При этом механизме воздействия, на детали образуется однородный защитный слой. И это касается не только поверхности, но и более труднодоступных мест, в результате чего, обработанными становиться 30% от всего изделия. Благодаря этому, получается деталь без изъянов. Хотя есть специалисты, которые отмечают, что воздействие высоких температур приводит к тому, что изделие не получает должной антикоррозионной защиты и легко расслаивается.

Диффузионное цинкование помогает создать точную толщину покрытия. Но это происходит только при соблюдении определенных условий.

  1. Во-первых, качественная зачистка. С поверхности снимают всю грязь и обезжиривают.
  2. Во-вторых, цинкование проходит только в инертной или восстановительной атмосфере. Именно ее создают в контейнере. Также камера должна быть герметичной, так как кислород не позволяет осуществиться правильной диффузии. В процессе обработки, добавляют специальные активаторы.

Чтобы создать цинковое покрытие, изделие прогоняют через обязательные этапы:

  • очистку от грязи – может использоваться дробеметной, ультразвуковой или пескоструйный метод;
  • помещение изделия и насыщающей композиции в оборудование, которое будет постоянно вращаться;
  • покрытие цинковым слоем.

Как только элемент пройдет все процессы, его изымают из контейнера и очищают от остатков смеси. В конце проводят пассивирование, которое позволяет избежать появления желтых и белых продуктов коррозии в последующей эксплуатации. Перед тем, как использовать готовую деталь, ей дают время остыть.

Такая обработка выполнима только в условиях заводского производства, так как требует определенных условий. И это уже не говоря о том, что стоимость оборудования для диффузионного цинкования достаточно велика.

Достоинства и недостатки

Благодаря современным технологиям, разработано множество вариантов защиты металлических конструкций. Поэтому не лишним будет ознакомиться с доводами, почему диффузионное цинкование выгоднее или проигрышней других технологий.



Как происходит процесс обработки

Специалисты нашей компании для получения цинкового покрытия высокого качества используют современное оборудование немецко-австрийской фирмы KVK KOERNER и чешской компании EKOMOR. Процесс обработки проводится в несколько этапов:

  1. Очистка конструкции при помощи механического, химического или ультразвукового воздействия. На нашем предприятии для этих целей применяют пескоструйное, дробеметное и ультразвуковое оборудование.
  2. Помещение изделий в рабочий бокс (контейнер), в который впоследствии добавляют цинкосодержащий порошок.
  3. Герметизация рабочего контейнера, создание и поддержание внутри бокса требуемой температуры (на уровне 450 °C). В зависимости от величины обрабатываемой площади и заданной толщины цинкового слоя детали содержат в боксе от 1 до 4 часов. В течение этого времени молекулы цинка испаряются и проникают в кристаллическую решетку металлической поверхности изделия.
  4. Обработанные детали извлекают из бокса, с их поверхности удаляют остатки частиц порошка, а затем моют.
  5. Для придания деталям декоративных свойств их подвергают пассивации.

Требования к защитному слою

К покрытию предъявляются строгие требования. ГОСТ предусматривает отсутствие следующих дефектов на поверхности деталей после термодиффузионного цинкования:

  • выпуклостей;
  • отслоений;
  • трещин;
  • пригоревших остатков;
  • пустот;
  • раковин;
  • сторонних вкраплений;
  • отсутствия покрытия.

В современных условия этот вид антикоррозионной защиты считается эффективным и экономически целесообразным.

Покупка и продажа оборудования для бизнеса

Покупка и продажа оборудования для бизнеса

  • Главная
  • Информационные статьи
  • Технологии
  • Отличная идея Мелуина: термодиффузионное оцинкование

Суть метода

Данный метод борьбы с коррозией основывается на способности диффузии цинка (переход атомов) в металлическую подложку под воздействием высоких температур. При этом поверхностные слои подложки превращаются в железно-цинковый сплав сложной фазовой структуры. В последствии, благодаря высокому электроотрицательному потенциалу, при негативном воздействии среды, сплав медленно растворяется и защищает, тем самым, всю конструкцию.

Термодиффузионное оцинкование применяется для:

  • оцинкования автодеталей, мебельной фурнитуры;
  • оцинкования метизов;
  • оцинкования труб, деталей трубопроводной и нефтяной арматуры;
  • оцинкования арматуры линий электропередач, элементов железнодорожных путей и контактной сети;
  • оцинкования дорожных и мостовых ограждений.

Процесс нанесения термодиффузионного покрытия – это определенный технологический цикл, разбитый на 4 этапа:

Подготовка поверхности цинкуемой детали – один из важнейших факторов, влияющих на качество термодиффузионного покрытия. Мероприятия по устранению дефектов поверхности в большинстве случаев реализовываются еще на стадии изготовления изделий. Что касается удаления масляных и жировых загрязнений, то оно осуществляется путем обработки металлической поверхности органическими растворителями и специальными моющими средствами. В борьбе с ржавчиной и окалиной оптимальна абразивоструйная обработка.

Процесс оцинкования осуществляется в специализированной печи. Термодиффузионная печь представляет собой цилиндрический контейнер (длина от 900 до1500 мм, диаметр 300—500 мм), совершающей обороты вокруг своей оси (2—10 об./мин) и ТЭНов- нагревательных составляющих (15—30 кВт), расположенных вокруг контейнера. Продолжительность процедуры оцинкования составляет 90-180 мин. Первоначально детали вместе с насыщающей смесью разогреваются до заданной температуры, после чего собственно и происходит диффузия атомов цинка на поверхность деталей.

Стоит отметить, что толщина термодиффузионного покрытия может варьироваться в зависимости от продолжительности процесса, температуры, а так же процентного содержания цинка в насыщающей смеси. Как показывает практика, в большинстве случаев применяется два варианта толщин: так называемые «малые» (15—40 мкм) и «большие» (40—150 мкм). Первые применяются для оцинкования резьбовых соединений и крепежа, а вторые – для защиты деталей машиностроения и элементов железнодорожных путей.

Третий этап представляет собой совокупность мер, способствующих дополнительному укреплению конструкций, приданию им декоративных качеств. Так добавление пластификаторов улучшает огне-, свето- и термостойкость конструкции. Окрашивание является не только декоративной мерой, но очередным средством защиты от коррозии. Пассивационный слой так же выполняет антикоррозийную функцию. А вот вибровыглаживание оцинкованных изделий носит исключительно «украшательную» функцию. Шлифовка деталей с абразивом в специальных вибраторах осуществляется ради придания изделиям благородного полуматового блеска.

Достоинства и недостатки технологии

Термодиффузионный метод обработки металла, в отличие от других технологий, имеет ряд очевидных преимуществ:

  • Цинковое покрытие ложится равномерно, а поверхность приобретает хорошую адгезию и стабильные защитные качества.
  • Технология является экономически выгодной, поскольку для ее применения не нужны крупные производственные площади, а затраты на электричество и трудозатраты минимальные.
  • Поскольку диффузионная обработка проката проводится в герметичных боксах, эта технология характеризуется химической и токсической безопасностью, а также является экологически чистой. Более того, рабочий процесс исключает вероятность получения специалистами термических ожогов.
  • Очистка поверхности изделий после обработки слоем цинка осуществляется без применения кислот и прочих химически агрессивных составов.
  • Есть возможность регулировать толщину цинкового покрытия, причем – в широком диапазоне в зависимости от установленных требований.
  • Отходы, которые образуются при термодиффузионном цинковании, легко поддаются утилизации, которая проводится по стандартной схеме, исключая опасность для здоровья человека.
  • Диффузионное цинкование металлических поверхностей проводится на оборудовании, которое характеризуется простотой в управлении и обслуживании.
  • В отличие от других технологий, применяемых для обработки металлоконструкций цинком, термодиффузионное покрытие проводится при щадящей температуре.

Сравнительный анализ коррозионной стойкости

анализ коррозионной стойкости

Несмотря на множество достоинств, данная технология также имеет некоторые недостатки, среди которых:

  • Поверхность после обработки имеет неэстетичный серый цвет. Для повышения привлекательности покрытия на предварительно созданный слой цинка необходимо нанести дополнительный декоративный слой. Однако возможность нанесения декоративного слоя не предусмотрена требованиями действующих ГОСТов. Поэтому если декоративные свойства для оцинкованных деталей не выступают первостепенными, серый цвет изделия не считается недостатком.
  • Технологию можно применять только в отношении изделий, размеры которых не ограничиваются объемом печи нагрева и не превышают габариты самого герметичного бокса.

Требования ГОСТ Р 9.316-2006 к термодиффузионным цинковым покрытиям

Согласно требованиям настоящего нормативного акта, термодиффузионные покрытия из цинка, в зависимости от толщины слоя, относятся к разным классам, а именно:

  • 1-й класс – от 6 до 9 мкм;
  • 2-й класс – от 10 до 15 мкм;
  • 3-й класс – от 16 до 20 мкм;
  • 4-й класс – от 21 до 30 мкм;
  • 5-й класс – от 40 до 50 мкм.

Однако толщина покрытия не ограничивается показателем в 50 мкм. Просто о большей толщине не упоминается в положениях ГОСТ. Поэтому по согласованию с изготовителем клиент может заказать обработку изделий цинковым покрытием требуемой толщины. Но в этом случае цинковое покрытие будет считаться нестандартным.

Представленный метод обработки металлоконструкций невозможно применять к деталям и изделиям, в которых присутствуют соединения, сделанные с помощью припоя или смол. Обработку таких изделий проводят, используя другие технологии.

Согласно требованиям настоящего ГОСТа, цинковое покрытие, нанесенное по этой технологии, не может иметь такие дефекты:

  • Наросты, вздутия и отслоения;
  • Раковины и различные пустоты;
  • Присутствие инородных частиц;
  • Участки без покрытия (даже при их минимальной площади);
  • Остатки насыщающих смесей, которые невозможно смыть;
  • Трещины и другие дефекты.

Технология процесса

Термодиффузионное цинкование технологический процесс которого разбит на шесть последовательных операций. Строгое следование по маршруту залог получения качественного результата.

  1. Подготовительный. На этапе подготовки детали подвергаются пескоструйной или ультразвуковой очистке от окалины, ржавчины. Удаление жировых загрязнений осуществляется ацетоном. Если деталь имеет большие размеры возможна дробеструйная обработка.
  2. Загрузка контейнера. Очищенные и высушенные детали помещаются в герметичный контейнер. Для насыщения внутреннего объема цинком и водородом добавляется насыщающая смесь. Большой популярностью пользуется «Левикор». От количества смеси зависит толщина слоя покрытия. После тщательного перемешивания контейнеры герметизируются и помещаются в печь.
  3. Процесс насыщения. Температура процесса насыщения зависит от типа сплава и его марки. В среднем процесс длится 60–90 минут. В течение всего времени нагревающая установка вращается, обеспечивая перемешивание деталей с насыщающей смесью.
  4. Выгрузка и очистка. После окончания процесса насыщения производится выгрузка деталей. Удаление остатков насыщающей смеси.
  5. Пассивирование. Эта операция предназначена для защиты покрытия от окислительного воздействия воздушной среды. Изделия, предназначенные для окрашивания, подвергаются обработке однократно. Те, что не окрашиваются, обрабатываются два раза. После каждого пассивирования следует промывка.
  6. Сушка. Во время сушки удаляется влага, и детали остывают.

Оборудование для термодиффузионного цинкования

термодиффузионное цинкование оборудование

Нанесение цинкового покрытия методом термодиффузии осуществляется на специализированном оборудовании.

Стандартная линия для обработки металлоконструкций цинком включает следующие виды оборудования:

  • Отсыпные установки для реторт;
  • Сушильные шкафы и печи проходного типа;
  • Оборудование для фосфатной пассивации;
  • Вспомогательные устройства и оснастка;
  • Электронные контроллеры для измерения толщины цинкового слоя и раствора для пассивации;

Печное оборудование (боксы, контейнера или камеры с герметично закрывающейся крышкой), оснащенное стационарными или сменными ретортами, объем пространства для загрузки которых составляет до 600 кг.

Особенности процесса термодиффузии

Термодиффузионная обработка металлических поверхностей цинком (шерардизация) – относительно новый метод обработки металлоконструкций.

Несмотря на это, технология термодиффузии получила широкое распространение в кругу профильных специалистов.

Это обусловлено стабильными защитными свойствами и эксплуатационными характеристиками обработанных изделий.

Особенности технологии и сфера применения

Данный способ обработки обеспечивает металлоконструкциям надежную антикоррозийную защиту, а также предупреждает преждевременный износ металла, как следствие – позволяет увеличить срок службы. В основе методики лежит процесс диффузии молекул металла, проводимый при температуре от 400 до 470 °С. За счет этого в поверхностный слой конструкции диффузируют молекулы легирующего вещества – цинка. Особенности процесса термодиффузии прописаны в профильном стандарте – ГОСТ Р 9.316-2006.

Применение данной технологии позволяет создать на поверхности металлоконструкций равномерный цинковый слой. Главной особенностью метода выступает то, что слой цинка является однородным даже на труднодоступных участках обрабатываемой детали (полости, отверстия и т.д.).

Технологию термодиффузии обычно применяют для обработки следующих конструкций и деталей:

  • Оградительные конструкции для мостов и дорог;
  • Фурнитура, которая используется в мебельной промышленности;
  • Арматура, используемая в нефтегазовой промышленности;
  • Арматура, которую используют для укрепления железнодорожных полотен;
  • Элементы трубопроводов, используемых при создании инженерных коммуникаций и арматура, которую используют в сфере строительства;
  • Элементы конструкций линий электропередач;
  • Отдельные детали автотранспортных средств.

С помощью термодиффузионного цинкования на металлоконструкциях удается создавать слой цинка минимальной толщины. Поэтому данной обработке допускается подвергать изделия, имеющие незначительные габариты.

Стоит отметить, что обработка деталей при максимальном повышении температуры (до 470 °С) приводит к увеличению интенсивности процесса термодиффузии молекул цинка. Поэтому покрытие не приобретает необходимые эксплуатационные характеристики. Такое покрытие характеризуется низким уровнем антикоррозийной защиты, высокой хрупкостью и высоким уровнем отслаивания цинкового слоя.

Для создания цинкового покрытия необходимой толщины, которое будет обладать высокими защитными свойствами, важно провести ряд дополнительных мероприятий:

  • Перед обработкой поверхность металла следует тщательно очистить;
  • Нужно создать абсолютную герметичность контейнера, в котором проводится термодиффузионное цинкование;
  • В герметичном боксе следует создать инертную и восстановительную среду, поскольку в окислительной среде наносить цинковое покрытие нельзя.

В процессе нанесения цинкового покрытия целесообразно дополнительно добавлять в рабочую среду активаторы (специальные флюсующие элементы).

Как происходит процесс обработки

Специалисты нашей компании для получения цинкового покрытия высокого качества используют современное оборудование немецко-австрийской фирмы KVK KOERNER и чешской компании EKOMOR. Процесс обработки проводится в несколько этапов:

  1. Очистка конструкции при помощи механического, химического или ультразвукового воздействия. На нашем предприятии для этих целей применяют пескоструйное, дробеметное и ультразвуковое оборудование.
  2. Помещение изделий в рабочий бокс (контейнер), в который впоследствии добавляют цинкосодержащий порошок.
  3. Герметизация рабочего контейнера, создание и поддержание внутри бокса требуемой температуры (на уровне 450 °C). В зависимости от величины обрабатываемой площади и заданной толщины цинкового слоя детали содержат в боксе от 1 до 4 часов. В течение этого времени молекулы цинка испаряются и проникают в кристаллическую решетку металлической поверхности изделия.
  4. Обработанные детали извлекают из бокса, с их поверхности удаляют остатки частиц порошка, а затем моют.
  5. Для придания деталям декоративных свойств их подвергают пассивации.

Достоинства и недостатки технологии

Термодиффузионный метод обработки металла, в отличие от других технологий, имеет ряд очевидных преимуществ:

  • Цинковое покрытие ложится равномерно, а поверхность приобретает хорошую адгезию и стабильные защитные качества.
  • Технология является экономически выгодной, поскольку для ее применения не нужны крупные производственные площади, а затраты на электричество и трудозатраты минимальные.
  • Поскольку диффузионная обработка проката проводится в герметичных боксах, эта технология характеризуется химической и токсической безопасностью, а также является экологически чистой. Более того, рабочий процесс исключает вероятность получения специалистами термических ожогов.
  • Очистка поверхности изделий после обработки слоем цинка осуществляется без применения кислот и прочих химически агрессивных составов.
  • Есть возможность регулировать толщину цинкового покрытия, причем – в широком диапазоне в зависимости от установленных требований.
  • Отходы, которые образуются при термодиффузионном цинковании, легко поддаются утилизации, которая проводится по стандартной схеме, исключая опасность для здоровья человека.
  • Диффузионное цинкование металлических поверхностей проводится на оборудовании, которое характеризуется простотой в управлении и обслуживании.
  • В отличие от других технологий, применяемых для обработки металлоконструкций цинком, термодиффузионное покрытие проводится при щадящей температуре.

Сравнительный анализ коррозионной стойкости

анализ коррозионной стойкости

Несмотря на множество достоинств, данная технология также имеет некоторые недостатки, среди которых:

  • Поверхность после обработки имеет неэстетичный серый цвет. Для повышения привлекательности покрытия на предварительно созданный слой цинка необходимо нанести дополнительный декоративный слой. Однако возможность нанесения декоративного слоя не предусмотрена требованиями действующих ГОСТов. Поэтому если декоративные свойства для оцинкованных деталей не выступают первостепенными, серый цвет изделия не считается недостатком.
  • Технологию можно применять только в отношении изделий, размеры которых не ограничиваются объемом печи нагрева и не превышают габариты самого герметичного бокса.

Требования ГОСТ Р 9.316-2006 к термодиффузионным цинковым покрытиям

Согласно требованиям настоящего нормативного акта, термодиффузионные покрытия из цинка, в зависимости от толщины слоя, относятся к разным классам, а именно:

  • 1-й класс – от 6 до 9 мкм;
  • 2-й класс – от 10 до 15 мкм;
  • 3-й класс – от 16 до 20 мкм;
  • 4-й класс – от 21 до 30 мкм;
  • 5-й класс – от 40 до 50 мкм.

Однако толщина покрытия не ограничивается показателем в 50 мкм. Просто о большей толщине не упоминается в положениях ГОСТ. Поэтому по согласованию с изготовителем клиент может заказать обработку изделий цинковым покрытием требуемой толщины. Но в этом случае цинковое покрытие будет считаться нестандартным.

Представленный метод обработки металлоконструкций невозможно применять к деталям и изделиям, в которых присутствуют соединения, сделанные с помощью припоя или смол. Обработку таких изделий проводят, используя другие технологии.

Согласно требованиям настоящего ГОСТа, цинковое покрытие, нанесенное по этой технологии, не может иметь такие дефекты:

  • Наросты, вздутия и отслоения;
  • Раковины и различные пустоты;
  • Присутствие инородных частиц;
  • Участки без покрытия (даже при их минимальной площади);
  • Остатки насыщающих смесей, которые невозможно смыть;
  • Трещины и другие дефекты.

Оборудование для термодиффузионного цинкования

термодиффузионное цинкование оборудование

Нанесение цинкового покрытия методом термодиффузии осуществляется на специализированном оборудовании.

Стандартная линия для обработки металлоконструкций цинком включает следующие виды оборудования:

  • Отсыпные установки для реторт;
  • Сушильные шкафы и печи проходного типа;
  • Оборудование для фосфатной пассивации;
  • Вспомогательные устройства и оснастка;
  • Электронные контроллеры для измерения толщины цинкового слоя и раствора для пассивации;

Печное оборудование (боксы, контейнера или камеры с герметично закрывающейся крышкой), оснащенное стационарными или сменными ретортами, объем пространства для загрузки которых составляет до 600 кг.

Источник https://pressadv.ru/materialy/termodiffuzionnoe-cinkovanie-metalla.html

Источник https://kangen.ru/raznoe/termodiffuzionnoe-cinkovanie-metalla.html

Источник https://t-zinc.ru/tremodifuziya/osobennosti-proczessa-termodiffuzii.html