Что такое оцинковка, и какие преимущества она даёт металлу?

Часто можно услышать что металлопрокат или изделия из металла оцинкованы. Зачем их оцинковывают и какие способы для этого используются? Ответы на эти вопросы вы найдёте в нашей статье.

Для чего нужна оцинковка металла?

Цинкование или оцинковка — это технологический процесс, при котором металл покрывается специальным цинксодержащим составом. Эту процедуру проводят чтобы предупредить образование ржавчины и окислов на различных видах металлоизделий. Из-за того, что нанесено такое покрытие значительно увеличивается срок эксплуатации металлических изделий.

Метод оцинковки используется для защиты стали от коррозии уже более 250 лет. Коррозия у металлов вызывается их врождённой тенденцией под воздействием воздуха и влаги пытаться вернуться к своей первоначальной земной форме — в минеральное состояние.

Способы нанесения цинка на металл

На металлические изделия цинк наносится многими способами. Рассмотрим самые распространённые из них:

Горячее цинкование

Материал помещается в ванну с нагретым до более чем до 400 °C расплавленным цинком. После окунания изделия просушивают. Расплавленный цинк заполняет все мелкие трещинки и труднодоступные места. Такое покрытие отличается равномерностью, на материале нет пропусков. Эти характеристики присущи материалам, цинкование которых производилось без нарушений технологического процесса. Методу уже свыше 160 лет и до сих пор не нашли ему достойную альтернативу. Нанесённое горячим способом покрытие самое надёжное и долговечное. Толщина слоя может составлять до 120 мкм. Она зависит от скорости погружения материала в расплавленную массу.

Холодное цинкование

Заключается в нанесении на металлическую поверхность состава, в котором содержится более 80% цинка. Наносится такая жидкость кистью, валиком или краскопультом. Возможно окунание материала в раствор. Метод очень популярен из-за удобства и практичности. Ведь можно на любом этапе эксплуатации стали нанести на неё защитный слой цинка. При этом способе можно получить цинковый слой толщиной 50 мкм.

Гальваническая обработка

Чтобы выполнить такую обработку применяется электролитический раствор. Требуется источник питания для преобразования напряжения и цинковый раствор. Электрическая цепь замыкается и происходит процесс гальванизации. Металлические частицы, содержащиеся в электролитическом растворе цинка, имеют положительный заряд и равномерно оседают на обрабатываемой детали. С помощью такого способа можно получить покрытие с толщиной не более 20 мкм. Поэтому обработанные гальванической оцинковкой изделия используются в неагрессивных средах.

Какими свойствами обладает оцинкованный металл?

Прошедшее процесс цинкования изделие обладает высокой устойчивостью к ржавчине, ударам и истиранию. Оно становится более устойчивым к влияниям погодных условий, к пресной и морской воде. Оцинкованный металл прекрасно зарекомендовал себя при использовании в металлических конструкциях, эксплуатируемых на открытом воздухе, во влажных помещениях или других условиях, которые предполагают открытый контакт с влагой, воздухом и другими активными веществами и средами. Покрытый тонким слоем цинка металлопрокат легко сваривается и окрашивается. Он хорошо принимает форму на изгиб в профилях и листовых материалах. Оцинкованный металл легко справляется с вытяжкой, гибкой и вальцовкой. Поэтому его используют для изготовления кровельных покрытий и элементов кровли.

Когда используется оцинкованный металл?

Мы постоянно контактируем с оцинкованным металлом. Его используют в декоративных предметах: пряжки, брелоки, пуговицы, канцелярские товары и т. п.

Изделия с цинковой защитой используются в разных областях промышленности, строительства, благоустройства и быта. Они применяются в металлоконструкциях, для обустройства кровли, заборов, настилов, ограждений, в других сферах. Оцинкованный металлопрокат применяется в городской инфраструктуре повсюду.

Благодаря невысокой цене и повышенной устойчивости к коррозии такие материалы пользуются спросом в судостроении, станкостроении, машиностроении и других отраслях промышленности.

Оцинковка используется на трубах для их защиты и долговечности. Оцинкованные трубы широко применяются в сантехнической сфере. Так как они постоянно контактируют с водой, то нужно создать хорошие условия, чтобы они не начали ржаветь и не испортились. Людям нужна чистая вода, без ржавчины и сторонних примесей.

Преимущества оцинкованных изделий

Оцинкованные материалы обладают множеством плюсов, среди которых:

1. Долговечность

Цинковое покрытие толщиной 80 микрон, полученное в процессе цинкования, помогает изделиям служить долго:

♦ 40—100 лет в городской среде;
♦ 20—40 лет в промышленности;
♦ 10—20 лет в морской среде.

1. Отсутствие затрат на обслуживание

Оцинкованные покрытия не требуют ухода.

1. Отличное соотношение цены и качества

Оцинковка материала ненамного дороже покраски, но в отличие от покрытия краской затраты на обслуживание равны нулю.

1. Универсальность

Процесс цинкования может применяться ко всем типам деталей — от гаек или болтов до больших структурных поверхностей, таких как металлические профили.

1. Высокая надёжность

Процессы цинкования регулируются ГОСТами.

1. Большое сопротивление

Металлургическое цинковое покрытие стали закрывает заводские повреждения и царапины на материале, наделяя его устойчивостью к ударам и истиранию.

1. Отличная совместимость.

Оцинкованный металл можно перекрашивать, комбинировать с конструкциями из бетона, нержавеющей стали или алюминия, чтобы ещё больше повысить долговечность конструкции.

1. Полная управляемость

Оцинкованный металл можно сваривать или скреплять болтами, что сокращает время строительства. Он хорошо режется и гнётся.

1. Быстрая адаптация

После процесса цинкования детали можно использовать сразу же, а также они подлежат хранению в течение длительного времени, без опасений, что они испортятся.

Оцинкованная сталь: виды, особенности, применение

Оцинкованная сталь – популярный и относительно недорогой металл широкого применения. Конструктивно он представляет собой тонколистовой стальной прокат, покрытый с одной или двух сторон микроскопическим слоем цинка. Этот легкоплавкий и мягкий металл устойчив к коррозии в сухом и влажном воздухе и способен быстро образовывать на поверхности пленку менее миллиметра, но эффективно защищающую нижние слои от дальнейшей деструктуризации и разрушения под воздействием влаги, солей и других агрессивных сред. Такое свойство в сочетании с высокой гальванической активностью по отношению к железоуглеродистым сплавам обуславливает его широкое применение для их защиты от атмосферной коррозии и напрямую определяет эксплуатационные качества данного проката, а также увеличивает его срок службы до полувека.

Свойства оцинкованной стали

Благодаря физико-химическим свойствам цинка и доведенной до совершенства технологии производства лист оцинкованный всегда имеет условно равномерное по толщине защитное покрытие и при этом он:

• не содержит хроматов, является экологически чистой продукцией и соответствует регламенту директив RoHS и ELV;
• демонстрирует отличную коррозионную стойкость на протяжении нескольких десятков лет;
• отличается хорошими декоративными свойствами и легковесностью.

Тонкий слой цинка, гладкая и однородная текстура поверхности позволяет покрытый металлопрокат окрашивать, сваривать точечной и шовной сваркой и подвергать термообработке. Он отлично принимает форму различных профилей, прекрасно переносит вытяжку, гибку, вальцевание и сохраняет целостность покрытия даже после горячей и холодной штамповочной обработки и рубки на ножницах.

Его можно легко и эффективно консервировать пассивированием и промасливанием. Что в значительной мере упрощает организацию транспортировки и длительного хранения.

Виды и типы оцинкованной стали

Универсальность обработки и вариативность применения в свою очередь обуславливают обширную номенклатуру выпускаемой «оцинковки». Сегодня ее производят:

• рулонной и листовой;
• с разной толщиной покрытия;
• нормальной, глубокой и весьма глубокой вытяжки;
• для профилирования и штамповки холодным способом;
• для общего применения, кровельных работ и дальнейшей покраски.

Таблица 1. Класс толщины покрытия металла по ГОСТ 14918-80

Категория

Толщина, мкм

Масса двухстороннего покрытия 1 кв.м, г

Стандарты оговаривают, что с разных сторон оцинкованная сталь может иметь толщину идентичную и дифференцированную. При этом также регламентируется равномерность защитного слоя: НР – нормальная разнотолщинность, УР – уменьшенная разнотолщинность.

Оцинковка в листах

Сталь тонколистовая оцинкованная производится из низкоуглеродистых и углеродистых сплавов. Она широко используется для изготовления сварных, штамповочных и гнутых металлоизделий и выступает заготовкой для производства оцинкованного профнастила, а также гладкого и профилированного проката с полимерным покрытием.

Классификация

Сегодня химико-технологические разработки по-прежнему направлены на усовершенствование антикоррозионных видов защиты железоуглеродистых сплавов и кроме чистого Zn для создания покрытия стали широко использовать его сплавы. Горячеоцинкованный лист стальной классифицируют согласно ГОСТ 52246 на прокат с цинковым, железоцинковым, цинкоалюминиевым и цинкалюмомагниевым покрытием, что отражается в его маркировке – соответственно Ц, ЖЦ, ЦА, ЦАМ, а также разделяют его на классы:

• с улучшенным и высоким качеством отделки (аббревиатура У и В);
• с нормальным узором кристаллизации и без него (аббревиатура КР и МТ);
• с учетом способа консервации: пассивированный, промасленный, комбинированный и без консервации (аббревиатура ПС, ПР, ПП и БК).

Основные ГОСТы для производства

Сортамент кровельной оцинковки определяется ГОСТ 8075. Но данный стандарт почти не применяется на практике, так как частично уже не соответствует рыночным требованиям.

Основной сортамент определялся ГОСТ 14918-80. Согласно нему холоднокатаный тонколистовой оцинкованный металл купить можно шириной 710…1800 мм и толщиной 0,5…2,5 м. Также на рынке стран СНГ можно встретить продукцию, изготовленную в соответствии с ГОСТ 52246.

Таблица 2. Основные марки листовой оцинкованной стали по назначению согласно ГОСТ 52246

Марка

Назначение

для и/я плоских изделий

для и/я посудо-хозяйственной утвари методом изгиба и соединения в замок

для и/я штамповочных металлоизделий со сложной конфигурацией методом глубокой вытяжки

для и/я штамповочных металлоизделий сложной, особо и весьма сложной вытяжки

для и/я штамповочных металлоизделий сверхглубокой вытяжки

для производства профилированных изделий строительного назначения

Оцинковка в рулонах

Холоднокатаная сталь рулонная оцинкованная также производится и классифицируется в соответствии с ГОСТ 14918-80. Но в отличие от листового проката к ее классу высшей категории предъявляют более жесткие требования на предмет:

• серповидности. На каждые 3 метра длины допускается не более 6 мм;
• телескопичности. При прокате шириной до 1000 мм допускается не более 30 мм.

Горячекатаная оцинкованная сталь в рулонах изготавливается согласно ГОСТ 52246. Принцип классификации идентичен с листовым прокатом.

Таблица 3. Основные параметры оцинкованных рулонов

Наименование

Единицы измерения

Значения

Внутренний ø рулонов и допустимое отклонение

500, 508, 600, 610, 750 ± 20

Предельно допустимый наружный ø рулонов

Наиболее распространенными сплавами для изготовления листов и рулонов оцинкованной стали согласно ГОСТ можно назвать ст0, ст1, ст2, ст3 всех степеней раскисления. А также качественные низкоуглеродистые и углеродистые стали ГОСТ 9045-93 и ГОСТ 1050-88.

Рисунок 1. Сталь оцинкованная — обозначение

Оцинковка для полимерного покрытия

К этой категории относят горяче- и холоднокатаный черный прокат, на который слой цинкового покрытия наносится электролитическим способом. Это обусловлено тем, что химическое конверсионное покрытие обеспечит одновременно антикоррозионный эффект и улучшит окрашиваемость за счет равномерности и усиленной адгезии.

Оцинкованная сталь с полимерным покрытием изготавливается из рулонной и листовой стали:

• холоднокатаной низкоуглеродистой – ГОСТ 9045-93;
• качественной и обыкновенной углеродистой – ГОСТ 16523-97.

Толщина листовых и рулонных заготовок лежит в диапазоне 0,35 ÷ 1,2 мм, а ширина – 500 ÷ 1250 мм. Заготовки, полученные путем продольной резки, как правило, имеют ширину 50 ÷ 500 мм. Точность изготовления и параметры плоскостности заготовок должны соответствовать ГОСТ 19904.

Все эти требования, а также технические условия оговорены в ГОСТ 54301-2011. Госстандарт четко регламентирует виды и толщины полимерных покрытий.

Основы производства

Цинк – активный электроотрицательный металл. Именно поэтому покрытия на его основе наиболее эффективно защищают все марки стали от коррозии. При воздействии влаги возникает гальваническая пара Zn-Fe , где железо выступает катодом и соответственно не разрушается. В случаях, когда на поверхности металла есть поры или оголенные от цинка участки, защитный слой разрушается, если покрытие было нанесено электрохимическим способом. В случае использования термодинамического метода, железо-цинковый сплав характеризуется поверхностной анодностью и при механическом повреждении защитного покрытия, оно способно к самовосстановлению под воздействием анодно-катодного взаимодействия. Поэтому гальванический и холодный способ уже практически не используются.

При этом химическая активность Zn и ценовая доступность делают горячее цинкование наиболее простым, эффективным и экономичным методом. Такой способ легко реализовывается и прекрасно дополняет общепроизводственный цикл на металлургических комбинатах. Но все равно, вне зависимости от того изготавливается лист или рулон оцинкованный, качественная подготовка заготовки – ключевой фактор, влияющий на эксплуатационный срок и декоративные свойства продукции.

Учитывая, что на предприятиях используется разное технологическое оборудование и внедряются собственные технологии, то в общем случае горячий способ цинкования можно представить в виде короткого алгоритма:

• подготовка сырья: разделка торцов и выравнивание согласно обозначенному в техзадании классу качества;
• нагрев заготовки с последующим этапом обезжиривания и травления;
• подача стали в танки с расплавленным Zn.

Средства автоматики строго контролируют все процессы производства и толщину образующегося покрытия. На финишном этапе металл режется на листы или скручивается в рулоны.

Преимущества оцинкованной стали

Применительно к другим черным и цветным металлам, равно как к железоуглеродистым сплавам с альтернативными покрытиями, все виды стали оцинкованной:

• отличаются универсальностью механической, термической и сварочной обработки;
• демонстрируют высокую коррозионную и механическую прочность;
• характеризуются увеличенным эксплуатационным ресурсом;
• являются экологически безопасными;
• стоят относительно недорого.

Интересный факт. С момента использования стальных сплавов человечество не только ступило на новый виток развития, но и в значительной степени стало уделять внимание проблеме коррозии металлов, которая обуславливает до 28% всех убытков в экономике и народном хозяйстве. По мере развития науки оказалось, что данную проблему можно успешно решать несколькими способами и одним из наиболее простых, доступных и действенных методов является нанесение защитного цинкового покрытия. Ученые проводили многочисленные опыты на предмет эффективности использования Zn с целью увеличения срока службы металлоизделий и результативной пролонгированной борьбы с коррозией железоуглеродистых сплавов. Мнения и методы исследований меняются, но, как и 100 лет назад, оцинкованный металл наиболее стойко сопротивляется разрушению по сравнению с другими видами сталей и результаты, представленные в таблице 4 и полученные экспериментальным путем уже в новом тысячелетии, лучше всего это демонстрируют.

Таблица 4. Скорость коррозии, вызванной жизнедеятельностью железобактерий

Вид металла

Показатель активности водородных ионов (уровень pH)

Способы гаражного и промышленного цинкования металла

Горячее цинкование – это метод покрытия поверхности металлического изделия слоем цинка, уступающий по своей популярности только гальванической технологии оцинковки. Между тем по стоимости выполнения, а также по долговечности формируемых цинковых покрытий данный способ превосходит электрохимическое цинкование.

Результаты испытаний болтов с различной оцинковкой в растворе соляной кислоты

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к горячим цинковым покрытиям можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

ГОСТ 9.307-89 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия цинковые горячие. Общие требования и методы контроля

Суть и назначение процесса цинкования металла

Цинк является основным компонентом специальной химической смеси, которой принято покрывать изделия из металла во избежание развития коррозионных процессов. Повышенная влажность, воздействия механического характера, химические реакции – все это может спровоцировать окисление поверхности металла, однако оцинкованные изделия гораздо меньше подвержены коррозии.

Цинк и металл в симбиозе образуют гальваническую пару, где цинк принимает на себя все барьерные функции и, следовательно, вступает в различные формы взаимодействия с факторами окружающей среды.

Поверхность изделия будет сохранять свой первоначальный вид до тех пор, пока не разрушится полностью верхний цинковый слой. В местах, где цинк подвергается наиболее сильному воздействию, под влиянием молекул воды и кислорода образуется защитный слой гидроксида, который также сохраняет целостность металла.

Цинкование алюминия и других видов металлов происходит с использованием разных методов, однако наибольшее влияние на эффективность результата данной процедуры оказывает класс толщины цинкового слоя, который определен по ГОСТ 14918-80.

Класс толщины	Масса м2 площади покрытия (с двух сторон), г	Толщина цинкового слоя, мкм
Повышенный (П)	От 570 до 855	От 40 до 60
1	От 258 до 570	От 18 до 40
2	От 142,5 до 258	От 10 до 18

Классы цинкового покрытия П и 1 чаще всего используются в условиях сложной климатической обстановки повышенной влажности и перепадов температур.

Общие сведения

Как говорилось ранее, цинкование металла — это процесс нанесения на поверхность изделия специального вещества.

Такие растворы создаются на основе цинка, который является наиболее подходящим исходным материалом. Он предотвращает коррозию, а также защищает поверхность от воздействия агрессивных веществ. Обработанный лист обладает рядом преимуществ:

• увеличивается прочность изделия;
• устойчивость к различным температурам;
• не подвергается воздействию агрессивных веществ;
• увеличивается срок службы изделия;
• изделие не подвергается окислению.

Свойства и преимущества оцинкованных покрытий

Существенным преимуществом оцинкованных покрытий является длительность срока их службы. Если говорить о различных технологиях оцинковывания как об этапе подготовки деталей к окрашиванию, то сразу можно отметить следующие достоинства процедуры:

• износостойкость и длительность службы окрашиваемого покрытия;
• низкая себестоимость в сравнении с ценой на окрашивание без предварительного цинкования за срок до 25 лет;
• простые требования к изделиям из металла.

Цинкование металла осуществляет не только барьерную и защитную, но и электрохимическую защиту верхних слоев обработанных изделий.

Цинкование с фосфатированием

Цинкование с фосфатированием принято использовать для обработки цветных металлов. В результате процедуры на верхнем слое детали из металла образуются фосфаты цинка, марганца или железа, которые являются малорастворимыми элементами, что усиливает барьерные и электроизоляционные качества обрабатываемых поверхностей.

Цинкование с фосфатированием можно применять в отношении следующих видов металлов:

• чугуна;
• кадмия;
• низколегированных углеродистых сталей;
• меди;
• цинка;
• алюминия.

Металлические предметы, оцинкованные посредством фосфатирования, могут использоваться даже в условиях тропиков. Они не подвержены воздействию нагретых материалов, смазочной органики (масел), бензола, толуола и всех газов за исключением сероводорода.

Преимущества метода

Горячее цинкование металлоконструкций при сравнении с другими технологиями имеет ряд весомых преимуществ.

• Подвергаться обработке по данной технологии могут даже детали, отличающиеся высокой сложностью геометрической формы. В частности, такую технологию активно используют для обработки труб.
• Поврежденные в результате механического воздействия участки цинкового покрытия могут самовосстанавливаться, причем происходить это может без постороннего вмешательства.
• По сравнению с другими способами оцинковки, метод горячего цинкования позволяет сформировать покрытие, устойчивость которого при взаимодействии с жидкими средами выше в 6 раз. Именно по этой причине такую технологию и применяют для обработки труб и различных емкостей.
• Горячая оцинковка позволяет эффективно устранять многие дефекты обрабатываемой поверхности, такие как раковины, поры и др.
• Эксплуатация труб и других метизов, которые покрыты цинком по данной технологии, требует минимальных финансовых затрат. Их поверхности, в частности, не требуют регулярной окраски, так как уже надежно защищены от воздействия негативных факторов внешней среды. Это очень актуально для труб, которые эксплуатируются в труднодоступных местах (в стенах, под землей и т.д.).

Сравнение стоимости и работоспособности горячеоцинкованной стали с другими методами защиты

Способы и методы цинкования

Для укрепления металлических поверхностей широко распространены такие виды цинкования:

• горячее;
• холодное;
• гальванизация;
• термодиффузионное цинковое покрытие;
• напыление под воздействием термических газов.

При выборе технологии цинкования металла нужно отталкиваться от предназначения изделия и способов его эксплуатации. Заранее необходимо определить класс толщины цинкового слоя, так как от этого зависит весь технологический процесс, включая настройку производных температур.

Изделия из металла, на которых уже присутствует цинк, не стоит подвергать механическим воздействиям, так как можно нарушить целостность защитного покрытия.

Горячее цинкование

Горячее цинкование стали имеет широкую известность, но применяется несколько реже, чем другие способы распределения цинка по поверхности металлоконструкций. Несмотря на эффективность горячей технологии, она является крайне опасной для окружающей среды и живых организмов. Горячий способ подразумевает использование агрессивных химикатов для подготовительных процедур и горячего жидкого цинка для дальнейшего покрытия.

Сталь цинкуется горячим методом в 2 этапа:

1. Подготовительные меры.
2. Процесс цинкования.

Подготовка изделий также делится на следующие друг за другом производственные стадии:

1. Зачистка и обезжиривание поверхности.
2. Травление с помощью кислот.
3. Промывание деталей.
4. Флюсование (вычленение из металла солей и оксидов).
5. Просушка.

После завершения этапа 1 деталь погружают в специальный резервуар с расплавленным цинком, после чего начинает формироваться тонкий защитный слой из железа и цинка. Далее изделие подвергается продуванию, которое призвано обеспечить полное высыхание изделия, а также удаление лишних образований.

Недостаток данного метода оцинковывания металла заключается в ограничении габаритов обрабатываемых изделий размерами резервуара.

Холодное цинкование

Метод холодного цинкования заслуженно считается самым применяемым. Причинами тому являются высокая результативность и простота применения. Способ не требует наличия профессионального оборудования, что позволяет осуществлять цинкование у себя дома.

Для холодного цинкования потребуется специальный цинковый состав (например «Цинокол») и малярный инструмент (кисть, валик). Смесь включает от 86% цинка, благодаря чему защитное покрытие образуется сразу после нанесения состава на металлическую поверхность.

Если конфигурация поверхности не позволяет нанести цинковую смесь малярным инструментом равномерно, применяют краскопульт – устройство для распыления различных материалов.

Холодный метод цинкования не имеет аналогов, если речь идет о нанесении или восстановлении защитного слоя металлоконструкций, в отношении которых невозможно применить иные способы цинкования (например, уже смонтированное оборудование, леса или трубы). Также такой метод является лучшим решением для проведения ремонтных работ.

Холодный способ цинкования можно производить в широком температурном диапазоне, при этом защитный покров сохраняет гибкость и устойчивость к различным повреждениям.

Гальванический метод

Во время гальванического цинкования на верхний слой металла оказывается воздействие электрического и химического характера одновременно. Результатом является не только максимально точная толщина барьерного слоя, но и идеально гладкая структура.

Гальванизация сопровождается высокой адгезией элементов металла и цинка, соединенных на молекулярном уровне. Можно достичь не только максимально равномерного цинкового покрытия по всей площади детали, но и придать ему декоративный вид.

Процесс электрохимической гальванизации происходит так:

• пластины или другие объекты из металла погружаются в специальную электролитическую жидкость;
• объект обработки подключается к источникам тока с разными зарядами;
• разность потенциала заставляет материал разрешаться, после чего молекулы цинка начинают подниматься к поверхности изделия, образуя тем самым защитный слой.

Цинкование металлоконструкций гальваническим методом позволяет воссоздать неповторимый декоративный узор, контролируя при этом толщину барьерного слоя.

Главный недостаток процедуры – высокая стоимость, которая складывается из цен на электроэнергию, состав электролита, оборудование и другие производственные элементы.

Термодиффузионное покрытие цинком

Суть термодиффузионной технологии (ТТ) в том, что объект цинкования и сухой цинксодержащий порошок кладутся в специальный контейнер, который герметизируется и подвергается воздействию очень высокой температуры (до 2 500 градусов по Цельсию). Атомы цинка, содержащиеся в сухой смеси, преобразуются в газ, что упрощает их диффузионное проникновение в верхний слой деталей из металла.

Как правило, данную технологию применяют в случае необходимости создания защитного слоя свыше 15 мкм.

Подготовка самих деталей происходит по стандарту. Термодиффузионный метод, как и другие технологии, обладает рядом положительных и отрицательных черт.

• безопасность и экологичность;
• возможность контролировать толщину цинковой наслойки;
• высокое качество защитного покрытия без образования пор;
• после процедуры не остается специфических отходов, нуждающихся в особом виде утилизации;
• можно осуществить цинкование изделий даже со сложной геометрической конструкцией.

• наличие налета на оцинкованных деталях, отсутствие зеркального блеска;
• образование цинковой пыли в окружающей среде;
• средний уровень производительности;
• цинкование может получиться неравномерным.

Газотермическое напыление цинка

Напыление подходит для металлических крупногабаритных пластин или металлоконструкций, в отношении которых очень тяжело применять другие технологии. Процесс цинкования напылением: в условиях газовой среды цинк в виде сухого порошка распыляют по всей поверхности металлоконструкции. На фоне высоких температур молекулы цинка и металла при столкновении образуют чешуйки, поры и неровности, поэтому обрабатываемая деталь нуждается в дальнейшей покраске.

Технология горячего цинкования

Обработка происходит в соответствие с ГОСТ, выполняется в множество этапов, которые требуют подготовки. Технология горячего цинкования применяется только после соблюдения всех условий по производству. Перед работами обезжириваются детали, происходит удаление масла, других составов. Горячая оцинковка требует нескольких ванн и печей для сушки, печей для процесса, а также зоны, в которой детали подвергаются охлаждению.

Технология горячего цинкования

Общими правилами установлена, что процесс разбит на этапы. Подготовка поверхности происходит в несколько раз, осуществляются различные работы. Цинкование, процесс состоящий их трёх фаз, которые тщательно соблюдаются. После завершения основных процессов происходит аспирация и транспортировка, действия происходят автоматически.

Подготовка поверхности

Особо важный этап – подготовка, включает множество подтипов:

• Обезжиривание происходит при средней температуре +70 ⁰С, происходит для равномерно расположенного слоя цинка. Если не удалится масляное загрязнение, оцинкованный кусок может обвалиться.
• После происходит промывание, в процессе которого удаляются средства, используемые при обезжиривании.
• Соляной кислотой производится травление, слой окалины удаляется с поверхности металла, под воздействие попадает и коррозия.
• После каждого воздействия определенного средства необходимо осуществлять промывку детали.
• Флюсование обеспечивает хорошее прилегании цинка к поверхности в последующем, противостоит окислению в процессе производства.
• Сушка детали производится в специально отведенной для этого печи.

Наиболее важным процессом отмечается флюсование. Флюс, благодаря химическим свойствам, окончательно удаляет серную кислоту, влагу. Горячее цинкование использует своеобразный флюсовой слой.

Оборудование

Процесс горячего цинкование требует большого помещения и видов оборудования. Основные станки и приборы для обработки:

• Сушильная и цинковальная печи.
• Теплообменник.
• Цинковальные ванны, их количество определяется разновидностью производимых частей.
• Ванна для охлаждения.
• Грейфер, предназначенный для удаления гарт цинка.

Завод горячего цинкования

Перечисленное оборудование не включает в себя автоматизированную линию для транспортировки детали, подготовке к процессу и очистных сооружений, которые обязательно понадобятся для массового производства.

Цинкование

Определенная технология цинкования и ее соблюдение позволяют добиться прочности, надежности детали. Для получения результата необходимо следовать последовательности, которая описана в технологии горячего цинкования металлоконструкций:

1. На этапе погружения детали, при повышении температуры, разрушается флюсовая пленка, которая служит для соединения цинка с металлом. Скорость процесса погружения подбирается оптимальной, нельзя допустить полное разрушение пленки, но и остаточный толстый слой.
2. Продолжительность операции подбирается от сложности конструкции, время цинкования определено не более 10 минутами.
3. Регулируется скорость вынимания для контроля остаточного слоя горячего цинка на металле.

Сушка оцинкованных изделий

Качественная сталь, соблюдение температурного режима обработки (450 ⁰С), степень охлаждения полностью зависят на готовый результат. Сушка изделия зачастую происходит на открытом воздухе.

Как отличить оцинкованный металл от обычного

Оцинкованная и обычная нержавеющая сталь имеют разную себестоимость, поэтому стоит знать, как их различить в условиях не всегда честного современного рынка.

1. На глаз. Оцинкованная сталь, как правило, имеет характерные радужные разводы. Также обычный металл имеет более матовую поверхность. Если на металле нет кристаллических декоративных узоров, то цинковое покрытие имеет зеркальный блеск.
2. Магнит. Оцинкованные поверхности обладают более сильными электромагнитными свойствами, что можно проверить с помощью обычного магнита.
3. Спектральный анализ. Требуется специальное оборудование, определяющее химический состав стали, но данный способ считается наиболее точным и надежным.
4. Химический метод. Соляная кислота вступает с цинком в химическую реакцию, при которой начинается выделяться водород. Достаточно небольшого количества соляной кислоты.

При покупке оцинкованной стали рекомендуется выбрать надежного и ответственного поставщика, что избавит от проблем с определением подлинности металла и наличия у него цинкового покрытия.

Обоснование применения защитных цинковых покрытий

Для стальных конструкций, изделий и материалов горячее цинкование признано, как технология имеющая наилучшее соотношение между производственными затратами и уровнем надежности защитного покрытия. Толщина слоя цинка может быть в пределах 30-100 мкм (в большинстве случаев 40-60 мкм).

Продолжительный практический опыт эксплуатации оцинкованных изделий показал, что горячее цинкование может обеспечить защиту от коррозии:

• в агрессивных условиях промышленной эксплуатации до 55 лет;
• в жарких и влажных тропиках до 70 лет;
• в обычных условиях на открытом воздухе до 85 лет.

В нашей стране контроль и требования к защите от коррозии методом нанесения цинковых покрытий определяются ГОСТ 9.307-89.

Простой способ цинкования в домашних условиях

Самым легким способом самостоятельного цинкования металла является холодный метод. Однако многих интересует именно гальванический способ из-за формирования декоративных узоров на верхних слоях детали.

Подготовка электролита

Электролитом может стать любой раствор, в котором содержится цинк:

• хлорид цинка (ZnCl);
• соляная кислота (HCL);
• ZnSO4 (результат травления серной кислоты H2SO4).

При травлении необходимо быть максимально осторожным, так как во время химической реакции выделяется взрывоопасный газ Н2.

Получение цинкового состава

Чтобы осуществить гальваническое цинкование металла дома, необходимо иметь цинк. Если говорить о подручных средствах, то цинк можно найти:

• в солевых батарейках (индекс L);
• в металлических оцинкованных деталях;
• в советских предохранителях.

А можно купить чистый цинк в радиомагазинах или на авторынках.

Подготовка к нанесению покрытия

Чтобы качественно оцинковать стальные детали, необходимо грамотно подготовить материалы:

1. Нужно взять пластиковую или стеклянную тару, которая выступит в качестве ванны с электролитом, и установить держатели для анода и катода.
2. Если в электролите заметны кристаллы соли, то использовать его нельзя. Растворить их можно, добавив дистиллированной воды.
3. Анодом может выступить пластинка из цинка с подключенным к ней «+» зарядом. Чем больше площадь пластины, тем равномернее будет ложиться цинк на катоде. Чем больше анодов, тем больший участок покроется цинком за раз.
4. Катод – это деталь, которая требует обработки (отрицательный заряд). На нее будут укладываться молекулы цинка. Необходимо подготовить металл к процедуре цинкования: очистить от коррозии, обезжирить и активировать, поместив в раствор кислоты. Необходимо расположить катод равно удаленно от всех источников положительного заряда.
5. Источником электрического питания может выступать любой аккумулятор или блок питания. Чем выше будет напряжение, тем более ускоренно пройдет процесс гальванизации. Если используется автомобильный аккумулятор, в схему необходимо добавить другие потребители тока (например, лампочку накаливания).

Нанесение цинковой пленки

После всех подготовительных процедур останется только включить источник электрического питания и поместить катод в электролит. Не стоит допускать бурного кипения электролита: необходимо снизить силу тока, добавив в схему потребители электроэнергии. Чем дольше происходит процесс гальванизации, тем толще будет защитный слой цинка на поверхности обрабатываемой детали (катода).

Если у вас имеется опыт цинкования металла в домашних или промышленных условиях, вы можете поделиться им в комментариях.

Как ржавеет?

Как говорилось ранее, на изделия воздействуют влага, а также кислород и агрессивные вещества.

Их молекулы попадают в глубокую структуру металла, что приводит к появлению ржавчины. В результате на поверхности появляются дыры. Такой процесс может происходить долгое время. Чтобы замедлить процесс окисления, применяют цинковый раствор.

Источник https://metall-lss.ru/chto-takoe-ocinkovka-i-kakie-preimushhestva-ona-dajot-metallu/

Источник https://metinvest-smc.com/ru/articles/otsinkovannaya-stal-vidy-osobennosti-primenenie/

Источник https://instanko.ru/drugoe/goryachee-cinkovanie.html