Достоинства и недостатки термодиффузионного цинкования

Термодиффузионное цинкование – одна из технологий, которая позволяет обработать металлическое изделие таким образом, чтобы на его поверхности образовался дополнительный защитный слой.

Этот подход позволяет увеличить длительность и качество эксплуатации. В промышленной сфере данный метод популярен, так как позволяет работать с разными видами металлов.

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.

Среди преимуществ отмечают следующие моменты:

• условия обработки обеспечивают высокую адгезию;
• экономичность работы, так как рабочая площадь тут не большая и требуется минимум усилий и энергии для того, чтобы провести цинкование;
• готовое покрытие имеет идеально ровную поверхность и отличается высокой устойчивостью к коррозии;
• диффузия проходит в условиях герметичного контейнера, а значит, нет токсической, химической или экологической опасности;
• не изменяя технологии производства, можно получать толщину покрытия от 6 до 100 микрон;
• обработка одной детали занимает – 2-4 часа;
• если выдерживается необходимая толщина покрытия, то изделие становиться более стойким к коррозии;
• сохраняется первоначальная форма элемента;
• отходы производства не требуют специфической утилизации;
• конечная очистка происходит без использования химических составов и кислот;
• после обработки повышаются прочностные характеристики, благодаря чему они становятся более стойкими к абразивным воздействиям;
• хоть оборудование и стоит дорого, но имеет вполне простую конструкцию.

Список достоинств достаточно внушителен.

Но в каждой бочке меда есть своя ложка дегтя. И цинкование не стало исключением. Среди недостатков выделяют такие моменты:

• внешний вид обработанной детали малопривлекателен – появляется серый слой;
• контейнер имеет ограниченные габариты, поэтому и деталь должна быть соответствующих размеров.

Но если судить объективно, то это не такие уж и большие минусы. Скорее особенности процесса.

Основные моменты ГОСТ Р 9.316-2006

Госстандарт разработан с целью контроля качества производства и безопасной эксплуатации. Это касается всех вещей, в том числе и цинкового покрытия.

ГОСТ Р 9.316-2006 имеет деление в 5 классов в зависимости от толщины слоя:

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

У заказчика есть возможность выбрать и более внушительные размеры защитного слоя. Это не запрещено, хоть в ГОСте это уже и не будет поддаваться классификации.

Также Госстандарт имеет указание касательно дефектов. Готовое изделие не должно иметь:

• отслоений и вкраплений, раковин;
• наростов и вздутий;
• трещин;
• остатков от обрабатываемого раствора, которые не удается снять.

Вся деталь должна иметь равномерное покрытие, без каких-либо «проплешин».

Стоит понимать, что нарушение основных положений ГОСТа может привести к тому, что на изделии останется цинковая пыль. И вот, если это вещество попадет в организм, то могут начаться проблемы со здоровьем. И это уже не говоря о том, что нарушение технологии вызывает сомнение в качественной эксплуатации. Поэтому не зря были разработаны требования к диффузионному цинкованию.

Сфера использования

Данная технология позволяет создать действительно качественные металлоконструкции.

Поэтому ею активно пользуются. Особенно она востребована на предприятиях, которые занимаются изготовлением масштабных объектов, ведь тут требуется минимум оборудования и сам процесс не отличается какой-либо сложностью.

Шерардизация активно используется в создании таких изделий:

• линии электропередач;
• нефтяная и газовая арматура;
• детали для машиностроения;
• составляющие трубопроводных и строительных систем;
• арматура для железной дороги;
• мостовые ограждения;
• обрабатываются фитинги, полые и резьбовые соединения;
• мебельная фурнитура.

Если в составе металла присутствуют смолы или припой, то метод диффузионного цинкования для них не подходит. Тут уже будет использоваться другая технология.

Цена готовой работы во многом зависит от мощности используемого оборудования и от объемов, которые нужно обработать. Стоимость обозначают не за единицу, а за килограмм – примерно 40 рублей.

Но обычно крупные производства работают и с крупными объемами – от 200-300 кг. Поэтому заказать цинкование калитки не получиться. Хотя есть заводы, которые специализируются именно на мелких элементах.

Особенности технологии термодиффузионного цинкования

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

Суть и назначение термодиффузионного цинкования

Человеком, благодаря которому технология термодиффузионного цинкования познала мир, был инженер-изобретатель из Англии по имени Шерард Коупер-Колс. Он предлагал насыщать поверхность изделий из стали цинком путем диффузии в искусственно созданной среде, где присутствуют высокие температуры. По прошествии более 100 лет эта технология получила развитие.

С химической точки зрения, прохождение процесса, при котором на стальной поверхности образуется слой цинкового покрытия, сопровождается переносом молекул цинка, вступлением их в связь с молекулами стали и образованием общей кристаллической решетки. Все это происходит при температуре около 450 °C (точнее, 400–450 градусов).

При проведении термодиффузионного цинкования не следует повышать температуру внутри бокса до 470 °C: это приводит к образованию более хрупкого отслаивающегося покрытия с плохими антикоррозионными свойствами.

Как упоминалось выше, термодиффузионное цинкование нацелено на достижение следующих результатов:

1. Защита механического характера. Образованное цинковое покрытие не допускает внешнюю среду к физическому контакту с защищаемым металлом.
2. Защита электрохимического характера. Цинк со сталью образуют пару гальваническую, где первый металл будет анодом, второй – катодом, то есть анод разрушается, за счет чего катод восстанавливается.

Защита металлов от коррозии[править | править код]

Защита металлов от коррозии обеспечивает долговременное функционирование различных деталей, конструкций и сооружений. Около 10% выпускаемых годового выпуска стали и стальных изделий ежегодно теряют свои технические характеристики из-за коррозии, что оценивается десятками миллиардов долларов

. Один из наиболее распространенных способов защиты металлов от коррозии — покрытие цинком.
Выбор цинка не случаен и объясняется высоким отрицательным значением окислительно-восстановительного потенциала пары Zn2+/Zn
. Этот металл защищает основной металл (железо) анодно, то есть в гальванической паре «Fe-Zn» растворяется цинк.
Электрохимической альтернативой цинку является кадмий, но его применение во многих странах запрещено из-за высокой токсичности
.
В РФ кадмирование имеет ограниченное использование и возможно, как правило, только по специальному разрешению
.
Толщина защитного цинкового покрытия выбирается в зависимости от назначения изделия и условий его эксплуатации
. Анализ условий применения различных металлоизделий показывает, что защитное (антикоррозионное) покрытие для этих условий должно обладать не только повышенной коррозионной стойкостью, но быть также устойчивым к абразивному износу и иметь высокую степень сцепления с поверхностью защищаемого изделия.

Как происходит процесс обработки

Современный процесс получения цинкового покрытия термодиффузионным методом претерпел некоторые изменения, доработки и включает следующие этапы:

1. Обработка изделий на предварительном этапе путем химического, механического или ультразвукового воздействия.
2. Помещение деталей, прошедших предварительную обработку, в специальный рабочий бокс, куда также добавляется цинксодержащий порошок.
3. Герметизация бокса и создание внутри него необходимой повышенной рабочей температуры.
4. Выдержка изделий в течение определенного времени, извлечение их из камеры и проведение дополнительных мероприятий по обработке.

Процесс будет проходить более интенсивно, если такую камеру подвергать вращению.

Первый этап необходим для того, чтобы избавиться от раковин, отслоений, трещин, ржавчины и жировой пленки, которые могут образовываться на поверхности изделия и препятствовать осаждению цинка. Эффективно с этим справляться можно, подвергая детали обработке абразивными материалами в установках типа пескоструйных, далее следует обезжиривание химическими жидкостями и очистка ультразвуком, хотя диффузионный процесс менее требователен к чистоте поверхности, чем, к примеру, гальванический.

Бокс, или камера для проведения термодиффузионного цинкования, представляет собой конструкцию из нержавейки, у которой есть плотно закрывающаяся крышка. Помещая туда заготовку и цинковый порошок, температуру внутри поддерживают на уровне около 450 °C в течение 1–4 часов, все зависит от того, какова необходимая площадь покрытия и какой толщины слой цинка должен образоваться. За это время произойдет испарение молекул цинка и проникновение их в кристаллическую решетку металла.

Когда термодиффузионное цинкование окончено, заготовки вынимают из камеры и подвергают ряду очисток. Первое, что удаляют, это оставшиеся частицы порошка, далее моют изделия и на последнем этапе проводят пассивацию – улучшение внешнего вида изделий, придание им декоративного товарного вида.

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)

Достоинства и недостатки технологии

Термодиффузионное цинкование не зря считается одним из лучших способов получения оцинкованного покрытия, у него много положительных сторон:

1. Слой получается однородным, в нем отсутствуют поры, можно получить толщину с очень высокой точностью до 5 микрон при возможных диапазонах толщины 15–150 микрон.
2. Из всех имеющихся способов цинкования слой, полученный термодиффузионным методом, самый стойкий к коррозии, что дает возможность экономить на толщине покрытия, не жертвуя при этом качеством.
3. Цинковое покрытие устойчиво к изнашиванию за счет высокой прочности слоя и хорошей адгезии к поверхности основного металла. В числовом выражении его микротвердость доходит до 5000 МПа, слой цинка такой же толщины при гальваническом покрытии не превышает по твердости 400 МПа.
4. При помощи термодиффузионного цинкования можно получить слой цинка на поверхности любой конфигурации, при этом не нарушая контуров изделия. Это особенно актуально при обработке резьбовых соединений.
5. Технологический процесс получения оцинкованного слоя этим методом является чистым с точки зрения экологии.
6. При термодиффузионном цинковании не наблюдается процесса водородного охрупчивания.

Термодиффузионное цинкование обладает и некоторыми недостатками:

1. Это в первую очередь невысокие декоративные качества покрытия, которое имеет серый матовый оттенок.
2. Также сложно создать большую камеру для проведения операций, в результате чего размеры деталей все же ограничены. Самая большая камера на сегодня имеет размер 1.5 метра длиной и 0.5 метра в диаметре.
3. Цинкование термодиффузионным методом не отличается быстротой.

Чтобы избежать процесса спекания порошка с цинком при высоких температурах, что иногда наблюдается, в последний вводят инертные частицы, то есть наполнитель, который не дает соприкасаться частичкам цинка в порошке.

Условия эксплуатации и требования по пожаро- и взрывобезопасности

В состав диффузионной смеси входят цинковый порошок и инертная добавка – окись алюминия марки Г-00 (глинозем). Фракции цинкового порошка – в пределах от 0,05 до 0,15 мм. Фракции инертной добавки (ГОСТ 6712) – не более 150 мкм. Расход диффузионной смеси на 1 т цинкуемых металлоизделий: цинковый порошок – до 40 кг, глинозем – до 100 кг в зависимости от необходимой толщины покрытия.

Чистый цинковый порошок по своим физическим данным относится к 4 группе пожаро- и взрывоопасных веществ с температурой воспламенения 873°К и нижним концентрационным пределом взрываемости в воздухе – 480 г/м2 (ГОСТ-12601). Глинозем металлургический марки Г-00, согласно ГОСТ-30558-98, пожаро- и взрывобезопасен.

Диффузионная смесь при проведении процесса цинкования находится в замкнутом объеме реторты, без доступа свободного кислорода воздуха, выброс нагретых газов производится через гидрозатвор, с пропусканием газов через емкость заполненную водой, что исключает выброс горячих газов в атмосферу. Используемая диффузионная смесь, в плане взрывоопасности, может быть отнесена к категории А по ПИВЭ.

Помещение участка для термодиффузионного цинкования является производственным помещением, связанным с применением горячих, но негорючих и невзрывопожароопасных материалов. С точки зрения требований по пожаро- и взрывобезопасности, это помещение может быть отнесено к категории Г, поскольку в режиме выгрузки смеси из реторты температура смеси может достигать 150°С. Класс взрывоопасной зоны, согласно правилам устройства электроустановок – В1.А.

Электрооборудование (щит управления) размещается не ближе 3-х метров от корпуса термодиффузионной установки.

Область применения

Основные области, где эффективно применяют изделия, обработанные термодиффузионным цинкованием:

• покрытие арматуры для газовой отрасли и нефтяной промышленности;
• дорожная сфера – металлические конструкции для ограждения мостовых и дорожных покрытий;
• строительная сфера и трубные сети – цинкование крепежной арматуры и элементов конструкций;
• мебельная отрасль – обработка фурнитуры;
• железнодорожные коммуникации – соединительные элементы и крепежные детали полотна железной дороги;
• запчасти автомобилей и общественного транспорта;
• энергетическая отрасль – обработка конструктивных составляющих электропередающих линий.

Нормы и стандарты[править | править код]

В декабре 2020 года Департаментом электрификации и электроснабжения ОАО «Российские железные дороги» была выпущена инструкция по применению термодиффузионного цинкования деталей и конструкций контактной сети. Данная инструкция распространяется на защитные цинковые покрытия, наносимые методом термодиффузионного цинкования на резьбовые детали, арматуру, конструкции контактной сети и другие изделия из углеродистой и низкоуглеродистой стали, в том числе повышенной прочности, на чугунные и детали из цветных металлов контактной сети, включая чугунные оконцеватели фарфоровых изоляторов. C января 2020 года вышли ГОСТы на высокопрочный крепеж для металлических конструкций, в которых есть указание на применение термодиффузионного покрытия для защиты от коррозии высокопрочных болтов, гаек и шайб.

Оборудование для термодиффузионного цинкования

Стандартная линия организации покрытия металла слоем цинка должна иметь следующий перечень оборудования для термодиффузионного цинкования:

• оборудование печное в виде камеры или бокса с плотно закрывающейся крышкой, ретортами сменного типа или стационарными с объемом пространства для загрузки до 600 килограммов;
• оборудование отсыпное для реторт;
• установка для фосфатной пассивации;
• шкафы сушильные или печи сушильные проходные;
• электронные контроллеры толщины слоя цинка, раствора пассивационного;
• оснастка вспомогательного назначения.

Уважаемые посетители сайта, кто имеет представление о технологическом процессе термодиффузионного цинкования, поделитесь своим опытом в комментариях, поддержите тему.

Технические преимущества[править | править код]

— это способность технологического процесса получить любую толщину покрытия по требованию заказчика.
Второе
— отсутствие склеивания деталей. Это один из самых негативных моментов, имеющих место в горячем цинке и в гальванике.
Третье
преимущество касается внешней и внутренней формы деталей. Российский рынок показал, что большинство крепежных и любых других вспомогательных деталей раньше красилось, пластифицировалось или просто оставалось без покрытия, так как они имели резьбовые соединения, полые и глухие отверстия, сложные соединения, сварные швы. Плюсом также является отсутствие каких-либо наплывов цинка в местах углублений или соединений.
Четвёртое
преимущество относится к возможности последующей обработки деталей разными видами красок, пластификаторов и т. п. Практически все виды промышленных красок хорошо прилегают к термодиффузионному покрытию.
Высокая адгезия увеличивает коррозионную стойкость, практически исключается вздутие и отслоение красок с поверхности
. Срок службы деталей с двойным покрытием увеличивается, что приводит к значительной экономии при их эксплуатации.
Пятое
преимущество состоит в экологической чистоте процесса (если нет необходимости в обезжиривании изделия).

Коррозионные испытания

Данные покрытия с успехом прошли длительные испытания на объектах ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга».

16 апреля 2020 года на различных участках Центральной станции аэрации сточных воды были установлены 26 образцов с пятью типами покрытий.

В качестве образцов использовались стальные (Ст.3) пруты 15×400 мм с термодиффузионным цинковым покрытием, полученным из цинкового порошка или суспензии по технологии, разработанной на «ВИАСМ», с последующей обработкой жидким стеклом или полимерным органическим покрытием.

Толщина цинкового покрытия:

— из порошка около 100 мкм;

По результатам 7,5 месяцев испытаний на аэротэнке №7 и в шахте 44-Бис наиболее стойким оказались покрытия на основе эпоксидных материалов. На образцах, защищенных этими материалами, не наблюдалось признаков коррозии

При различий в коррозионной стойкости образцов с эпоксидными покрытиями 1 и 2 не обнаружено. Таким образом, наиболее коррозионностойкими являются дуплексные цинково-эпоксидные покрытия.

Данный метод позволяет производить обработку даже металлических шпунтов, значительно повышая стойкость к агрессивным средам и значительно увеличивая стойкость покрытий по сравнению с окрашиванием. Данным методом были нанесены защитные покрытия на шпунты Ларсена длиной 10,5 м

.

Полученные образцы прошли все необходимые проверки качества и допущены к применению.

Данное покрытие отлично показало себя в агрессивных средах, с которыми сталкивается оборудование в сельском хозяйстве. В результате получен опыт нанесения защитных покрытий методом ТДСИ на детали клеточных батарей (швеллеры, стяжки, стойки) для выращивания и содержания сельхозптицы.

На «ВИАСМ» были разработаны автоматизированные технологические линии модульной структуры для выращивания и содержания сельхоз птицы в условиях, обеспечивающих ее максимальную продуктивность.

Образцы металлоизделий с ТДМП покрытием

Образцы мелких деталей с ТДМП-покрытиями

Бронзовый зажим с медным покрытием

ТДМП-покрытие фланцев после 2020 ч выдержки в камере солевого тумана

ТДМП-покрытие сварных стальных конструкций

Технологическая схема процесса ТДЦЭ

Цех защитных покрытий ТДЦЭ включает в себя:

— склад исходных компонентов шихты;

— участок приготовления шихты (диффузионной смеси);

— участок подготовки деталей;

— участок термодиффузионного цинкования в электромагнитном поле;

— участок охлаждения и разгрузки реторт;

— склад готовой продукции.

Схема основных операций по технологии получения диффузионных цинковых покрытий способом термодиффузионного цинкования в электромагнитном поле приведена на рис.1.

Термодиффузионный способ нанесения защитного покрытия на металлические изделия начинается с загрузки партии металлоизделий и шихты в реторту. В состав реакционной смеси входят цинковый порошок и инертная добавка – окись алюминия марки ГОО (глинозем)

. Фракции цинкового порошка – в пределах от 0,05 до 0,15 мм.
Сертификат качества по ГОСТ 12601-76
.
Фракции инертной добавки (ГОСТ 6712) – не более 0,15 мм
.
Расход диффузионной смеси на 1 кг цинкуемых металлоизделий: цинковый порошок – до 0,040 кг, глинозем – до 0,1 кг в зависимости от требуемой толщины защитного слоя
.

После загрузки партии металлоизделий и шихты реторта перемещается в индукционную установку. После индукционного нагрева изделий из металла в электромагнитном поле в течение 40-90 минут электропитание индукторов отключается, реторта с оцинкованными металлоизделиями продолжает вращаться с принудительной подачей воздуха для охлаждения внешней поверхности реторты

. При достижении температуры 250°С на поверхности реторты вращение реторты прекращается, осуществляется ее выгрузка на роликовый конвейер и далее на технологический стол для дальнейшего охлаждения поверхности до температуры 100°С.
После достижения требуемой температуры производится выгрузка диффузионной смеси и изделий
.
Свободная реторта перемещается на стеллаж сменных реторт и далее на роликовый конвейер для загрузки шихты и металлоизделий в начале следующего цикла
.

Рис. 1. Технологическая схема операций участка нанесения защитных покрытий способом ТДЦЭ

Общая длительность операций обработки изделий, от момента начала загрузки изделий в реторту до момента выгрузки реторты из индукционного модуля на роликовый конвейер, составляет 120-180 минут.

Таким образом, технологический процесс термодиффузионного цинкования металлоизделий в электромагнитном поле, в общем виде можно представить в виде последовательности следующих основных технологических операций:

— закрытия реторты крышкой и установки герметизирующего затвора;

— проведения термодиффузионного цинкования в электромагнитном поле;

— предварительного воздушного охлаждения реторты, находящейся внутри индукционного модуля;

— выгрузки реторты из индукционного модуля на роликовый конвейер и ее транспортировки на технологический стол;

— воздушного охлаждения вращающейся реторты на технологическом столе;

— выгрузки порошковой смеси из реторты;

— выгрузки металлоизделий из реторты и их обдув сжатым воздухом;

— перемещения реторты с технологического стола на стеллаж сменных реторт.

Технологический цикл термодиффузионного цинкования изделий из металла в электромагнитном поле заканчивается операциями контроля качества покрытия и транспортировки металлоизделий на склад готовой продукции.

Описанная технологическая схема обеспечивает возможность нанесения защитных слоев способом ТДЦЭ на металлоизделия и детали конструкций различного назначения и длин до 6 метров, том числе на прессованные, литые, кованные, механически обработанные изделия: (гайки, болты, шайбы, цепи, гвозди), строительные профили (тавры, двутавры, уголки и т.п.), арматуру нефте- и газодобывающих и перекачивающих станций, осветительные столбы, арматуру контактных сетей, трубы для магистральных и технологических трубопроводов горячего и холодного водоснабжения, конструкции причальных сооружений, шпунтовые сваи и др.

При длинах обрабатываемых деталей более 6 метров используется технология упрочнения поверхности с применением цинкнаполненных суспензий.

Метод горячей оцинковки

Метод горячей оцинковки производится в несколько этапов: 1. Сначала металл обезжиривают, промывают в специальных растворах, а так же травят в кислотном растворе и снова моют. 2. Подготавливают керамическую ванну с расплавленным цинком, температура которого достигает до 465 градусов, в которую окунают изделия в специально подготовленном барабане. 3. Барабан вращательными движения прокручивают, за счет этого горячий цинк равномерно распространяется по крепежу, что гарантирует наибольшее заполнение даже самых маленьких щелей. 4. После всего вышеописанного, барабан убирают из ванны и убирают лишний цинк.

Одной из отрицательных сторон данного метода – это то, что резьба не сохраняется и ее необходимо прокручивать заново. При этом, стойкость к коррозии таких изделий значительно снижается. Не смотря на это гайки, которые не имею покрытия, зачастую применяются совместно с болтами или шпилькой, которая горячеоцинкованная, благодаря такой системе, значительно снижается возможность разрыва изделия при установке, а так же покрытие будет более надежное, если гайка и болт будет не более чем на 2 мм дальше друг от друга. Такое возможно из-за того, что, к железу, цинк имеет более высокую анодность. Если же вы решите совместить крепеж, обработанный разными методами, то он долго не прослужит и покрытие быстро сотрется и изделие станет не защищенным от коррозии и потеряет свои свойства.

Метод горячей оцинковки оказывает большую защиту от коррозии, чем метод гальванической оцинковки. За счет этого, наиболее часто горячеоцинкованный крепеж используется при проведении электрики (установки оборудования на высоковольтных столбах), а так же разных вышек приемы/передачи, а так же для крепления дорожных знаков и ограждений. Стоит обратить внимание, что горячеоцинкованный крепеж имеет хорошие защитные свойства покрытия при повреждении, защитная оболочка регенерирует все повреждения не вызывая коррозию. Особую прочность имеет крепеж с классом прочности 8.8.

Наиболее непривлекательным моментом можно назвать высокую стоимость изделий, так как стоимость значительно выше стоимости при нанесении покрытия гальваническим методом, приблизительно на 30%. Стоимость выше за счет того, что по технологическому процессу емкости необходимо всегда поддерживать на высоких температурах, без возможности снизить температуру, когда цинкование не производится. Так же перед началом горячей оцинковки необходимо обработать резьбу, чтобы обеспечить припуск для цинка и исключить появления лишнего цинка. Допустимая норма цинка 40-60 мкм, из-за этого метод гальванического цинкования используют только для изделий с диаметром более 8 мм, так как резьба слишком маленькая. Метод горячей оцинковки не применяется в декоративных целях, так как цвет преобладает серых оттенков. Крепеж, который оцинковывается методом горячей оцинковки, не используется при строительстве автомобилей и рабочих машин.

Метод горячей оцинковки имеет свой особенности, которые подходят для определенного вида крепежа: гвозди, изделия из проволоки, потому что данный метод имеет погрешности при нанесении резьбы.

Описание технологии

Термодиффузионное цинкование это технологический процесс замкнутого типа, который выполняется поэтапно:

1. изделие подготавливают к процедуре посредством дробометного, пескоструйного ли ультразвукового устройства, это максимально важно для деталей после термической обработки, на поверхности которых образовалась окалина,
2. подготовленные изделия опускаются в емкость с насыщающей смесью,
3. установка термодиффузионного цинкования осуществляет процесс формирования на изделие цинкового слоя, среднее время обработки – 2 часа,
4. изделия разгружаются из контейнера, остатки насыщающей смеси очищаются, и выполняется пассивирование,
5. готовые изделия остывают.

Если в технологическом процессе производства предусмотрено дополнительное покрытие, то изделия необходимо осуществить пассивирование еще раз. Эта процедура выполняется для предотвращения появления белых коррозийных образований на поверхности детали в условиях высокой влажности воздуха, морской воды или многочисленных циклов образования конденсата и его высыхания.

Для того чтобы цинковое покрытие получилось качественным, необходимо придавать всем технологическим этапам равное значение. Оборудование производится стандартных размеров. Если на производстве предстоит обработка деталей особых размеров, установка изготавливается под заказ. В ТУ определяются габариты печей и емкости (муфель или закрытая реторта), а также мощность оборудования в линии с указанием пропускных возможностей дробометного устройства, сушки и модуля для пассивирования.

Суть технологии в том, что однокомпонентная цинковая насыщающая смесь для термодиффузионного цинкования насыщает поверхность металла, формируя однородное покрытие. Процесс может выполняться при температурном режиме от 290 до 450 градусов С. Выбор значений зависит от вида заготовок, марки металла и технических требований.

Оцинковка своими руками

Как уже говорилось, некоторые виды цинкования можно проводить самостоятельно в домашних условиях. Это касается технологии холодного цинкования или электрохимического способа.

Чтобы самостоятельно выполнить оцинковку электротехническим способом, нужно тщательно подготовить поверхность обрабатываемого изделия. Подготовка включает:

• очистку;
• обезжиривание;
• кислотное протравливание;
• промывку под проточной водой.

Аппарат для гальванического цинкования можно сделать самому на основе источника постоянного тока с напряжением 6−12 В при силе тока в 2−6 А и емкости на основе диэлектрического прибора и прибора для фиксации изделия и электрода. В качестве электролита выступает любой солевой цинкосодержащий раствор. Для приготовления раствора цинк помещается в аккумуляторный электролизер и растворяется в нем

. Перед применением состав процеживают.

При выполнении оцинковки своими руками нужно учесть, что на качество и толщину покрытия влияют следующие факторы:

• плотность тока на единицу площади изделия;
• температура электролитического раствора;
• температура электролита;
• геометрия и сложность формы изделия.

Оцинковка металлов позволяет замедлить процесс коррозии изделий. Способы цинкования зависят от условий эксплуатации изделий

. Оцинковать материалы можно в домашних условиях.

Автор perminoviv На чтение 4 мин. Опубликовано 03.05.2017

Впервые термодиффузионное цинкование металла было применено в начале XX века английским изобретателем Шерардом. Какое-то время методика использовалась широко, но теперь уступила место другим, более технологичным способам. Но в последние два десятилетия ее снова начали применять

. По типу данный вид цинкования относится к анодным.
Защитный слой надежно защищает материал от коррозии, поскольку железо и цинк соединены посредством диффузии
.
В результате оцинковка не отслаивается, хорошо выдерживает механические удары и деформации, не скалывается
. В России технология термодиффузионного цинкования стандартизируется по ГОСТ, в других странах существуют аналоги.

Что такое адгезия?

Скорее всего, ели вы покупали лакокрасочные материалы, или сталкивались с такими терминами как цинкование стальной полосы, то наверняка у вас на слуху было и такое понятие, как адгезия.

Итак, что же означает этот термин. Само слово происходит от латинского adhaesio, что в дословном переводе означат прилипание. Сам термин означает сцепление разнородных поверхностей, которое обусловлено межмолекулярным взаимодействием веществ.

Источник https://plavitmetall.ru/obrabotka/termodiffuzionnoe-cinkovanie.html

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

Источник