Лист стальной оцинкованный — классификация и применение

Содержание

Лист стальной оцинкованный — классификация и применение

Металл при воздействии на него кислорода окисляется, из-за этого на поверхности конструкции появляется тонкий слой пленки. Отдельные материалы, такие как олово, цинк, алюминий образуют стойкий слой, защищающий металл от действия кислорода. У железа образующиеся на поверхности гидроксидные пленки имеют рыхлую и объемную структуру. Такое образование называется ржавчиной, так как вместо защиты, слой отделяется от поверхности в виде коржей и хлопьев, причем коррозионный процесс продолжается постоянно, и конструкция разрушается.

Истончение деталей ведет к уменьшению несущих способностей, прочности, уменьшает прилегание элементов друг к другу, в результате загруженность соседних узлов и деталей увеличивается. Металлические емкости и резервуары теряют герметичность и разрушаются. Становится очевидным, что использовать черный металл без защитной пленки нельзя, требуется создать барьер для доступа воды и кислорода к поверхности.

Способы нанесения пленки

Часто пользуются методом окраски готовых изделий, но способ считается недолговечным и не всегда действенным. Эффективным решением является нанесение цинковой пленки, которая защищает поверхность от разрушения. Цинковый слой наносится несколькими способами:

  • холодный метод предполагает нанесение цинка по типу покраски, в современном производстве применяется довольно редко;
  • гальваническая обработка листов заключается в обработке поверхности стали в цинксодержащих электролитных растворах;
  • метод горячей оцинковки является наиболее распространенным из-за последующего сохранения заданных качеств длительное время.

Металл, оцинкованный горячим методом, выпускается с конвейера в соответствии с ГОСТ 14918–80 . Оцинкованный лист получается протяжкой в ванне с расплавленным раствором, с содержащем цинка, используют марки стали 08Ю, 10кп, 08кп, 08пс и другие. В состав наносимого сплава помимо цинка добавляется свинец, алюминий и другие металлы, стойкие к кислородному и влажному воздействию.

Перед рабочим процессом раствор нагревается до температуры 455−485˚С, это создает условия для хорошего смачивания и последующей адгезии, таким образом, пленка становится единым целым с телом листа. Метод горячего протягивания создает толстый защитный слой по сравнению с гальваническим способом.

Лист оцинкованный ГОСТ получает прогнозированную долговечность, чем окрашенный простым нанесением, пленка не трескается и не образует трещин при допустимых изгибах. В случае агрессивного окружающего пространства цинковый слой первым вступает во взаимодействие, оставляя металл нетронутым, не допуская коррозии.

Технические характеристики оцинкованного листа

Цинковые покрытия для стальных листов составляют примерно 60% всех металлических защитных слоев, применяемых в народном хозяйстве. Цинкуют не только листовой прокат, но и трубы, фасонный прокат, крепежные детали, проволоку, детали станков, автоматизированных линий, машин и механизмов. Этот способ завоевал широкую популярность среди производителей металлопродукции, благодаря комплексу положительных свойств защитного слоя, среди которых:

  • Эластичность. Оцинкованные листы и рулоны способны к вытяжке, вальцовке, изгибанию.
  • Свежеосажденное цинковое покрытие хорошо паяется с использованием флюсов, не содержащих кислоты.
  • Цинк – активный металл, имеющий более отрицательный электрический потенциал, по сравнению с железом, поэтому именно цинк реагирует с агрессивными растворами, защищая стальную основу от разрушения. В условиях высокой влажности цинк реагирует с содержащимися в воздухе углекислым газом и серистыми соединениями с образованием тонкой пленки гидроксидов и карбонатов цинка.

При температурах выше +70°C цинк по отношению к железу меняет тип защиты с анодного на катодный, что приводит к сохранности цинкового слоя и быстрой коррозии стальной основы. Поэтому лист-оцинковка для эксплуатации при температурах выше +70°C не применяется. Протекторные свойства цинка также резко снижаются в атмосфере с органическими соединениями – хлорсодержащими углеводородами, парами синтетических смол и других веществ. К разрушению покрытия приводит соседство оцинкованного стального проката со свежеокрашенными или обработанными маслом изделиями и конструкциями. Для повышения стойкости цинкового слоя к подобным атмосферам его обрабатывают растворами хромовой кислоты или ее солей, а также солей фосфорной кислоты.

Цвета цинкового покрытия – от серого до светло-серого. Со временем поверхность темнеет и тускнеет. Фосфатированное покрытие имеет цвета – от темно- до светло-серого, на поверхности видна кристаллическая структура фосфатной пленки.

Внимание! Если на поверхности появляется осыпающийся белесый слой, то ухудшаются только эстетические характеристики проката, его эксплуатационные качества остаются неизменными.

Коррозионную стойкость и эстетику листов и других видов проката можно повысить хроматированием. При этом поверхность приобретает цвета от золотисто-желтого до желто-зеленого. Коричневатый цвет в данном случае является признаком брака.



Области применения

Оцинкованный материал в процессе изготовления из него деталей и заготовок подвергается штамповке и изгибу, оба способа не нарушают целостности листа. Высокие антикоррозийные свойства позволяют использовать материал в производстве бытовых приборов, строительстве, трубопрокате, автомобилестроении.

Особо актуально применение оцинковки в строительной отрасли. Материал после цинкования красится полимерными красителями и составами на основе эпоксидной смолы в расплавленных печах. Покрытая полимерами сталь служит основой в производстве кровельных покрытий и стеновых материалов, выгода от применения которых становится очевидной.

Профнастил, металлочерепица, кровельная сталь — вот наименования легкого прочного и практичного кровельного покрытия для современных коттеджей. Помимо кровельных работ, оцинковка используется для изготовления:

  • металлического декоративного штакетника;
  • при монтаже фальцевых крыш в качестве картины;
  • водопроводных труб;
  • штрипса — сортового лентопроката;
  • монтажных профилей для гипсокартона, евродоски, пластика и других стеновых покрытий;
  • перфорированного крепежа и различных кронштейнов;
  • кровельных фартуков, обделок, элементов водостоков, коньков, ендов и других вспомогательных деталей крыши;
  • вентиляционных каналов;
  • разводных лотков для кабелей в электротехнике, корпусов приборов, устройств и др.


Свойства оцинкованной стали

Как плоский металлический прокат, оцинковка отличается легковесностью и характеризуется высокой механической прочностью и повышенной стойкостью к воздействию атмосферной и конденсационной влаги, жидких и газообразных агрессивных сред. Она отлично воспринимает пластичные и штамповочные деформации, может упрочняться посредством термообработки и поддается гибке, резке и сварке. Ее удобно складировать и транспортировать, а после промасливания и пассивирования срок хранения существенно увеличивается.

Защитное цинковое покрытие отличается:

  • долговечностью;
  • хорошей адгезией и твердостью;
  • довольно высокими декоративными качествами;
  • стойкостью к износу, истиранию и воздействию тепловой энергии и ультрафиолета;
  • экологичностью, что позволяет использовать оцинкованный металл в пищевой отрасли и медицине.

При оценке качественных показателей оцинкованной стали важными критериями являются толщина и равномерность покрытия. А также его сцепление со стальной основной, остаточная водородная хрупкость и стойкость к атмосферной и питтинговой коррозии.

Преимущества и недостатки

Профнастил в виде кровельного покрытия стоит достаточно дешево, чтобы его могли применять для строительства широкие слои населения. Легкость установки на стропильные конструкции позволяет сделать это даже новичку. К плюсам материала относятся:

  • длительный срок эксплуатации по сравнению с обыкновенным металлом, время работы оцинкованного листа исчисляется десятками лет без изменения не только качеств, но и внешнего вида изделия;
  • экономия на составах для лакокрасочной обработки — лист ставят в некоторых случаях без покраски, так как его покрытие является стойким к влажности и нагреванию солнцем;
  • покрытие из цинка на поверхности металла прочно соединено с центральным слоем, при изгибе, штамповке, растягивании слой цинка не скалывается, остается неотделимым;
  • часто у покрывающего слоя прочностные показатели превосходят эти значения для внутреннего слоя стали, поэтому в комплексе увеличивается восприятие нагрузок;
  • цинковое покрытие на металле соответствует экологическим нормам и является безопасным для человека и животных;
  • цинк обладает свойством затягивать мельчайшие царапины на поверхности и в местах прохождения крепежных метизов, а также на местах резов;
  • изделия из оцинковки стоят ниже таких же деталей, выполненных из нержавейки;
  • металлизированная матовая поверхность материала имеет привлекательный внешний вид и применяется в некоторых дизайнерских разработках без окрашивания.

Недостатки оцинковки можно считать условными:

  • с каждым годом эксплуатации теряется микроскопическая толщина слоя;
  • оцинкованный лист не подвергается соединению сваркой;
  • окраска лакокрасочными составами поверхности из оцинковки требует подготовительного процесса.

Технические моменты

Цинк – мягкий металл с невысокой температурой плавления. Он способен образовывать с железом прочную гальваническую связь и формировать на его поверхности тонкую пленку с высокими показателями стойкости к истиранию, воздействию влаги и агрессивных сред. В результате оцинкованная сталь https://metinvest-smc.com/products/list-otsinkovannyy/сохраняет все механические свойства железоуглеродистых сплавов и при этом отличается повышенной коррозионной стойкостью.

В условиях современного инжиниринга цинкование может выполняться одним из способов:

  • горячим;
  • холодным;
  • гальваническим;
  • газотермическим;
  • термодиффузионным.

Каждый способ нанесения цинка имеет свои недостатки и достоинства и напрямую определяет декоративные и прочностные характеристики защитного покрытия. Наиболее стойким и качественным заслуженно считается горячее цинкование, поэтому его чаще всего используют при промышленных масштабах производства.

оцинкованная сталь

Проверка качества

Оцинковка ГОСТ предусматривает показатели, переводящие листы в ту или иную категорию качества — это может быть прописано в сопроводительных документах. Для покупателя важно, чтобы внешний вид материала не содержал поверхностных изъянов и нарушений целостности.

Поверхность стали должна быть гладкой и ровной, без трещин цинкового слоя. Иногда для некоторых марок материала допускается образование на поверхности пятен, тонких наплывов и шероховатостей. Это относится:

  • к оцинковке, полученной способом холодного штампования;
  • профилируемым листам, изготовленным на гибочных приспособлениях;
  • материалу, относящемуся к группе общего назначения.

Для других категорий стали с оцинкованным покрытием дефектов при визуальном осмотре быть не должно, особенно неприемлем брак в виде зазубрин. Если материал предназначается под окраску, то на нем не должно быть никаких проявлений брака. Любая трещина влияет на качество конечного изделия.

Производство оцинкованного металла

Чтобы в условиях производства получить листовой материал с оцинкованным верхним слоем, его покрывают марочным цинком по специальной технологии. Защитная пленка наносится с двух сторон или с одной. Используется покрытие разной толщины в зависимости от области дальнейшего применения и предполагаемых условий кислородного и влажностного воздействия.

Разработано специализированное оборудование для горячего метода цинкования — наиболее востребованного способа производства. Гальванический метод и холодное цинкование применяют достаточно редко, так как качество обоих методов оставляет желать лучшего. Нанесение цинкового слоя происходит в несколько этапов:

  • вначале стальной лист подвергается обжигу в печах при высокой температуре;
  • чтобы повысить сопротивляемость металла коррозионным процессам его помещают на втором этапе обработки в ванну с расплавленным цинковым составом;
  • затем делается консервация для улучшения защитной функции цинкового слоя, это выполняется с помощью промасливания, пассивирования, иногда эти операции сочетают между собой.

В результате производственного процесса с соблюдением всех технологических циклов получается материал, стойкий к коррозии, в виде листа, который в дальнейшем отлично штампуется, вальцуется, гнется и вытягиваются без ущерба для начальных качеств. Полученный оцинкованный лист по антикоррозионным качествам можно смело приравнивать к нержавейке.

Стандарты ГОСТа распространяются на листовой материал и тот, что выпускается в рулонах. Назначение материала при этом может быть различным, независимо от того, используется холоднокатаный лист для производства домашней посуды или применяется в качестве кровельного материала. Стандартами предусмотрены такие размеры листа при выпуске:

  • ширина варьируется от 70 до 150 см;
  • толщина металла может составлять от 0,4 мм до 1,5 см.

Виды сырья

Для изготовления оцинковки применяются различные марки стали, но основные из них такие:

  • сталь Ст3, Ст1 и Ст2, 100, причем используются все степени раскисления в соответствии с ГОСТ 380–1994 ;
  • ГОСТ 9045–1993 допускает к производству 08кп, 08пс, 08Ю;
  • ГОСТ 1050–1988 рекомендует сталь Юкп.

Маркировка оцинкованных стальных листов

Оцинкованный листовой прокат классифицируют в зависимости от:

  • назначения на листы:
  • общего назначения (обозначается при маркировке ОН);
  • холодной штамповки (ХШ);
  • холодного профилирования (ХП);
  • под покраску (ПК).
  • изменения толщины оцинкованного слоя на листы:
  • нормальной разнотолщинности оцинковки (марка НР);
  • уменьшенной разнотолщинности оцинковки (марка УР).
  • толщины цинкового покрытия на листы:
  • обычного класса — толщина 10-18 мкм (марка О);
  • высокого класса — толщина 18-40 мкм (марка В);
  • повышенного класса – толщина 40-60 мкм (марка П).
  • точности проката на листы:
  • повышенной точности (обозначается А);
  • нормальной точности (Б).

Маркировка листового проката начинается с указания его разновидности — оцинкованный стальной лист обозначается Оц. Далее указывается точность проката, класс покрытия, назначение, наличие обрезанной кромки (обозначается О). Числа, которые указаны в маркировке, это толщина, ширина и длина в мм. После числового обозначения указывают ГОСТ, который устанавливает стандарты изделия.

Способы гаражного и промышленного цинкования металла

Гальваника – это нанесение на металлические поверхности различных металлических и химических покрытий. Наиболее распространенный метод гальваники — цинкование.

Гальваническим цинкованием называется процесс нанесения тонкого слоя цинка на поверхность металлических изделий в растворе электролита. В процессе электролиза цинк растворяется, и его ионы с положительным потенциалом оседают на поверхность основного металла с формированием слоя толщиной от 4 до 20 мкм, с высокой точностью повторяющего контуры изделия. Покрытие при гальваническом цинковании особенно точное и гладкое.

ООО «ТЕРМИШИН РУС РЕСЕЧ» ввиду явных преимуществ ТДЦ по сравнению с другими методами оказывает только услуги термодиффузионного цинкования.

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 толщиныМасса м2 площади покрытия (с двух сторон), гТолщина цинкового слоя, мкм
Повышенный (П)От 570 до 855От 40 до 60
1От 258 до 570От 18 до 40
2От 142,5 до 258От 10 до 18

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

Дефекты гальваники

Причины отклонений качества покрытий при гальваническом цинковании можно свести в три основные группы: недостатки в подготовке деталей, нарушения в рецептуре электролита и несоблюдение параметров гальванического процесса. Помимо этого на качество цинкования влияет конфигурация и пространственная ориентация детали в электролите, а также размещение и состояние плоскостей основных и вспомогательных анодов.
Недостаточная адгезия. Отслаивание и непрочность присоединения защитного слоя цинка после гальванического цинкования, как правило, связаны с нарушениями техпроцесса при очистке, травлении и обезжиривании поверхности изделия. Кроме того, причиной этого явления может быть засорение электролита солями других металлов и органическими соединениями.

Питтинг. Питтингом в гальванике называют образование на поверхности осаждаемого металла небольших точечных каверн или углубленных полосок. В гальваническом цинковании этот дефект может проявляться вследствие отсутствия или недостаточной интенсивности перемешивания, а также из-за наличия в электролите органических или гидрокисных примесей.

Шероховатость. Излишняя шероховатость защитного цинкового слоя обычно указывает на присутствие в гальваническом растворе избыточного количества сульфата цинка, различных гидроксидов и механических примесей. Это явление также может быть следствием слишком высокой плотности тока и недостаточной концентрации в электролите анионов цинка.
Неоднородность внешнего вида. При нарушении пропорции основных реагентов электролита и накоплении в гальванической ванне солей железа цинковая поверхность может приобретать неравномерный вид, причем как по окраске, так и по шероховатости. Другими причинами такого отклонения от нормы может быть слишком низкая температура раствора и слабое перемешивание.
Хрупкость покрытия. Если покрытие, полученное гальваническим цинкованием, имеет повышенную хрупкость, то в большинстве случаев это указывает на слишком высокую плотность тока в катодном пространстве. Другая причина этого дефекта — избыточное присутствие в электролите органических примесей.

Темный цвет. Причинами различных оттенков темных цветов (в основном, коричневого) обычно являются наличие органических загрязнений в гальванической ванне, завышенная температура электролитического раствора, а также снижение плотности тока в области катода.

В Интернете можно встретить описания и даже видеоролики с демонстрацией «наружного» гальванического цинкования без использования ванны. А что вы думаете по поводу этой технологии? Поделитесь, пожалуйста, своим мнением в комментариях к данной статье.

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 цинковых покрытий

В настоящее время оцинковка является самым массовым покрытием, используемым для антикоррозионной защиты черных металлов. Это связано с тем, что по совокупности экономических, экологических, технологических и физико-химических факторов у горячего и гальванического цинкования попросту нет конкурентов. К примеру, цинк дешевле никеля в четыре раза, а олова — в восемь раз. Сопоставимый с ним по цене кадмий и его соединения высокотоксичны и канцерогенны, а технология их применения гораздо сложнее.

Цинк прекрасно адгезируется к поверхности стали и чугуна. Кроме того, он является более активным металлом, поэтому легче окисляется и в паре с цинком не дает вступать железу в окислительные реакции. Эта его особенность проявляется даже в тех случаях, когда непрерывность покрытия нарушена, т. е. на поверхности металла имеются царапины, задиры, трещины или потертости. Гальванические цинковые покрытия пластичны и сохраняют непрерывность на деталях, работающих в режиме циклической деформации. К примеру, кадмированный цинк используется в качестве коррозионной защиты стальных пружин, работающих в режиме периодического сжатия и растяжения.

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.

Используемые материалы и оборудование

Оборудование для цинковой гальванотехники такое же, как и для других гальванических процессов. В его состав входят ванны для гальванического цинкования, а также емкости для химической подготовки изделий. Их объем зависит от вида производства и может варьировать от десяти литров до нескольких кубометров. К ваннам подведены трубопроводы для подачи и отвода воды и реагентов и электрические контакты для подвода напряжения к анодам и катодам.

В общем виде технологический процесс гальванического цинкования состоит из следующих этапов:

  1. Механическая зачистка.
  2. Травление изделия.
  3. Промывка в проточной воде.
  4. Обезжиривание.
  5. Промывка, аналогичная п. 3.
  6. Гальваническое цинкование.
  7. Промывка, сушка и контроль.

В цехе оборудование гальванических линий цинкования располагается линейно, повторяя порядок описанного выше техпроцесса (см. рис. ниже). Для перемещения изделий между участками обработки используются мостовые или консольные краны с дистанционным управлением.

Современные ванны для гальванического цинкования изготавливают из кислотостойких пластмасс. Безопасность при работе с компонентами электролита аналогична правилам промышленного использования растворов кислот и щелочей. Никаких специальных требований, связанных с токсичностью или агрессивностью электролита, к гальваническому цинкованию не предъявляется.

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.

Применяемые электролиты

При гальваническом цинковании состав и температура электролита при заданной плотности тока напрямую влияют на скорость осаждения и структуру цинкового покрытия. Кроме того, отдельные виды электролитных растворов могут содержать в своем составе блескообразующие и окрашивающие добавки, используемые в декоративных целях. Для гальванического цинкования применяют основные группы электролитов, каждая из которых имеет множество рецептурных разновидностей:

  1. Кислые и слабокислые. Традиционные простые электролитические растворы на основе сульфатов, хлоридов, борфторидов или их смесей.
  2. Аммиакатные. Нейтральные и щелочные гальванические растворы, которые получают путем растворения оксида цинка в растворе сульфата (или хлорида) аммония.
  3. Цианидные и цинкатные. Щелочные электролиты, в которых применяют цианид и цинкат натрия, растворенные в едком натре.

Кроме того, существуют электролиты для гальванического цинкования на основе аминосоединений, но они имеют гораздо меньшее распространение.

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.

Описание процесса

Гальваническое цинкование выполняется методом электролиза с расходуемым анодом. В роли катода, как и во всей гальванике металлов, выступает обрабатываемое изделие, а в качестве анода используют пластины чистого цинка, размещаемые по ванне так, чтобы обеспечить равномерность потока анионов к покрываемой поверхности. Основными реагентами в составе электролита в общем случае являются сернокислый и хлористый цинк, а также фторборат цинка. Для улучшения параметров гальванического цинкования в раствор также вводят соли натрия, калия и алюминия. Скорость осаждения и максимальная толщина слоя цинка регулируется плотностью тока, которая зависит от состава гальванического раствора и его температуры.

В процессе гальванизации происходит электрохимическое растворение цинка в объеме электролита и перемещение его на катод (покрываемое изделие). Поэтому анодные пластины должны периодически контролироваться на истощение, а при необходимости очищаться от окислов солей.

Источник https://nicespb.ru/materialy/ocinkovka-marka-stali.html

Источник https://lux-stahl.ru/metally-i-splavy/ocinkovannaya-stal-eto.html

Источник