Особенности и преимущества термодиффузионного цинкования

Содержание

Особенности и преимущества термодиффузионного цинкования

Для металла важно быть защищенным от коррозии, которая приносит колоссальные убытки во всем мире. Ведь согласно исследованиям не менее десяти процентов металла приходит в негодность именно из-за нее. Разработано много способов, как препятствовать такому деструктивному процессу. Большинство из них сводится к тому, чтобы блокировать доступ окисляющей среды к поверхности металла. Термодиффузионное цинкование как раз один из таких методов.

Термодиффузионный процесс нанесения цинковой оболочки примечателен еще тем, что позволяет замедлить и так называемую электрохимическую коррозию. Это связано со структурой металла цинка, который имеет более отрицательный потенциал, чем сталь. Поэтому в первую очередь разрушается он, локализуя и останавливая все очаги возникновения коррозии в любой точке покрытия.

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.

Загрузка реторты. Реторты линии цинкования.

Основные преимущества защитного покрытия после термодиффузионного цинкования

  1. Высокая коррозионная стойкость.
  2. Отсутствие водородной охрупчиваемости (электрохимическое цинкование).
  3. Эксплуатационная надежность (высокая износостойкость).
  4. Цинковое покрытие обладает достаточной пластичностью (твердая смазка).
  5. Прочное сцепление поверхностного слоя с матричным основанием (диффузионная связь).
  6. Высокая твердость защитного слоя, низкий коэффициент абразивного износа.

Термодиффузионное цинкование используется для нанесения защитного покрытия на детали и изделия, используемые в нефте- и газодобывающих отраслях, для защиты водопроводов и газопроводов, в строительной индустрии. Дополнительная обработка поверхности после термодиффузионного цинкования (фосфатирование, покраска, промасливание и др.) расширяют области практического применения.


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.

Описание технологического процесса и оборудования

Суть технологии термодиффузионного цинкования состоит в образовании на поверхности металлоизделия нового сплава или интерметаллида сложной фазовой структуры с высоким содержанием цинка. Детали и фирменная цинк-насыщенная смесь (далее по тексту фирменный порошок) загружаются в специальный контейнер (реторту), которая далее помещается в специальную муфельную печь.
Далее обеспечивается равномерный, рассчитанный по времени разогрев контейнера с деталями и фирменным порошком.

Формирование термодиффузионного покрытия

Во время процесса формирования покрытия контейнер с деталями все время находится в процессе вращения, что обеспечивает хорошее и равномерное перемешивание деталей с насыщающей смесью и последующую однородность покрытия по всей поверхности каждой детали.

После завершения процесса оцинкованные детали проходят через пассивационный раствор.

Принципиально новым в нашей технологии цинкования является:

1) фирменный порошок:

  • обладает высокой проникающей способностью за счет присутствия специальных аддитивов;
  • обеспечивает регулируемый процесс формирования покрытия;
  • позволяет работать в диапазоне толщины 6—9мкм с высокой коррозионной стойкостью.

2) Уникальные пассивационные растворы, которые:

  • не содержат Cr VI и других вредных в-в;
  • придают покрытию дополнительную коррозионную стойкость;
  • обеспечивают лучший товарный вид .

Технология нанесения термодиффузионного покрытия

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

  • предварительная очистка деталей от жиров, ржавчины и окалины;
  • оцинкование деталей;
  • нанесение защитных пассивационных слоев и возможность нанесения других финишных слоев (окрашивание, гуммизация, пластификация и т.д.);
  • сушка готовой продукции.

В процессе также существуют промежуточные операции по загрузке/разгрузке деталей, промывке и т.д.

Обратите внимание! Для получения качественного антикоррозионного покрытия все технологические этапы имеют одинаково важное значение и являются равными составляющими технологического процесса.

Технология нанесения покрытия не меняется ни для одного вида деталей.

Особенности каждого этапа — это разная подготовка поверхности для разного вида деталей.

В технологии цинкования предусмотрены:

  • дробеметная обработка деталей;
  • ультразвуковая подготовка поверхности.

Детали из холодно-катанной стали загружаются в контейнер без предварительной обработки. Детали в масле или СОЖ нуждаются в предварительном обезжиривании.

Этап нанесения покрытия

    • Он длится 90 мин. или 180 мин. ( в зависимости от установленного оборудования и типов используемых смесей для цинкования).
    • Часть времени уходит на разогрев деталей и насыщающей смеси до необходимой температуры и затем, при достижении заданных температурных параметров, происходит непосредственно процесс цинкования.
    • После чего контейнер извлекается из печи и охлаждается.

    Цинкование происходит при температурах от 3000С до 4200С . Выбор температурного режима зависит от типа стальных изделий, марки стали и установочных норм производителей деталей.

    На протяжении всего процесса цинкования, контейнер находится во вращающемся состоянии и останавливается только перед непосредственной выемкой контейнера из печи.

    Толщина цинкового слоя на поверхности может варьироваться от 5 до 100 мкм.

    Регулируется она только количеством насыщающей смеси, которая закладывается в контейнер вместе с деталями.

    Время обработки является константой, что очень удобно для планирования производственной деятельности. После охлаждения, контейнер разгружается и продукция поступает на стадию финишных операций.

    Этап пассивации

    Пассивационные растворы (для первой и второй пассивации) являются ноу-хау фирмы-производителя.

    Данные растворы работают в режиме комнатных температур, в замкнутом цикле с постоянной регенерацией растворов.

    Первоначально приготовленные пассивационные растворы в процессе работы требуют только необходимого технического поддержания и не связанны с системой канализации.

    Пассивационные растворы не требуют перелива или слива в ходе процесса, просты и не имеют в своих составах никаких агрессивных или вредных компонентов.

    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.

    Особенности и сферы применения

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

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

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

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

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

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

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

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

    Промышленная линия термодиффузионного цинкования

    Промышленная линия термодиффузионного цинкования

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

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

    Детали обработаны и загружены в специальную емкость для термодиффузионного цинкования

    Детали обработаны и загружены в специальную емкость для термодиффузионного цинкования

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

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

    Сравнительный анализ коррозионной стойкости

    Сравнительный анализ коррозионной стойкости

    Алгоритм нанесения термодиффузионного цинкового покрытия выглядит следующим образом.

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

    Печь для термодиффузионного цинкования

    Печь для термодиффузионного цинкования

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

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

    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.

    Гальванический метод цинкования металла

    В этом случае на заранее подготовленную поверхность изделия электролитическим способом наносится очень тонкий слой цинка. Метод позволяет наносить цинковый слой толщиной всего 5–40 мкм.

    Гальванический метод цинкования металла

    Защитные свойства цинкового слоя зависят главным образом от толщины этого слоя и равномерности его нанесения. Значения этих параметров выбираются исходя из условий использования обрабатываемого изделия. Различные методы цинкования металла дают различную толщину защитную покрытия в диапазоне от 5 мкм (гальванический метод) до 1,5 мм. Качество гальванической оцинковки во многом определяется применяемым при цинковании электролитом.

    Защитные качества цинкового покрытия можно усилить, используя такие распространенные методы:

    • Хроматирование (пассивирование). На поверхности заготовки создается хроматная пленка в результате воздействия хромовой кислоты и ее солей.
    • Фосфатирование. Формирование фосфатной пленки на поверхности обрабатываемого металла осуществляется растворами солей фосфорной кислоты.
    • Покраска. Наносить лакокрасочное покрытие на изделие лучше после обработки заготовки фосфатированием.

    При промышленных масштабах производства оцинкованных изделий (металлических полос, листов и штрипсов) толщину защитного слоя, полученного гальваническим цинкованием, можно увеличить до 0,5 мм. Покрытие образуется в результате осаждения на поверхности заготовки (являющейся катодом) ионов цинка, выделяемых из электролита (водного цинкового раствора) под действием постоянного тока. Анодом должен служить материал из цинка, в процессе восполняющий запас этого вещества в растворе. Катодная плотность тока зависит от используемого режима и варьируется в пределах от 1 до 5 А/кв. дм.

    Гальванический метод цинкования является самым распространенным среди остальных способов оцинковки благодаря своим преимуществам:

    • высокая производительность операций;
    • хорошая степень защиты обрабатываемых металлических изделий;
    • низкая себестоимость обработки;
    • обеспечение максимально равномерного покрытия и сохранение изначальной формы и размеров заготовки;
    • возможность оцинковки форм любой сложности, в том числе пористых структур;
    • допустимость декоративной оцинковки, создающей гладкие и привлекательные поверхности без необходимости дальнейшей обработки металла.

    Имеются у метода и свои минусы, главный из которых – низкая степень сцепления цинкового покрытия с металлической поверхностью, из-за чего ее необходимо предварительно тщательно очищать. Кроме того, существует риск наводораживания металла обрабатываемого изделия, в результате повышается водородная хрупкость металла и ухудшается внешний вид продукции. Этот риск особенно высок при нарушении режимов гальванического цинкования. Другой значительный недостаток данного метода состоит в выделении вредных для окружающей среды веществ в процессе оцинковки. Поэтому ликвидация этих отходов является обязательным этапом.

    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.

    Термодиффузия

    Суть химического процесса термодиффузии выражается в том, что используется свойство отрицательных значений окислительно-восстановительных потенциалов пары Zn2+/Zn . То есть цинк в таком виде покрытия защищает сталь электрохимически, анодно, то есть в случае воздействия агрессивных и просто неблагоприятных для железа в составе стали сред сначала «страдает» цинк. Но процесс это медленный, и сталь успеет прослужить очень долгое время, которое будет зависеть от глубины проникновения атомов цинка в кристаллическую структуру стали или других подвергнувшихся термодиффузионной оцинковке металлов. Химически это выглядит как образование на поверхностях металлических изделий так называемого интерметаллида со сложной фазовой структурой с большим процентом содержания металлического цинка.

    Технологически же процесс покрытия металлов цинком и его термодиффузии осуществлялся в герметично закрытом контейнере с поддержанием в нём постоянной температуры порядка 300-450⁰С. Такой температурный разброс зависит от марки стали, покрываемой цинком, типа и конфигурации стальных изделий, а также от тех требований, которые предъявлялись к оцинковке заказчиками. Достаточно сказать, что за годы монопольного производства Англией оцинкованных изделий полученный металлургической промышленностью доход составил такие суммы, которые помогли пережить отрасли разразившийся в конце 20 годов мировой экономический кризис.

    Технология термодиффузионного покрытия цинком позволила с помощью заранее заданной в процессе температуры и времени регулировать глубину диффузного проникновения защитного цинкового слоя в металл. Этот слой формируется порошком из цинконасыщенной смеси. Детали, подлежащие покрытию цинком, и эта смесь загружаются в специальной формы термостойкий контейнер, а уже он помещается в большую муфельную печь.

    Термодиффузионное цинкование металла: технология, оборудование, плюсы и минусы

    До инновационных разработок инженера Шерарда тоже применялась защита стали цинком, но защитное покрытие наносилось гальваническим методом, у которого была масса недостатков:

    • «Водородное охрупчивание» стали при нанесении цинка на неё гальваникой. От этого процесса больше всего страдают высокопрочные стали, а также сплавы титана и никеля. Суть его в рекомбинации атомарного водорода в молекулярный, который, оставаясь в нанопорах, затем может под влиянием температурных скачков расширяться или сжиматься, что со временем вызывает микротрещины.
    • Неравномерность защитного слоя на металле.
    • Невозможность гальванического нанесения цинка на детали сложной формы.
    • Низкая стойкость цинковых гальванических покрытий (не более 140 часов в агрессивных средах).

    Термодиффузионное цинкование появилось в первых десятилетиях ХХ века не случайно: именно к этому времени уровень технологического развития позволил лидеру в этом деле Англии создать контейнеры-автоклавы для процесса горячего анодного внедрения цинка в трубы и прокат.

    цинковое покрытие болтов

    Это интересно: Горячее цинкование металла: технология, оборудование, ГОСТ

    Технология термодиффузионного цинкования

    Как же “работает” термодиффузионное цинкование в Москве? В его основе, как можно догадаться из названия, лежит физический процесс диффузии — проникновения молекул цинка в среду металла. Он происходит под воздействием высокой температуры — от +400 до +470 градусов. Если при холодном цинковании добраться до некоторых участков бывает сложно или невозможно, за счет диффузии покрытие охватывает самые труднодоступные уголки.
    При нагревании не рекомендуется доходить до “критичных” 470 градусов — чем выше температура, при которой происходит процесс, тем более слабым становится покрытие. При эксплуатации оно может легко отслоиться, что сведет защитные функции к нулю.

    Описание технологического процесса и оборудования

    Суть технологии термодиффузионного цинкования состоит в образовании на поверхности металлоизделия нового сплава или интерметаллида сложной фазовой структуры с высоким содержанием цинка. Детали и цинк-насыщенная смесь «Термишин» (далее по тексту порошок Термишин) загружаются в специальный контейнер (реторту), которая далее помещается в специальную муфельную печь.

    Далее обеспечивается равномерный, рассчитанный по времени разогрев контейнера с деталями и порошком Термишин©.

    Гальванический метод цинкования

    Зато гальванический метод цинкования придает оцинкованой поверхности чрезвычайно привлекательный вид.

    Он состоит в том, что через ванну с электролитом течет ток, причем анодом служат цинковые пластины, а катодом — изделия из стали. Под действием тока цинк растворяется в электролите, и его ионы оседают на железе. В результате получается тонкая (от 4 до 20 микрон) пленка, которая не только защищает сталь от коррозии, но и придает поверхности эстетичный внешний вид. Поверхность, покрытая гальваническим цинком может приобрести (в зависимости от своей толщины) сине-голубой, светло-серый или матово-белый металлический блеск. Главными достоинствами такого покрытия будет равномерность его толщины по всей покрываемой поверхности.

    Но за этими плюсами идут и свои минусы: тонкое и красивое гальваническое покрытие будет не стойким к истиранию, а увеличение его толщины будет чревато тем, что сталь в процессе гальваники может приобрести заодно и т.н. «водородную хрупкость». Тем не менее, гальваническое цинкование. в силу своей малой себестоимости очень часто используется для антикоррозионной защиты разных видов крепежа, металлических изделий и декоративных элементов.

    Термодиффузия

    Суть химического процесса термодиффузии выражается в том, что используется свойство отрицательных значений окислительно-восстановительных потенциалов пары Zn2+/Zn . То есть цинк в таком виде покрытия защищает сталь электрохимически, анодно, то есть в случае воздействия агрессивных и просто неблагоприятных для железа в составе стали сред сначала «страдает» цинк. Но процесс это медленный, и сталь успеет прослужить очень долгое время, которое будет зависеть от глубины проникновения атомов цинка в кристаллическую структуру стали или других подвергнувшихся термодиффузионной оцинковке металлов. Химически это выглядит как образование на поверхностях металлических изделий так называемого интерметаллида со сложной фазовой структурой с большим процентом содержания металлического цинка.

    Технологически же процесс покрытия металлов цинком и его термодиффузии осуществлялся в герметично закрытом контейнере с поддержанием в нём постоянной температуры порядка 300-450⁰С. Такой температурный разброс зависит от марки стали, покрываемой цинком, типа и конфигурации стальных изделий, а также от тех требований, которые предъявлялись к оцинковке заказчиками. Достаточно сказать, что за годы монопольного производства Англией оцинкованных изделий полученный металлургической промышленностью доход составил такие суммы, которые помогли пережить отрасли разразившийся в конце 20 годов мировой экономический кризис.

    Технология термодиффузионного покрытия цинком позволила с помощью заранее заданной в процессе температуры и времени регулировать глубину диффузного проникновения защитного цинкового слоя в металл. Этот слой формируется порошком из цинконасыщенной смеси. Детали, подлежащие покрытию цинком, и эта смесь загружаются в специальной формы термостойкий контейнер, а уже он помещается в большую муфельную печь.

    оборудование для термодиффузионного цинкования

    Суть процесса

    Термодиффузия представляет собой процесс проникновения атомов цинка в поверхностный слой металла, происходящий под действием высокой температуры в восстановительной или инертной газовой среде.

    Рабочая температура зависит от толщины покрытия и варьируется в пределах 280°С-470°С. Внедряясь, в кристаллическую решетку металла,

    цинк создает на поверхности защитный слой толщиной в несколько микрон. Процесс протекает в газовой среде водорода.

    Толщина покрытия регламентируется государственным стандартом. Согласно ГОСТ Р 9.316-2006 толщина покрытия делится на пять классов:

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

    Выбор в качестве антикоррозионной защиты пал на цинк неслучайно. Находясь на стальной поверхности, он распространяется по ней со скоростью 2 мм в год, но при температуре окружающей среды 70 °С. Такое свойство позволяет затягивать поверхностные микроповреждения.

    Практика показывает, что этот способ более перспективен и имеет свои достоинства.

    Формирование термодиффузионного покрытия

    Во время процесса формирования покрытия контейнер с деталями все время находится в процессе вращения, что обеспечивает хорошее и равномерное перемешивание деталей с насыщающей смесью и последующую однородность покрытия по всей поверхности каждой детали.

    После завершения процесса оцинкованные детали проходят через пассивационный раствор.

    Принципиально новым в технологии цинкования Термишин является:

    • Порошок Термишин©: обладает высокой проникающей способностью за счет присутствия специальных аддитивов;
    • обеспечивает регулируемый процесс формирования покрытия;
    • позволяет работать в диапазоне толщины 6—9мкм с высокой коррозионной стойкостью.
      не содержат Cr VI и других вредных в-в;

    Основные преимущества защитного покрытия после термодиффузионного цинкования

    1. Высокая коррозионная стойкость.
    2. Отсутствие водородной охрупчиваемости (электрохимическое цинкование).
    3. Эксплуатационная надежность (высокая износостойкость).
    4. Цинковое покрытие обладает достаточной пластичностью (твердая смазка).
    5. Прочное сцепление поверхностного слоя с матричным основанием (диффузионная связь).
    6. Высокая твердость защитного слоя, низкий коэффициент абразивного износа.

    Термодиффузионное цинкование используется для нанесения защитного покрытия на детали и изделия, используемые в нефте- и газодобывающих отраслях, для защиты водопроводов и газопроводов, в строительной индустрии. Дополнительная обработка поверхности после термодиффузионного цинкования (фосфатирование, покраска, промасливание и др.) расширяют области практического применения.

    Технология нанесения термодиффузионного покрытия

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

    • предварительная очистка деталей от жиров, ржавчины и окалины;
    • оцинкование деталей;
    • нанесение защитных пассивационных слоев и/или нанесение других финишных слоев (окрашивание, гуммизация, пластификация и т.д.);
    • сушка готовой продукции.

    В процессе также существуют промежуточные операции по загрузке/разгрузке деталей, промывке и т.д.

    Обратите внимание! Для получения качественного антикоррозионного покрытия все технологические этапы имеют одинаково важное значение и являются равными составляющими технологического процесса.

    Технология нанесения покрытия не меняется ни для одного вида деталей.

    Особенности каждого этапа — это разная подготовка поверхности для разного вида деталей.

    В технологии цинкования предусмотрены:

    • дробеметная обработка деталей;
    • ультразвуковая подготовка поверхности.

    Детали из холодно-катанной стали загружаются в контейнер без предварительной обработки. Детали в масле или СОЖ нуждаются в предварительном обезжиривании.

    Этап нанесения покрытия

    • Он длится 90 мин. или 180 мин. ( в зависимости от установленного оборудования и типов используемых смесей для цинкования).
    • Часть времени уходит на разогрев деталей и насыщающей смеси до необходимой температуры и затем, при достижении заданных температурных параметров, происходит непосредственно процесс цинкования.
    • После чего контейнер извлекается из печи и охлаждается.

    Цинкование происходит при температурах от 290С до 400С . Выбор температурного режима зависит от типа стальных изделий, марки стали и установочных норм производителей деталей.

    На протяжении всего процесса цинкования, контейнер находится во вращающемся состоянии и останавливается только перед непосредственной выемкой контейнера из печи.

    Толщина цинкового слоя на поверхности может варьироваться от 5 до 100 мкм.

    Регулируется она только количеством насыщающей смеси, которая закладывается в контейнер вместе с деталями.

    Время обработки является константой, что очень удобно для планирования производственной деятельности. После охлаждения, контейнер разгружается и продукция поступает на стадию финишных операций.

    Этап пассивации

    Пассивационные растворы (для первой и второй пассивации) являются ноу-хау фирмы-производителя.

    Данные растворы работают в режиме комнатных температур, в замкнутом цикле с постоянной регенерацией растворов.

    Первоначально приготовленные пассивационные растворы в процессе работы требуют только необходимого технического поддержания и не связанны с системой канализации.

    Пассивационные растворы не требуют перелива или слива в ходе процесса, просты и не имеют в своих составах никаких агрессивных или вредных компонентов.

    Это интересно: КГШП (кривошипный горячештамповочный пресс): характеристики и особенности

    Технологический процесс нанесения термодиффузионного метиза ?

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

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

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

    Сфера использования

    Этот способ обработки создает однородный слой даже в труднодоступных местах. Микронная толщина слоя позволяет обрабатывать мелкие детали. Термодиффузионному цинкованию подвергают:

    Термодиффузионное цинковое покрытие

    арматуру для нефтяной, газовой, строительной и железнодорожной отраслей;

    Сферы применения диффузионного цинкования металлов

    • Оцинковка строительной арматуры с целью защиты ее от последующего износа и потери физико-механических свойств.
    • Оцинковка труб в нефтегазовой промышленности и на производственных площадях с целью повышения продолжительности эксплуатации в агрессивной среде.
    • Мебельная фурнитура, ограждения. С целью получить постоянный и длительный декоративный эффект элементы покрываются слоем цинка.
    • Оцинковка деталей автомобилей и промышленных узлов, которые могут использоваться в агрессивной среде.

    Цинковать можно абсолютно любые изделия, вплоть до кровельных покрытий на складах и ангарах. Размер деталей и их форма не имеют никакого значения, поскольку современное оборудование позволяет обеспечить полный доступ наносимого материала даже в самых труднодоступных местах.

    Цинковый состав – Термишин

    В России в металлургии во время термодиффузионного цинкования используют разработанный в цинковый состав – Термишин©, со специальными присадками, обеспечивающими ровное и устойчивое диффузионное покрытие металла порошковым цинком.

    После закрытия в контейнере изделия и порошка с присадками обеспечивают ещё и вращение агрегата, что достигается сложной системой приводов. Во время этого вращения происходит постоянное смешивание деталей и присадок, что и обеспечивает равномерность и однородность цинкового покрытия. После отжига изделия дополнительно обрабатываются в ваннах с пассивазиционным раствором.

    Порошковые цинковые смеси Термишин© позволяют:

    • наносить на изделиях и деталях термодиффузионное покрытие толщиной внедрение от 5 до 10 мкм;
    • не использовать традиционные для такой технологии раньше вредные вещества;
    • придать покрытию дополнительную антикоррозионную стойкость;
    • обеспечивают товарный вид, придавая поверхности изделий «морозный» узор.

    промышленное термодиффузионное цинкование

    Термодиффузионное цинкование

    По этой технологии получают устойчивый к отслаиванию и скалыванию при воздействии деформаций и механических повреждений слой цинкового покрытия матово-серого цвета толщиной 6 до 100 мкм. Предварительно подготовленные к процессу крепежные и металлические изделия помещают в нагретую до температуры 290-390 градусов печь в плотно закрытом, содержащем смесь защитного вещества контейнере, который в течение нескольких часов медленно вращают, подвергая метизы термодиффузионной обработке. Изделия с таким видом покрытия применяют в оборудовании, агрегатах и конструкциях, эксплуатируемых при температурах не более 370 градусов.

    Область применения

    Чаще всего технология применяется на таких изделиях, как:

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

    Термодиффузионное цинкование металла: технология, оборудование, плюсы и минусы

    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.

    специальный цех

    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.

    • Во-первых, качественная зачистка. С поверхности снимают всю грязь и обезжиривают.
    • 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.

    плюсы и минусы

    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.

    госты

    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.

    где применяется

    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.

    P.S. Диффузионное цинкование – тот метод обработки металлоизделий, который позволяет обеспечить защиту поверхности, а значит, и продлить срок эксплуатации изделия. На сегодняшний день он является одним из самых экономичных, но не менее эффективных. Именно этим его популярность и обоснована.

    Термодиффузионное цинкование: технология процесса

    Наиболее качественным методом защиты деталей из высококачественной стали и чугуна от коррозии является термодиффузионное цинкование. Важно, что при его применении не изменяются основные свойства металла. Также, эффективно используют данный метод в сильноагрессивных средах, а также используют при производстве оборудования для мясопереработки. Кроме этого, данный вид покрытия подходит для металлических изделий, даже если они находятся на открытом воздухе или, возможно, в морской среде. Широко распространен этот метод при производстве троллеи и подвесов.

    Сферы применения

    Метод термодиффузионного цинкования имеет широкое использование в различных отраслях промышленности, в частности: электроэнергетике, дорожном строительстве, машиностроении. Потребители не просто так отдают предпочтение такому виду защиты, как термодиффузионное цинкование: технология этого метода значительно продлевает срок службы деталей, а именно до 40-50 лет. Это особенно важно и актуально, если они подвержены воздействию агрессивных сред.

    Преимущества

    Преимущества данной технологии:

    • термодиффузионное цинкование покрытия осуществляется с учетом требований конкретного производства;
    • при выборе этой технологии не происходит склеивания деталей;
    • высокая устойчивость к коррозии благодаря высокой адгезии (это почти полностью исключает вздутие и отслаивания покрытия);
    • наплыв цинка отсутствует в местах углублений или соединений;
    • после процесса цинкования детали могут быть обработаны разными видами пластификаторов, красок и т.п.;
    • даже если детали с таким покрытием были подвержены холодной деформациям и механическим воздействиям, то не будет происходить отслаивание или растрескивание.

    Процесс осуществления покрытия

    Процесс цинкования происходит в промежутке температуры от 380 до 450 С. Именно это позволяет исключить снижение механических свойств металлов, в частности механических, а также исключить термическую хрупкость. Благодаря этому данный вид покрытия имеет более высокую защитную способность по сравнению с другими. Кроме этого, при использовании такого метода как термодиффузионное цинкование, толщина покрытия изделия может варьироваться от 5 до 60 мкм, что зависит от требований и пожеланий заказчика. Также установлены максимальные размеры реторты длина 1500 мм и диаметр 500 мм. Этот вид покрытия соответствует ГОСТ Р.9.316-2006. Таким образом, правильно выбранное покрытие поможет защитить оборудование и продлить срок его службы.

    Требования к защитному слою

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

    Установка термодиффузионного цинкования

    выпуклостей;

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

    Термодиффузионное цинкование. Методика формирования поверхностного слоя

    Диффузия – это направленное движение частиц под воздействием тепла. Термодиффузионное цинкование протекает в температурном диапазоне от 400 градусов до 500. Согласно диаграмме Fe — Zn, температура активно влияет на формирование структуры защитного слоя, толщина покрытия зависит от времени выдержки (продолжительности технологического процесса).

    После термодиффузионного цинкования (химико-термической обработки) металлического изделия цинком на стальной подложке формируется поверхностный слой, который имеет двухфазную микроструктуру: • Г-фаза формируется на поверхности матричной основы изделия, толщина слоя от 2 мкм до 4 мкм, содержание железа до 25%, цинка — до 75%, • б1 – фаза – формируется на поверхности обрабатываемой детали, толщина слоя от 100 мкм до 160 мкм, содержание железа до 12%, цинка – до 88%.

    микроструктура слоя после термодиффузионной обработки

    Цинковое покрытие при термодиффузионном методе обработке получается в результате нагрева исходной детали в рабочей зоне спецоборудования вместе с насыщающей, диффузионной смесью. Технологический состав для ХТО включает в себя цинковый порошок (цинковую пыль), инертный разбавитель, активатор. Различные добавки, входящие в насыщающую смесь, влияют на определенные технологические свойства покрытия, ускоряют процесс термодиффузионного цинкования.

    Микроструктура поверхностного слоя зависит от • температуры протекания технологического процесса, • времени выдержки в насыщающей среде, • состава диффузионной смеси. При термодиффузионном цинковании защита металлической основы от коррозионного разрушения происходит электрохимическим способом, т.к. наносимое покрытие является анодом, а черный металл — катодом. Каждая последующая структурная фаза, по мере приближения к матрице, становится катодом по отношению к предыдущей составляющей.

    После цинкования на обработанной поверхности образуется гладкое, беспористое покрытие, которое точно повторяет все конструкционные особенности изделия. Толщина диффузионного слоя равномерна, одинакова по всей длине. Цвет покрытия светло-серый. Оцинковку можно производить на деталях, изготовленных из высоко- и низкоуглеродистых стали, а также на изделиях из чугуна.

    термодиффузионное цинкование

    Для улучшения товарного вида оцинкованных изделий и для повышения характеристик коррозионной устойчивости производится дополнительная поверхностная обработка (фосфатирование, пассивирование, промасливание), после чего процент коррозионной стойкости увеличивается еще на 12- 15 единиц.

    Пассивация изделий

    Происходит в специально разработанных пассивационных растворах, и сам процесс принадлежит фирме на правах ноу-хау. Работают они исключительно в режиме комнатной температуры, находятся при обработке изделий в герметичных бассейнах, не связанных с системами канализации, и постоянно регенерируются, восстанавливаясь до исходного состояния после каждого контакта с оцинкованными изделиями.

    Пассивационные растворы не имеют в своём составе агрессивных или вредных для здоровья обслуживающего персонала компонентов и просты в использовании.

    термодиффузионное покрытие

    Преимущества термодиффузионного цинкования

    • Отличное сцепление с любой металлической поверхностью, образуется прочный неотделяемый слой, устойчив к механическому воздействию в процессе эксплуатации.
    • Экономичность процесса. Обработать деталь с помощью термодиффузии будет намного дешевле, поскольку материалы сами по себе дешевые и работы не требуют больших затрат времени и сил.
    • Покрытие ровное, имеет одинаковую толщину и хорошие противокоррозионные показатели, возможность регулировать слой цинка в зависимости от агрессивности среды, в которой используется деталь.
    • Абсолютная безопасность оцинкованного изделия, оно не выделяет летучие вещества, не вступает в реакции, не токсично.
    • Обрабатываемая поверхность очищается без применения кислот и реактивов, достаточно просто обработать ее пескоструем и обезжирить перед цинкованием.
    • Температура обработки детали намного ниже, чем при горячем цинковании, не нарушается структура обрабатываемых деталей.

    Оборудование для термодиффузионного цинкования

    В промышленных масштабах производимое термодиффузионное цинкование оборудование используется механизированное, а сам процесс максимально автоматизирован. Используемые агрегаты:

    Термодиффузионное покрытие

    загрузчик деталей и насыщающего состава;

    Цена на оборудование для термодиффузионного цинкования

    Поставляем как печи для цинкования, так и все виды вспомогательных устройств: оборудование для погрузки и разгрузки, отсева, контрольные приборы, сушильные аппараты, дробометы, пассивационные установки, дополнительную оснастку.

    Звоните прямо сейчас, чтобы уже сегодня заказать и приобрести современную, удобную и экономичную линию термодиффузионного цинкования для создания надежной антикоррозионной защиты изделий из стали и чугуна. Стоимость и цена оборудования высылается при обращении через форму заказа.

    Достоинства и недостатки

    На протяжении применения метода антикоррозионной защиты были выявлены характерные для него черты. Термодиффузионное цинковое покрытие обладает рядом достоинств, среди которых выделяются:

    Термодиффузионное цинкование- технология процесса

    высокая адгезия за счет того, что микронеровности поверхности не исчезают;

    На фоне достоинств у метода есть и недостатки:

    • в отличие от других методов нанесенное покрытие имеет матовый серый цвет;
    • невысокая производительность;
    • габариты обрабатываемых изделий ограничиваются размерами объемами оборудования.

    Оцинкование деталей различными методами и проведенный сравнительный анализ показал следующие данные.

    № п.п.Метод цинкования
    ГорячееГальваническоеТермодиффузионное
    1Температурный режим протекания процесса, °С450–54020280–470
    2Толщина нанесенного слоя, мкм30–606–155–100
    3На какой материал наноситсяСталь с незначительным содержанием кремнияСталь (ограничение для высокопрочных марок)Черные металлы и сплавы на основе меди
    4Размер обрабатываемых метизовМ10–50М4–50М4–90
    5Типы обрабатываемых отверстийСквозныеСквозныеСквозные, глухие
    6Ограничения по обработкеКарманы, сплошные сварные швыКарманы, отсутствие сварных швовБез ограничений
    7Закаленный крепежНе подлежит обработке (температура протекания процесса близка к низкому отпуску)Не подлежит обработке (кислотная обработка, повышение водородной хрупкости)Без ограничений
    8Стойкость к солям (лабораторный тест), час500961500
    9Свойства покрытияСниженная адгезия, ресурсозатратная подготовкаСниженная адгезия, ресурсозатратная подготовкаАдгезия высокая
    10ТвердостьСнижаетсяОтсутствуетПлюс 1…2 HRC
    11Коэффициент тренияПовышенныйПониженныйПониженный при выкручивании
    12Подготовка к нанесению покрытияХимическаяХимическаяНейтральная
    13Испарения вовремя цинкованияОбильное дымовыделениеВыделение хромаОтсутствие дымовыделения

    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.

    Источник https://paes250.ru/metally/pokrytie-tdc.html

    Источник https://wotakks.ru/stali/termodiffuzionnoe-cinkovanie-tehnologiya.html

    Источник