Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Cynkowanie metali jest jednym z najczęstszych sposobów ochrony przed pojawieniem się i rozwojem korozji, zwiększając jego wydajność i znacznie zwiększając jego żywotność.
Przez cynkowanie rozumie się powlekanie metalu na powierzchni, w 95% składającej się z cynku. Cynkowanie wykonywane jest na różne sposoby, każda technologia ma swoje zalety i wady.
Ogólne informacje i cel
Wyroby stalowe są narażone na korozję, zwłaszcza w przypadku zastosowań w warunkach wysokiej wilgotności. Ocynkowana część stalowa jest zabezpieczona przed korozją. Powłoka razem z metalem tworzy parę galwaniczną, w której cynk ma większy stopień ładunku elektroujemnego w porównaniu ze stalą. W związku z tym cynk podlega korozji, a reakcje stali są praktycznie nieobecne. Ochrona antykorozyjna metalu utrzyma się do momentu zniszczenia powłoki cynkowej.
Istnieje kilka technologii cynkowania. Niektóre technologie pozwalają na samoocynkowanie z uzyskaniem akceptowalnego wyniku jakości.
Sposoby galwanizacji metalu
Istnieją następujące metody galwanizacji metalu:
- zimno
- gorąco
- galwaniczny;
- dyfuzja termiczna;
- gazowo-termiczny.
Wybierz konkretną metodę galwanizacji potrzebnych części lub konstrukcji stalowych w zależności od warunków użytkowania i właściwości warstwy ochronnej. Niezależnie od zastosowanej technologii cynkowania należy określić grubość warstwy ochronnej. Zależy to od takich parametrów, jak okres ekspozycji czynnika roboczego na metal i temperatura przetwarzania.
Przy stosowaniu konstrukcji stalowych, na których powierzchni nakładana jest warstwa cynku, należy pamiętać, że nie można ich poddawać silnym naprężeniom mechanicznym, ponieważ powłoka ochronna z metalu jest bardzo krucha i może pękać.
Rozważ różne rodzaje metalu galwanizującego.
Metoda cynkowania ogniowego
Cynkowanie ogniowe metalu pozwala uzyskać produkty najwyższej jakości i zapewnić ich trwałość. Ta metoda ma kluczową wadę - jej wdrożenie obejmuje zastosowanie odczynników chemicznych do obróbki powierzchni, a procedura jest wykonywana w stopionym cynku.
Cynkowanie ogniowe stali obejmuje przygotowanie powierzchni produktu i rzeczywistą procedurę powlekania metalu cynkiem.
Kroki przygotowania przygotowanej powierzchni:
- oczyszczanie;
- odtłuszczanie;
- stosowanie roztworów kwasowych;
- spłukiwanie i topienie;
- suszenie powierzchni.
Gdy powierzchnia przechodzi wszystkie etapy przygotowania i wysycha, produkt umieszcza się w specjalnej kąpieli ze stopionym cynkiem. Cienka warstwa cynku i żelaza powstaje na powierzchni stali, zapewniając niezawodnie ochronę przed korozją. Po wyjęciu produktu z kąpieli jest on przedmuchiwany sprężonym powietrzem w celu wysuszenia i usunięcia nadmiaru cynku z powierzchni.
Wada tego sposobu: wymiary produktów są ograniczone wymiarami kąpieli ze stopionym cynkiem. Metoda ta jest stosowana w dużych zakładach produkcyjnych przy pracy z słupami przenoszenia mocy, rusztowaniami lub masztami oświetleniowymi.
Metoda ta wiąże się z dużymi kosztami pracy i wykorzystaniem złożonego sprzętu, więc nie nadaje się do warunków domowych.
Stal ocynkowana na zimno
Ta metoda obróbki cynku metalicznego zyskała szeroką popularność w ostatnich latach. Głównym powodem jest wysoka produktywność i prostota metody, w połączeniu z wysokimi właściwościami ochronnymi warstwy na powierzchni metalu. Opcja ta nadaje się do cynkowania metali własnymi rękami, ponieważ do pracy nie jest wymagany specjalny sprzęt.
Technologia cynkowania na zimno polega na nakładaniu mieszaniny zawierającej cynk na powierzchnię produktu, na przykład cynkowo-zolon. Nakładać wałkiem lub pędzlem. Jeśli chcesz pokryć struktury o złożonym kształcie lub trudno dostępne miejsca, możesz użyć pistoletu natryskowego. Dzięki specjalnym preparatom na powierzchni tworzy się warstwa ochronna składająca się z ponad 90 procent cynku.
Ta metoda cynkowania jest dopuszczalna tylko dla zapewnienia ochrony antykorozyjnej konstrukcji, które nie mogą być ocynkowane w żaden inny sposób. Na przykład:
- rury montowane;
- elementy torów kolejowych;
- słupy linii energetycznej i inne konstrukcje w wersji stałej lub montowanej.
Zincconol i inne związki do cynkowania na zimno są stosowane podczas napraw, jeśli istnieje potrzeba przywrócenia uszkodzonej warstwy cynku na konstrukcjach metalowych. Jest to na przykład istotne w celu przywrócenia galwanizowanego nadwozia samochodu.
Cynkowanie na zimno wyrobów stalowych odbywa się w szerokim zakresie temperatur, uformowana powłoka ma wysoką ochronę, elastyczność, odporność na naprężenia mechaniczne i różnice temperatur.
Cynkowanie na zimno ma swoje wady. Na przykład, uformowana powłoka ma niewystarczająco wysoką odporność na naprężenia mechaniczne, a procedury bezpieczeństwa muszą być ściśle przestrzegane, jeśli procedura obejmuje stosowanie rozpuszczalników organicznych.
Metoda galwanizacji
Podczas cynkowania cynkowanie na powierzchni produktu jest efektem elektrochemicznym. Powłoki ostatecznie mają wysoką dokładność grubości i wyjątkową gładkość. Na powierzchni metalu tworzy się również warstwa ochronna o grubości około 20–30 μm.
Dzięki temu cynkowaniu można dostosować grubość warstwy ochronnej, a warstwa jest jednolita i ma wysokie właściwości dekoracyjne. Metal i cynk podczas galwanizacji są połączone na poziomie molekularnym, powłoka ma wysoką przyczepność do materiału podstawowego. Na stopień przylegania ma wpływ obecność na powierzchni błon tlenkowych i tłuszczowych, które są prawie niemożliwe do usunięcia.
Cynkowanie przeprowadza się w następujący sposób:
- struktura i płyty cynkowe są umieszczane w roztworze elektrolitycznym, a następnie dodatnie i ujemne styki źródła prądu są połączone ze ścianą wanny i płyt;
- ze względu na różnicę potencjałów płytki rozpuszczają się w elektrolicie, a cząsteczki cynku osadzają się na powierzchni produktu i tworzą jednolitą warstwę ochronną.
Główną zaletą tej metody jest to, że w ten sposób tworzy się na powierzchni warstwa ochronna o specjalnych właściwościach dekoracyjnych. Grubość warstwy można regulować. Ale ma metodę i jej wady. W szczególności jest to wysoki koszt.
Technologia cynkowania dyfuzyjnego
Ta technologia jest również nazywana sherardyzacją. Został opracowany w latach 20. ubiegłego wieku, ale przez długi czas nie znalazł szerokiego zastosowania. I dopiero w latach 90. metoda zyskała popularność.
Istotą tej metody jest to, że część wraz z suchą mieszanką na bazie cynku umieszczana jest w szczelnym pojemniku, w którym powstaje temperatura około 2600 stopni. W tej temperaturze cynk wchodzi odpowiednio w stan gazowy, przyspiesza się proces przenikania atomów cynku do warstwy powierzchniowej produktu. Ta technologia cynkowania jest stosowana w przypadkach, gdy warstwa ochronna o grubości 15 mikronów ma być utworzona na powierzchni metalu.
Przygotowanie wyrobów metalowych do powlekania dyfuzyjnego cynkiem nie różni się od metody gorącej. Zalety tej metody:
proces odbywa się odpowiednio w szczelnym pojemniku, jest przyjazny dla środowiska;- prawie całkowicie nie ma porów na powłoce ochronnej o wysokiej przyczepności do powierzchni;
- powłoka uzyskuje wysoki stopień ochrony;
- zachowane są złożone formy geometryczne i parametry produktów ocynkowanych;
- otrzymane odpady nie wymagają specjalnej utylizacji.
Wady metody dyfuzji termicznej:
- wykończona powłoka nie ma metalicznego połysku i ma brudny szary odcień;
- niska wydajność;
- pył cynkowy w powietrzu podczas pracy może uszkodzić ciało;
- powłoka cynkowa ma nierównomierną grubość.
Natryskiwanie termiczne
Termiczne cynkowanie nadaje się do powlekania cynkiem części masowych lub blach. Jego istotą jest to, że cynk, który jest w postaci suchej mieszanki lub drutu, jest rozpylany w skład medium gazowego na powierzchnię przedmiotu obrabianego. Technologia ta jest stosowana do nakładania warstwy cynku na produkty o dużych rozmiarach, których nie można inaczej przetwarzać.
Proces cynkowania:
cząstki stopionego metalu osadzają się na obrabianej powierzchni, tworząc cienką warstwę o łuszczącej się strukturze;- Farby nakłada się na porowatą powłokę. Warstwa utworzona przez połączenie chroni produkt i pozwala na długotrwałe użytkowanie w warunkach wysokiej wilgotności, stałej ekspozycji na wodę słodką lub morską i inne środowiska korozyjne.
Parametry powłok cynkowych zastosowanych wyżej wymienionymi metodami są ustalane przez odpowiedni GOST.
DIY ocynkowane
Jak już wspomniano, niektóre rodzaje cynkowania mogą być wykonywane niezależnie w domu. Dotyczy to technologii cynkowania na zimno lub metody elektrochemicznej.
Aby samodzielnie galwanizować elektrycznie, należy starannie przygotować powierzchnię przedmiotu obrabianego. Przygotowanie obejmuje:
- czyszczenie;
- odtłuszczanie;
- opatrunek kwaśny;
- spłukać pod bieżącą wodą.
Urządzenie do galwanicznego galwanizowania może być wykonane na podstawie źródła prądu stałego o napięciu 6–12 V przy prądzie 2–6 A i pojemności na podstawie urządzenia dielektrycznego i urządzenia do mocowania produktu i elektrody. Elektrolit jest dowolnym roztworem soli cynku. Aby przygotować roztwór, cynk umieszcza się w elektrolizerze akumulatorowym i rozpuszcza w nim. Przed użyciem kompozycja jest filtrowana.
Wykonując własną galwanizację, należy wziąć pod uwagę, że następujące czynniki wpływają na jakość i grubość powłoki:
gęstość prądu na jednostkę powierzchni produktu;- temperatura roztworu elektrolitycznego;
- temperatura elektrolitu;
- geometria i złożoność kształtu produktu.
Galwanizacja metali spowalnia korozję produktów. Metody cynkowania zależą od warunków pracy produktów. Materiały cynkowe mogą być w domu.