Виды цинкования металла

Автор: Волков Семён

Дата публикации: 25.04.2024

article

Процедура цинкования представляет собой технологию обработки либо отдельных элементов, либо полных изделий с целью обеспечения их защиты от влияния кислорода. Существует несколько разновидностей такого вида обработки металла, но все они основываются на одной и той же концепции.

Процесс цинкования заключается в покрытии предварительно подготовленной поверхности слоем цинка определенной толщины. Главная задача этого метода - минимизировать разрушительное воздействие коррозии на металл.

Цинк обладает необычным свойством – моментально вступать в реакцию с кислородом, образуя при этом оксид. Этот оксид отличается от ржавчины по ряду параметров: он хараетеризуется устойчивостью и плотностью, блокирует проникновение кислорода и не подвержен разрушению даже при незначительном механическом воздействии.

В том случае, когда защитный слой в любом случае подвергается повреждениям, цинк немедленно реагирует, формируя новый слой. Эти характеристики именуют также как способность к автоматическому восстановлению защиты.

Если слой получит серьезные повреждения до уровня железа, коррозийные процессы станут менее интенсивными. Это обусловлено гальваническим взаимодействием между цинком и изделием. Поскольку цинк является более активным элементом, реакция с кислородом из атмосферы происходит в первую очередь именно с ним. Давайте рассмотрим детальнее наиболее распространенные технологии цинкования металла.

Современные методы цинкования различаются по ряду характеристик и особенностей. Давайте проанализируем их внимательнее.

Параметр Особенность
Толщина защитного слоя Для крупногабаритных деталей чем толще слой, тем лучше Но для высокоточных деталей толщина покрытия не менее важна Регулировать нанесение цинка получается не в каждой методике
Равномерность нанесения цинка Для больших конструкций, например, опор ЛЭП, не принципиальна равномерность нанесения А вот для изделий с прецизионными отверстиями этот параметр важен
Прочность контакта покрытия с металлом Отдельные способы нанесения цинка создают защитный слой, но также происходит реакция на молекулярном уровне Это значительно увеличивает срок службы детали
Внешний вид изделия От выбранной методики зависит эффект и цвет поверхности Она бывает матовой и глянцевой в разбросе оттенков от темно-серого до голубоватого
Устойчивость к механическому воздействию От этого параметра напрямую зависит защищенность изделия от атмосферного кислорода
Возможность самовосстановления Характеристика, в большей степени, зависит от толщины нанесенного слоя цинка и особенностей использования изделия
Устойчивость к коррозии Это комплексный параметр, в котором учитываются все перечисленные выше характеристики и особенности

Давайте более подробно разберемся с различными типами цинкования металла. Стоит отметить, что различные характеристики этого процесса, такие как скорость, объем обработки, стоимость и практичность, могут варьироваться в зависимости от конкретных аспектов технологического процесса.

Данный технологический процесс, включающий полное погружение изделия в расплавленный цинк, признан наиболее распространенным способом цинкования в промышленном секторе.

Процесс нанесения покрытия проходит в несколько стадий:

  1. Транспортировка осуществляется с помощью мостовых кранов, так как данный метод позволяет обрабатывать изделия больших размеров в области, где производится подвеска заготовок.
  2. Металлическую навеску помещают на подвижные перекладины. Так располагают изделия, чтобы каждое из них попадало в резервуар с расплавленным металлом.
  3. Первоначальная подготовка включает погружение металла в специальные растворы с целью обеспечения его обезжиривания, очистки и травления. Это необходимо сделать для удаления различного рода загрязнений, остатков кислот и прочих соединений.
  4. Специализированная печь используется для подачи обработанного и нагретого воздуха на элементы. Это помогает устранить следы применения жидкостей и одновременно подогревает сам металл.
  5. Процесс цинкования включает перемещение детали в печь с ванной, содержащей цинк в расплавленном состоянии при температуре +450 градусов. Важно, чтобы печь была герметичной, это гарантирует безопасность для работников и возможность повторного использования газов, которые образуются в ходе этой реакции.
  6. После прохождения автоматической линии обработки, изделия на траверсах направляются в область демонтажа и классификации. Затем они отправляются заказчику со склада.
 /><p>Преимущества технологии термического цинкования металла:</p><ol class=
  • Относительно низкая цена технологического процесса
  • Эффективность функционирования автоматизированного конвейера является высокой.
  • Можно обрабатывать большие части или элементы.
  • Защитное покрытие имеет толщину свыше 200 микрометров.
  • Благодаря проникновению цинка в кристаллическую решетку железа достигается высокая устойчивость защитного покрытия.
  • Увеличенная сопротивляемость к механическому воздействию.
  • Защитное покрытие обладает свойством авторегенерации.
  • Увеличенная стойкость против коррозии
  • Недостатки также присутствуют:

    1. Регулировка толщины цинкового слоя менее 45 мкм невозможна.
    2. Неравностность при нанесении защитной оболочки
    3. Внешний вид продукта оставляет желать лучшего.

    Использование горячего цинкования при работе с крупноформатными деталями и структурами является выгодным. Однако, данный метод не рекомендуется для обработки высокоточных поверхностей.

    Применение метода холодного цинкования металла приобретает широкую известность благодаря своей многофункциональности и экономичности технологического процесса. Этот процесс в основном заключается в подготовке металла до нанесения и окрашивания.

    Разница в применении полимерных красок заключается лишь в наличии цинкового порошка, который, взаимодействуя с кислородом на поверхности металла, создает защитный слой оксида.

    Плюсы данного подхода:

    1. Средства высокой доступности
    2. Устаревший технологический процесс
    3. Отсутствует зависимость от размеров и формы структур.
    4. Обработка детали происходит в условиях на местности.
    5. Толщина применения состава может быть любой.
    6. Можно усовершенствовать внешний дизайн продукта, применив окончательный слой краски на грунтовку, содержащую цинк.

    Указанный подход также имеет свои недостатки:

    1. Отсутствует точная настройка толщины слоя цинка.
    2. Плохая пристановка цинкового порошка к металлу
    3. Недостаточная сопротивляемость к механическим ущербам.

    Метод цинкования металла позволяет выполнять его даже в полевых условиях, при этом формат, размер и масса изделия не являются препятствием. Этот подход подходит в случаях, когда требуется создать устойчивое и долговременное антикоррозийное покрытие.

    Метод гальванического цинкования металла представляет собой электрохимический процесс, основанный на применении электролита, в котором цинк играет роль анода. Затем, когда через жидкость проходит ток, цинк дезинтегрируется, а его ионы обосновываются на поверхности металла.

    В результате процесса изготовления изделие становится тем более блестящим и насыщенным цветом, оттенки которого варьируются от белого до голубого.

     /><p>Преимущественные аспекты данного подхода:</p><ol class=
  • Аттрактивный визуальный облик товара
  • Детали с отверстиями могут быть обработаны благодаря тонкому слою цинка, толщиной до 20 микрометров.
  • Равномерное покрытие цинком
  • Малые затраты на технологический процесс
  • Температурные процедуры неприемлемы для обработки неметаллических предметов.
  • Возможность восстанавливать защитное покрытие самостоятельно
  • Цинк обладает высоким уровнем адгезии к металлу.
  • Также существуют и минусы:

    1. Тонкое покрытие делает невозможным применение таких элементов в агрессивных условиях.
    2. Отсутствует защита от механического влияния.
    3. Металл обладает невысокой устойчивостью к окислению.

    Данный метод подходит, когда необходимо придать металлу эстетически привлекательный вид или защитить изделия от временного окисления. Такой тип покрытия больше служит декоративными целями, чем обладает практической пользой.

    Данный подход предполагает формирование оборонительного слоя цинка в диапазоне температур +260-450 градусов. Существует непосредственная связь между температурными условиями и однородностью покрытия.

    При нахождении в такой среде, деталь претерпевает изменения на атомарном уровне, взаимодействуя с активным цинком. Это приводит к образованию слоя толщиной от 20 до 100 микрометров, который равномерно покрывает всю металлическую конструкцию. Меняя длительность процесса цинкования, можно регулировать густоту защитного слоя.

     /><p>Плюсы данного подхода:</p><ol class=
  • Толщина слоя цинка, которую можно регулировать
  • Прочность слоя увеличивается благодаря процессу диффузии.
  • Атомы цинка распределены с равномерностью
  • Усиленная устойчивость к механическим ущербам
  • Слой защиты способен восстанавливаться самостоятельно.
  • Усиленная защита от ржавчины
  • Также присутствуют некоторые недостатки:

    1. Трудность управления технологическим процедурой
    2. Высокие затраты на применение метода
    3. Некачественный вид детали после ее обработки

    Применение термодиффузной обработки наиболее востребовано в областях, где требуется повышенная устойчивость покрытия к механическим повреждениям. Данный подход широко распространен в энергетической, нефтегазовой и аграрной сферах.

    Данный метод заключается в прямой металлизации металлических конструкций, которую достигают путем напыления порошка, обогащенного цинком, на верхний слой металла. Газовые горелки при этом применяются для достижения области максимального нагрева. Скоростные капли цинка наносятся на поверхность объекта, после чего формируется защитный от коррозии слой толщиной до 50 мкм.

    В случае потребности в более плотном покрытии, данный процесс повторяют несколько раз.

    Преимущества данного подхода:

    1. Процесс цинкования может осуществляться вне производственных помещений без необходимости демонтировать деталь.
    2. Гомогенность покрова на поверхности
    3. Возможно контролировать толщину цинкового слоя.

    Применение данной методики актуально в ситуациях, когда необходимо восстановить защитные функции металлической конструкции и при этом вблизи отсутствуют промышленные сооружения.

    Цинкование металла - это процедура, включающая в себя нанесение определенной смеси или проволоки на поверхность изделия с целью увеличения его коррозийной устойчивости. В зависимости от отрасли промышленности или энергетического сектора выбирается наиболее подходящий метод, основываясь на определенных критериях:

    • Необходимый размер слоя
    • Затраты на технологический процесс
    • Требования к внешности готового продукта
    • Стойкость против коррозии
    • Сопротивляемость к физическому воздействию
    • Трудности, связанные с обработкой