Оцинковка: что это и почему металл важно цинковать
Оцинкованная сталь является одним из самых популярных типов стали из-за её повышенной долговечности. Благодаря цинку и формируется защитное покрытие от коррозии, а сталь становится более прочной. Эта универсальность делает его применимым к различным проектам и отраслям промышленности, включая сельское хозяйство, солнечную энергетику, автомобилестроение, строительство и так далее. Гальваническое покрытие металла помогает сохранить деталь на долгие годы.
Что такое оцинковка
Оцинковка — это процесс нанесения защитного цинкового покрытия на сталь или железо с целью предотвращения преждевременной ржавчины и коррозии.
Для чего наносить цинк на металл
К основным преимуществам использования оцинкованной стали относятся:
- Более низкая стоимость по сравнению с нержавеющей сталью.
- Самое лучшее соотношение цены и качества. Минимальные затраты на обслуживание и долгосрочный период эксплуатации.
- Надёжные эксплуатационные характеристики покрытия.
- Исключительная устойчивость к механическим повреждениям.
- Защита небольших участков стали, подверженных царапинами .
- Никакое другое покрытие не может обеспечить такую же защиту.
Методы цинкования
В технологии цинкования выделяют следующие методы:
- Горячее цинкование
- Холодное цинкование
- Гальваническая оцинковка
- Металлическое напыление
Как цинковать металл?
Чтобы обеспечить правильный процесс цинкования, сначала необходимо тщательно очистить поверхность. Если этого не сделать, то цинк просто не будет должным образом связываться со сталью. В промышленном применении это делается в трехступенчатом процессе: очистка каустической содой, солью и третий шаг — это удаление флюса. Однако для самостоятельного применения достаточно тщательно промыть или отшлифовать поверхность.
Легкую цинковую ванну можно сделать из домашних ингредиентов. Поместите цинковый анод в уксусную ванну, которая слегка растворит его и позволит цинку диффундировать в ванну. Оставив это на некоторое время, используйте соль (100 г/л), чтобы сделать ванну проводящей.
Подсоедините отрицательную клемму источника питания (катод) к объекту, который вы хотите покрыть пластиной; поместите анод в ванну и включите источник питания. Это положит начало процессу гальванопокрытия. После этого все, что вам нужно сделать, это оставить его на тарелке.
Горячее цинкование
Первым и главным методом является горячее цинкование.
В этом виде цинкования сталь или железо погружают в расплавленную ванну цинка, которая поддерживает температуру около 860°F (460 °C). Эта расплавленная ванна начинает металлургическую связь между цинком и принимающим металлом. После того как металл вытянут из ванны, он реагирует на воздействие атмосферы, и чистый цинк смешивается с кислородом, образуя оксид цинка. Оксид цинка далее реагирует с углекислым газом и образует карбонат цинка, который составляет окончательное защитное покрытие на материале. Контрольным признаком технологии горячего цинкования является наличие на его поверхности кристаллического рисунка, иногда называемого “блёсткой”.
Холодное цинкование
«Холодное цинкование» – это металлообработка, а также процесс окраски стальных конструкций и наружных поверхностей красками, богатыми цинком.
Состав для холодного цинкования или цинковая окраска-это нанесение (кистью или распылением) цинковой пыли, смешанной с органическими или неорганическими связующими. Обычно, содержание цинка в сухой плёнке составляет 92-95%, эти богатые цинком краски могут быть нанесены на конструкционную сталь и трубопроводы, которые подвергаются воздействию широкого спектра агрессивных атмосферных сред, таких как нефтеперерабатывающие заводы, электростанции, мосты, здания, горное оборудование и т. д.
При высоком процентном содержании цинка в сухой пленке эти краски могут синергетически сочетаться с ингибирующими коррозию свойствами металлического цинка. Цинковая пыль в краске интегрирована с органическими связующими. Эти связующие вещества позволяют частицам цинка оставаться в контакте друг с другом, поэтому цинковая краска может обеспечивать защиту.
Гальванический метод
Самый уникальный из описанных методов цинкования-электрогальванизация или гальваническое цинкование.
Он не предполагает погружения материала в расплавленный чан с цинком. Вместо этого электрический ток вводится в раствор электролита, который наносится на сталь, что уменьшает положительно заряженные ионы цинка до металлического цинка, который затем осаждается на положительно заряженной стали. Как и предварительное цинкование, этот метод обычно выполняется на первом этапе производства.
Газотермическое напыление
Все процессы термического напыления включают распыление крошечных частиц расплавленного металла на поверхность, где они прилипают и образуют покрытие. При контакте с подготовленной поверхностью частицы сразу же связываются, во-первых, с материалом подложки, а во-вторых, друг с другом по мере нанесения слоев, и покрытие становится толще.
Преимущество термического напыления перед горячим цинкованием заключается в том, что расплавленные частицы переносят очень мало тепла и поэтому не вызывают никаких тепловых искажений подложки.
Подводя итог, можно сказать, что процесс цинкования — это один из многочисленных методов защиты металла, но единственный с длительными результатами.
Оцинковка имеет много преимуществ, некоторые из них это -длительный срок службы, устойчивость к элементам, простота обслуживания, полная защита, надежность и постоянство. Благодаря этим факторам оцинкованные металлические конструкции используются во многих видах промышленности, начиная от строительной, заканчивая телекоммуникационной!
Нужна консультация?
Оставьте свои данные и специалист свяжется с вами в ближайшее время
Контактные данные
г. Зеленодольск, ул. Футбольная 8
Что такое оцинковка, и какие преимущества она даёт металлу?
Часто можно услышать что металлопрокат или изделия из металла оцинкованы. Зачем их оцинковывают и какие способы для этого используются? Ответы на эти вопросы вы найдёте в нашей статье.
Для чего нужна оцинковка металла?
Цинкование или оцинковка — это технологический процесс, при котором металл покрывается специальным цинксодержащим составом. Эту процедуру проводят чтобы предупредить образование ржавчины и окислов на различных видах металлоизделий. Из-за того, что нанесено такое покрытие значительно увеличивается срок эксплуатации металлических изделий.
Метод оцинковки используется для защиты стали от коррозии уже более 250 лет. Коррозия у металлов вызывается их врождённой тенденцией под воздействием воздуха и влаги пытаться вернуться к своей первоначальной земной форме — в минеральное состояние.
Способы нанесения цинка на металл
На металлические изделия цинк наносится многими способами. Рассмотрим самые распространённые из них:
Горячее цинкование
Материал помещается в ванну с нагретым до более чем до 400 °C расплавленным цинком. После окунания изделия просушивают. Расплавленный цинк заполняет все мелкие трещинки и труднодоступные места. Такое покрытие отличается равномерностью, на материале нет пропусков. Эти характеристики присущи материалам, цинкование которых производилось без нарушений технологического процесса. Методу уже свыше 160 лет и до сих пор не нашли ему достойную альтернативу. Нанесённое горячим способом покрытие самое надёжное и долговечное. Толщина слоя может составлять до 120 мкм. Она зависит от скорости погружения материала в расплавленную массу.
Холодное цинкование
Заключается в нанесении на металлическую поверхность состава, в котором содержится более 80% цинка. Наносится такая жидкость кистью, валиком или краскопультом. Возможно окунание материала в раствор. Метод очень популярен из-за удобства и практичности. Ведь можно на любом этапе эксплуатации стали нанести на неё защитный слой цинка. При этом способе можно получить цинковый слой толщиной 50 мкм.
Гальваническая обработка
Чтобы выполнить такую обработку применяется электролитический раствор. Требуется источник питания для преобразования напряжения и цинковый раствор. Электрическая цепь замыкается и происходит процесс гальванизации. Металлические частицы, содержащиеся в электролитическом растворе цинка, имеют положительный заряд и равномерно оседают на обрабатываемой детали. С помощью такого способа можно получить покрытие с толщиной не более 20 мкм. Поэтому обработанные гальванической оцинковкой изделия используются в неагрессивных средах.
Какими свойствами обладает оцинкованный металл?
Прошедшее процесс цинкования изделие обладает высокой устойчивостью к ржавчине, ударам и истиранию. Оно становится более устойчивым к влияниям погодных условий, к пресной и морской воде. Оцинкованный металл прекрасно зарекомендовал себя при использовании в металлических конструкциях, эксплуатируемых на открытом воздухе, во влажных помещениях или других условиях, которые предполагают открытый контакт с влагой, воздухом и другими активными веществами и средами. Покрытый тонким слоем цинка металлопрокат легко сваривается и окрашивается. Он хорошо принимает форму на изгиб в профилях и листовых материалах. Оцинкованный металл легко справляется с вытяжкой, гибкой и вальцовкой. Поэтому его используют для изготовления кровельных покрытий и элементов кровли.
Когда используется оцинкованный металл?
Мы постоянно контактируем с оцинкованным металлом. Его используют в декоративных предметах: пряжки, брелоки, пуговицы, канцелярские товары и т. п.
Изделия с цинковой защитой используются в разных областях промышленности, строительства, благоустройства и быта. Они применяются в металлоконструкциях, для обустройства кровли, заборов, настилов, ограждений, в других сферах. Оцинкованный металлопрокат применяется в городской инфраструктуре повсюду.
Благодаря невысокой цене и повышенной устойчивости к коррозии такие материалы пользуются спросом в судостроении, станкостроении, машиностроении и других отраслях промышленности.
Оцинковка используется на трубах для их защиты и долговечности. Оцинкованные трубы широко применяются в сантехнической сфере. Так как они постоянно контактируют с водой, то нужно создать хорошие условия, чтобы они не начали ржаветь и не испортились. Людям нужна чистая вода, без ржавчины и сторонних примесей.
Преимущества оцинкованных изделий
Оцинкованные материалы обладают множеством плюсов, среди которых:
Цинковое покрытие толщиной 80 микрон, полученное в процессе цинкования, помогает изделиям служить долго:
♦ 40—100 лет в городской среде;
♦ 20—40 лет в промышленности;
♦ 10—20 лет в морской среде.
- Отсутствие затрат на обслуживание
Оцинкованные покрытия не требуют ухода.
- Отличное соотношение цены и качества
Оцинковка материала ненамного дороже покраски, но в отличие от покрытия краской затраты на обслуживание равны нулю.
Процесс цинкования может применяться ко всем типам деталей — от гаек или болтов до больших структурных поверхностей, таких как металлические профили.
Процессы цинкования регулируются ГОСТами.
Металлургическое цинковое покрытие стали закрывает заводские повреждения и царапины на материале, наделяя его устойчивостью к ударам и истиранию.
Оцинкованный металл можно перекрашивать, комбинировать с конструкциями из бетона, нержавеющей стали или алюминия, чтобы ещё больше повысить долговечность конструкции.
Оцинкованный металл можно сваривать или скреплять болтами, что сокращает время строительства. Он хорошо режется и гнётся.
После процесса цинкования детали можно использовать сразу же, а также они подлежат хранению в течение длительного времени, без опасений, что они испортятся.
Цинковое покрытие металла: основные методы и их особенности
Точные науки всегда хороши своим рационализмом. Физика – царица точных наук, так как она включает в себя математическое преобразование формул физических законов. Опыты, методы, явления, объясненные очень давно имеют право жить в нашем веке. Существует много разделов физики: механика, термодинамика, оптика, квантовая механика и другие. Поговорим сейчас о разделе металлофизика. Чем же занимается металлофизика? Это раздел физики, который изучает строение сплавов и металлов обусловленными условиями термодинамического равновесия, а также характер протекания различных процессов в них. В металлах часто возникают самопроизвольные разрушения в результате физико-химических взаимодействий. Такие разрушения называются коррозиями металла. Поэтому, чтобы сохранить целостность структуры поверхности металла хотя бы на 95%, наносят цинковое покрытие.
Оцинковка металла
В принципе, технология во всех методов одинакова: наносится на поверхность металла тонкий слой цинка и он покрывается пленочкой, защишая его от механических повреждений. Именно цинк защищает металлическую поверхность от всех нагрузок и повреждений, а оцинковка металла:
- совсем недорогая процедура;
- безопасна для любых свойств (включая механические) сделанных деталей;
- есть возможность ставить разную толщину.
Цинк – самый доступный металл, обеспечивающий электрохимическую защиту железа. Поэтому, цинкование часто применяются в таких сферах: строительстве, машиностроении и другие. Износостойкость – главный компонент данный процедуры. Именно она определяет долговечность металла. Например, если на металл с цинковым покрытием действует атмосферные составляющие, то разрушается он медленно, образуя тонкий слой защитной пленочки. Именно она защищает самые глубокие слои от коррозий, она продлевает жизнь и износостойка по сравнению с другими изделиями. Обычно, к оцинкованию подходят такие сплавы: медь, алюминий, чугун, сталь и другие.
Какие существуют методы оцинковки?
Существует шесть основных методов оцинковки металла:
- горячее цинкование методом Кука-Нортмана;
- метод горячего цинкования Сендземира;
- гальваническое цинкование;
- термодиффузное цинкование;
- газотермическое напыление цинка;
- холодное цинкование.
Сейчас, детально рассмотрим каждый метод по-отдельности.
Горячее цинкование методом Кука-Нортмана
Начнем с физики данного метода: берется ванна с расплавленным цинком и в нее погружается готовое изделие из металла. Но перед погружением изделия, его сначала обезжиривают, убирают окалины и ржавчины, промывают, убирая остатки кислот, а после, просушивают и наносят флюс. Дальше, приступают к погружению металлического изделия в ванную с расплавленным цинком при температуре 480 градусов по Цельсию. Следующим шагом, регулируем толщину покрытия и просушиваем. После всего проделанного , обязательно контролируем качество и толщину изделия.
Каждый метод имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим и мы их.
Плюсы: износостойкость и долговечность защитного слоя. Например, если добавить олово в расплавленный цинк, он приобретет блеск; а если алюминий, то возникнет способность защитного слоя изгибаться и растягиваться (при деформациях).
Минусы: обязательно всегда нужно убирать окалины и остатки кислот, так как расплавленный цинк реагирует только на чистую поверхность металла.
Метод горячего цинкования Сендземира
Физика данного метода такова: берется полоса из стали, предварительно очищенная и пройдя печной отжиг, поступает по роликовым направляющим в емкость с расплавленным цинком. Потом, пройдя через этот жидкий металл, полоса покрывается ровным слоем цинка со всех сторон. Далее, на выходе из емкости, полоса, которая превратилась уже в рулон, проходит обработку в системе воздушных ножей. Под большим давлением, появляется сжатый воздух, который убирает лишний объем цинкового раствора и охлаждает сталь. На финише уже идет обработка, сушка, смотка. Еще, сокращенно, данный метод получил, название метод оцинкования рулонного метала. Положительные и негативные стороны данного метода следующие:
Плюсы: можно наносить покрытия большой толщины; однородность, стойкость, пластичность покрытия; 100% защита гладкого проката толщиной от 0.5 до 3 мм; производительность высокая.
Минусы: повышенная прочность. Это не очень удобно, когда металл подвергается отжигу, возникает прочность достаточно высокая и это усложняет работу. Это, обязательно, нужно учитывать.
Гальваническое цинкование
Тут все гораздо проще: берется гальваническая ванна, электроды которой подключены к сети постоянного тока (не переменного! это важно). Катод – обрабатываемая деталь, анод- цинка. Как только подается напряжение в электролите, заряженные частицы начинают двигаться, тем самым вызывая осаждения ионов цинка на покрываемый металл. Нужно помнить, что для каждого металла подбирается свой состав электролита и плотность тока. Часто данный метод называют электрохимическое цинкование. Перейдем к плюсам и минусам данного метода:
Плюсы: большой выбор цветов защитного покрытия; с точностью до 96% можно регулировать толщину осаждаемого цинка; производительность на высшем уровне
Минусы: цинк – электроотрицательный металл. Когда он осаживается на катоде, выделяется водород, который проникает в образуемое покрытие. Это хорошо для «толстых» металлов, но для тонкостенных опасно. Поэтому, к каждому металлу подбирают свой состав электролитов, используя при этом добавки, которые повышают буферную емкость. Также, при покрытии цинком металла, в электролитную ванну вводят специальные субстанции, повышающие электропроводность.
Термодиффузное цинкование
Для этого метода, желательно, знать и понимать термодинамические законы (изобарный процесс, изотермический процесс, изотопный процесс, изохорный процесс). Суть данного метода: берется барабанная камера, в которую помещают цинковую смесь и очищенные детали; выбирается диапазон нагрева, в капсуле поднимают температуру и начинают ее вращение. Следует помнить, что при нагреве 500 градусов по Цельсию цинк переходит сначала в жидкое состояние, а затем в газообразное, так как собственная температура плавления цинка 419 градусов по Цельсию. Дальше, частицы цинка проникают в поверхностный слой стали, концентрируются и образуют целостное и равномерное покрытие по всей поверхности. Один цикл равен приблизительно 3 часам. А сейчас рассмотрим 2 стороны медали данного метода:
Плюсы: отлично подходит для покрытия мелких деталей разных форм (с резьбой, с геометрий и т.д.); экономно расходует цинк; средний показатель производительности.
Минусы: ограничение размеров обрабатывающих деталей. Они должны строго помещаться в барабанную камеру.
Газотермическое напыление цинка
Сначала, расскажем об этом методе общее значение, а после саму физику. Вообщем, что за метод такой, газотермический? Для этого метода, цинк, который присутствует в составе проволоки, напыляется на поверхность изделия, который в обработке в составе газовой среды. Данная технология используется тогда, когда цинковый слой нужно нанести на «большие» изделия и для которых другие обработки не вариант. А теперь физика метода. Суть ее заключается в том, что частички расплавленного металла ударяются об поверхность, которая в обработке и тем самым формируют тонкий слой. Такое покрытие, в котором много больших пор хорошо комбинируется с нанесением лакокрасочных материалов.
Плюсы: возможность эксплуатировать в агрессивных средах (воздействие морской и пресной воды, постоянная влажность и другое).
Минусы: подходят для этого метода только крупногабаритные детали/изделия.
Холодное цинкование
Суть данного метода проста и логична: на обрабатываемую поверхность изделия наносится специальная цинкосодержащая смесь (обычно используют цинконол). С помощью валика или кисточки наносится данная смесь. С помощью цинконола можна получить на поверхности металла защитный слой, в котором содержится цинка 88-93%. Чаще всего, таким методом пользуются для покрытия защитного слоя труб, опоры линий электропередач, элементы железнодорожных путей и другие.
Плюсы: широкий температурный интервал. Холодное цинкование изделий выполняется в широком диапазоне температур и сформированное покрытие при этом отличается хорошей защитой, эластичностью.
Минусы: обязательно нужен растворитель для холодного цинкования; маленькая устойчивость к механическим воздействиям.
Подведем итог: мы рассмотрели металлофизику металла; узнали, что такое коррозии, повреждение, прочность металла; детально расписали шесть методов цинкования металла. Где же в Петербурге можно заказать цинкование металла любым из шести представленных методов? Все очень просто: в этом вам поможет лучшая компания в городе, которая уже «собаку съела» на данной процедуре – «СПбЗКИ». У нас вы можете заказать оцинковку деталей и целых металлических конструкций, которые используются в разных сферах производства.
Если вы действительно хотите защитить поверхность своего металлического изделия, смело можете набирать нас по телефонам, которые представлены на сайте для заказа цинкования вашего изделия. У нас демократичные цены и сотни положительных отзывов. Так что, ждем именно вашего звонка.
Источник https://center-sr.ru/blog/metod-cinkovky-metalla
Источник https://metall-lss.ru/chto-takoe-ocinkovka-i-kakie-preimushhestva-ona-dajot-metallu/
Источник https://spbzki.ru/stati/tsinkovoe-pokrytie-metalla-osnovnye-metody-i-ih-osobennosti.html
