Состав для хроматирования цинковой поверхности. Цинковое покрытие с хроматированием

Изучаем и испытываем защитное покрытие крепежа

Коррозия – это износ металла, происходящий под воздействием агрессивной внешней среды. В результате контакта открытой поверхности с газом или жидкостью возникает химическая реакция – окисление. Катализатором, ускоряющим этот процесс, становится воздействие высокой температуры, кислот и солей. Например, при контакте с морской водой или при сварке нержавеющей стали.

Любая сталь – это сплав, прежде всего, железа и углерода. В присутствии воды или влажного воздуха железо вступает в реакцию с кислородом. В результате на поверхности металла образуется хрупкая пленка из оксида железа. Видимые продукты коррозии, такие как ржавчина или патина, остаются на поверхности и защищают ее. При удалении ржавчины поверхность вновь обнажается, и коррозия продолжается.

В большинстве случаев коррозию нельзя выявить визуально, но коррозионное разрушение крепежа оказывает непосредственное влияние на прочностные характеристики конструкций.

Типы коррозионных повреждений крепежа

Соединение различных по составу металлов может приводить к гальванической коррозии крепежа. Она возникает, когда два разных металла находятся в присутствии электролита. Например, в условиях внешней агрессивной среды гальваническая коррозия может возникнуть при соприкосновении нержавеющего анкера со стальной арматурой, находящейся в бетоне. В результате их контакта создается типичный гальванический элемент, в котором наиболее активный из контактирующих металлов становится анодом, а менее активный – катодом. Анод осаждается на катод и в итоге разрушается с последующим образованием ржавчины.

Материалы, естественным образом выдерживающие коррозию, такие как нержавеющая сталь, тоже могут подвергаться ей вследствие внутренних и внешних напряжений металла. Такая коррозия называется стрессовой. Она возникает, когда напряженная при растяжении деталь помещается в коррозионную среду. При эксплуатации в подобных условиях целесообразно использовать стали с повышенным легированием.

Согласно ГОСТ 5272-68 существуют следующие типы коррозионных повреждений, характерных для строительного крепежа:

• атмосферная – коррозия, протекающая в условиях любого влажного газа;
• точечная – местная коррозия металла в виде отдельных точечных поражений;
• контактная (гальваническая) – электрохимическая коррозия, вызванная контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите;
• контактная (гальваническая) – электрохимическая коррозия, вызванная контактом металлов, имеющих разные стационарные щелевая – усиление коррозии в щелях и зазорах между двумя металлами, а также в местах неплотного контакта металла с неметаллическим коррозионно-инертным материалом;
• коррозия под напряжением – коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и постоянных или переменных механических напряжений;
• газовая – химическая коррозия металла в газах при высоких температурах.

Отличия нержавеющего крепежа

Для минимизации коррозии используют крепеж следующих видов:

• оцинкованный;
• оцинкованный с последующей пассивацией;
• из нержавеющей стали.

Оцинкованная сталь

Цинкование – самое распространенное антикоррозионное покрытие, использующееся для защиты от коррозии в атмосферных условиях и пресной воде при нормальных и низких температурах. При высоких температурах и в агрессивных средах потенциал покрытия меняется в сторону увеличения и может превысить потенциал железа.
Крепеж из оцинкованной стали используется в сухих внутренних помещениях и временных креплениях вне помещений.

Виды цинковых покрытий:

• гальваническое цинкование;
• горячее цинкование;
• термодиффузионное цинкование;
• механическое цинкование;
• цинкламельное покрытие.

Гальваническое цинкование создает покрытие толщиной 5-25 мкм.
Плюсы покрытия:

• высокая производительность;
• не нарушают резьбу изделий;
• хорошие декоративные свойства.

• низкая адгезия (любые пленки на поверхности покрываемых изделий в виде жировых или оксидных составляющих существенно ухудшают качество покрытия);
• экологически вредное производство;
• может привести к значительному снижению прочности креплений. Такая ситуация получается при проникновении водорода в металл, что приводит к водородному охрупчиванию. Это проявляется в образовании трещин внутри стали.

Крепления класса прочности больше 8.8 не рекомендуется подвергать электроцинкованию по причине опасности водородного охрупчивания. Их следует подвергать температурной обработке сразу же после электроцинкования с целью удаления водорода.

Некоторые электрооцинкованные изделия в каталоге компании-производителя крепежа «КМП-Трейд»:

от 19.98 руб.

от 26.40 руб.

от 3525.00 руб.

Горячее цинкование создает покрытие толщиной 25-150 мкм.
Плюсы покрытия:

• высокая коррозионная стойкость;
• высокая способность к самовосстановлению при механическом повреждении покрытия;
• возможность нанесения на крепеж повышенной прочности.

• низкие декоративные характеристики;
• на 20-40% дороже гальванической оцинковки;
• необходимость проведения специальной предварительной механической обработки крепежа (следует «обнизить» резьбу, оставив припуски для слоя покрытия);
• неравномерность нанесения цинка (при толщинах покрытия 40-60 мкм наплывы цинка могут достигать 1 мм). Этот метод не применяется для изделий диаметром менее 8 мм, поскольку цинк «забивает» мелкую резьбу.

Пример горячеоцинкованного изделия в каталоге компании-производителя крепежа «КМП-Трейд»:

от 28.43 руб.

Термодиффузионное цинкование создает покрытие толщиной 25-110 мкм.
Плюсы покрытия:

• не имеет пор и за счет диффузионного слоя создает прочную адгезионную связь с подложкой;
• процесс термодиффузионного цинкования осуществляется при температурах от 380 до 450°С, что исключает термическую хрупкость и снижение в результате низкотемпературного отпуска механических свойств высокопрочных сталей, из которых изготавливаются крепежные изделия;
• равномерность слоя без наплывов, точно повторяющего профиль цинкуемой поверхности, включая глухие отверстия, элементы сложной конфигурации, щели, полости, резьбу и т.п.

• отсутствие декоративных свойств (глухие тона, отсутствие блеска);
• относительно небольшая производительность, лимитируемая объемами камер для цинкования;
• наличие вредных для здоровья человека аэрозолей цинковой пыли при производстве.

Механическое цинкование создает покрытие толщиной 8-75 мкм.
Плюсы покрытия:

• экономия электроэнергии при производстве вследствие того, что операция происходит при комнатной температуре;
• возможность получения тонких (8-10 мкм) и толстых (15-75 мкм) цинковых покрытий;
• отсутствие водородного охрупчивания деталей;
• высокие декоративные свойства.

• сравнительно невысокая механическая устойчивость;
• невысокая точность нанесения;
• невозможность нанесения равномерного покрытия на изделия сложной формы.

Цинкламельное покрытие создает покрытие толщиной 4-100 мкм. Оно состоит из базового слоя и, при необходимости, одного или нескольких дополнительных слоев, придающих покрытию специальные свойства: фрикционные, декоративные, пластичные, стойкость к тепловым и механическим нагрузкам, химическую стойкость к агрессивным жидкостям. Базовый слой состоит из цинковых и других металлических чешуек, расположенных параллельно друг другу, и поверхности детали толщиной несколько десятых микрона, соединенных электропроводящим связующим компонентом.

• высокая коррозионная стойкость;
• высокая термостойкость;
• отсутствие водородного охрупчивания;
• сохранность резьбы и маркировок на крепежных изделиях за счет пластичности нанесенного покрытия;
• широкий выбор цветовой гаммы покрытий.

• низкая износостойкость покрытия (повреждения при ударах);
• неспособность выполнять протектирующие свойства на поврежденных участках.

Оцинкованная сталь с последующей пассивацией

Защитные свойства цинковых покрытий значительно усиливаются при обработке оцинкованных изделий в пассивирующих растворах. Практически весь гальванический цинк проходит такую обработку. Существует большое разнообразие конверсионных пленок на цинковых покрытиях: бесцветные, радужные (желтые), оливковые, черные, которые отличаются не только внешним видом, но и коррозионной стойкостью.

Обработка цинковых покрытий в растворах, содержащих соединения хрома (VI), получила название хроматной пассивации или так называемого желтого хроматирования, т.к. в состав образующихся конверсионных слоев входят хроматы – соли хромовой кислоты. Толщина конверсионного слоя составляет порядка 0,5 мкм.

К достоинствам желтого хроматирования следует отнести высокую коррозионную стойкость конверсионных слоев и способность к «самозалечиванию» пленки после механических повреждений.

Таким образом, у гальванических цинковых покрытий с желтым хроматированием коррозионная стойкость и долговечность в 2,5-3 раза выше, чем у гальванических цинковых покрытий без пассивации или с бесцветной пассивацией.

Следует отметить, что применение желтой пассивации ограничивается директивой Европейского Союза RoHS (Restriction of Hazardous Substances), ограничивающей использование шести веществ в новом электрическом и электронном оборудовании после 1 июля 2006 г.

Некоторые изделия с покрытием из желтого цинка в каталоге компании-производителя крепежа «КМП-Трейд»:

от 633.15 руб.

от 3592.00 руб.

от 1057.50 руб.

Нержавеющая сталь

Сталь становится нержавеющей (устойчивой к коррозии) при добавлении в нее металлов: хрома, никеля, марганца, титана и других. Меняя их соотношение в сплаве, получают разные по свойствам стали. По химическому составу делятся на три вида:

1. Аустенитные стали (Austenitic). Обозначаются буквой A. Не обладают магнитными свойствами. Содержат в составе 15-20% хрома и 5-15% никеля. Благодаря никелю материал пластичен, поэтому из такой нержавейки штампуются изделия сложной формы, ведь материал не ломается на сгибах, отличается прочностью, не намагничивается и обладает высочайшей стойкостью к коррозии. Сталь этой группы хорошо подвергается тепловой обработке и сварке. Марки стали из этой группы наиболее распространены в промышленном производстве и при изготовлении крепежа.
2. Мартенситные стали (Martensitic). Обозначаются буквой С. Могут обладать магнитными свойствами. В этих сплавах содержится до 18% хрома и до 0,5% углерода, они максимально прочны к воздействию агрессивных сред. Высокий процент углерода делает их прочными и твердыми. Такие сплавы находят применение в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении.
3. Ферритные (хромистые) стали (Ferritic). Обозначаются буквой F. Обладают магнитными свойствами. Это сплавы, содержащие более 20% хрома и до 0,15% углерода, значительно мягче, чем мартенситные, по причине малого содержания углерода. Хром образует на поверхности стали оксидную пленку, которая делает металл устойчивым к коррозии в агрессивных средах. Поэтому из ферритных сплавов делают элементы оборудования, которые контактируют с азотной или фосфорной кислотами.

Аустенитная	Мартенситная	Ферритная

Виды нержавеющих сталей:

• Нержавеющая сталь А1 – металлический сплав, основу которого составляет железо (не менее 97,1%). Используется, как правило, в механических и подвижных узлах. Из-за содержания серы до 0,04% сталь этого типа менее коррозионностойкая, чем других типов.
• Нержавеющая сталь А2 – металлический сплав, основу которого составляет железо (не менее 97%). Нетоксичная, немагнитная, незакаливаемая, устойчивая к коррозии сталь. Эта группа нержавеющих сталей наиболее распространенная. Сталь А2 легко поддается сварке и не становится при этом хрупкой. В результате механической обработки проявляет магнитные свойства (шайбы и некоторые виды шурупов). Используется в сырых помещениях и коррозионных условиях средней агрессивности вне помещений, пригодна для температур вплоть до -200°С. Непригодна для использования в кислотах и хлорсодержащих средах (например, в бассейнах и соленой воде). Ближайшие аналоги – AISI 304 и AISI 304L (с еще более низким содержанием углерода).
  В каталоге компании-производителя крепежа «КМП-Трейд» нержавеющий крепеж представлен отдельной группой товаров.
  Некоторые изделия из стали А2:

Состав для хроматирования цинковой поверхности. Цинковое покрытие с хроматированием

Изобретение относится к электрохимической обработке защитных металлических покрытий и может быть использовано для увеличения коррозионной стойкости оцинкованной стальной проволоки. Способ включает окунание оцинкованного изделия в хромсодержащий раствор, при этом перед окунанием дополнительно проводят электролитическое нанесение цинка на предварительно очищенную поверхность оцинкованного изделия с последующей промывкой и сушкой, а после хроматирования изделие сушат горячим воздухом. Технический результат: способ позволяет получить защитное покрытие, противостоящее воздействию коррозии в атмосфере, сильно загрязненной промышленными газами, и воздействию внешних нагрузок постоянного и переменного характера, обеспечивая тем самым эксплуатационную надежность и увеличение срока службы готового изделия.

Изобретение относится к электрохимической обработке защитных металлических покрытий и может быть использовано для увеличения коррозионной стойкости оцинкованной стальной проволоки.

Стальную проволоку оцинковывают для защиты ее от атмосферной и водной коррозии. Применяют оцинкованную проволоку для телеграфных линий связи, бронирования электрических кабелей, несущих тросов воздушных линий и т.п. В связи с этим проволока должна обладать высокими технико-эксплуатационными параметрами в части электрического сопротивления, механической прочности, коррозионной стойкости и срока службы.

Известен способ хроматирования оцинкованной стальной полосы, включающий горячее цинкование стальной полосы при температуре 430-450° С, естественное, а затем принудительное охлаждение до 90-150° С, окунание в раствор хромового ангидрида концентрацией 10-15 г/л при температуре ±80° С в течение 3,1-9,3 с, сушку подогретым до 60-70° С воздухом в паровом калорифере (статья В.Н.Денежкова. “Освоение технологии пассивации оцинкованной стальной полосы”, журнал “Сталь”, 1971 г., №3, с.247-248).

Недостатком известного способа является то, что получаемое покрытие не обладает достаточной коррозионной стойкостью вследствие химической неоднородности, вызванной наличием пузырьков водорода, образующихся на стадии цинкования стальной полосы при температуре 430-450° С. Кроме этого, на стадии цинкования образуется слой интерметаллидов, которые отличаются большой твердостью и хрупкостью, что сказывается на механической прочности покрытых изделий.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является способ хроматирования цинкового покрытия, при котором оцинкованные изделия окунают в хромсодержащий раствор, находящийся в ванне, имеющей катодные и анодные штанги, подключенные к регулируемому источнику тока, при этом на катодные штанги завешивают титановые пористые катоды, а на анодные — оцинкованные изделия и вспомогательный свинцовый анод, при этом плотность анодного тока составляет 0,05-0,15 А/дм2 (заявка РФ №93029208, “Способ хроматирования цинковых покрытий”, C 25 D 11/38, опубл. 10.03.1997 г.).

Хроматная пленка, получаемая при использовании известного способа, недостаточно твердая, быстро истирается, имеет повышенную химическую проницаемость и поэтому плохо защищает цинковое покрытие от коррозии.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является получение такого покрытия, которое надежно защищает проволоку от коррозии и имеет высокую механическую прочность.

Предложен способ хроматирования цинкового покрытия, включающий окунание оцинкованного изделия в хромсодержащий раствор, новым в котором является то, что перед окунанием дополнительно проводят электролитическое нанесение цинка на предварительно очищенную поверхность оцинкованного изделия с последующей промывкой и сушкой, а после хроматирования изделие сушат горячим воздухом.

Испытания показали, что наибольшая прочность сцепления электролитически нанесенного цинкового покрытия наблюдается тогда, когда связь между покрытием и подложкой осуществляется на атомном уровне, а кристаллическая решетка основного металла близка по своим параметрам к кристаллической решетке цинка. Эти условия соблюдаются при нанесении цинка на поверхность подложки, которой также является цинк. Дополнительное электролитическое нанесение цинка на очищенную поверхность оцинкованного изделия позволяет добиться улучшения качества поверхности и увеличения механической прочности получаемого цинкового покрытия. Предварительная очистка поверхности перед электролитическим цинкованием обеспечивает увеличение удельной площади соприкосновения покрытия с подложкой, что также увеличивает прочность сцепления.

Операции промывки и сушки обеспечивают удаление электролита с изделия, значительно сокращая время неконтролируемого осаждения цинка из прикатодной зоны на участке проволоки после выхода ее из ванны, препятствуют росту кристаллов покрытия и в результате обеспечивают образование мелкокристаллической плотноупакованной структуры. Более плотная упаковка способствует снижению пористости покрытия, что увеличивает его механическую прочность, повышает эксплуатационные свойства и срок службы проволоки.

При проведении поиска по патентной и научно-технической информации не обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критериям “новизна” и “изобретательский уровень”.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Оцинкованную стальную проволоку с бобины направляют в ванну электрохимической очистки поверхности. Применяемая для этого обезжиривающая жидкость может быть любой известной и применяемой в подобных случаях жидкостью, оптимальная температура которой для обезжиривания лежит в диапазоне от комнатной температуры до 90° С, а время от 30 до 180 с. Затем проволоку направляют в промывочную ванну с проточной водой для удаления с ее поверхности возможных загрязнений и/или обезжиривающей жидкости, оставшихся после очистки. Очищенную проволоку окунают в цинксодержащий раствор, находящийся в ванне, имеющей катодные и анодные штанги, подключенные к регулируемому источнику тока. Анодом является пластинчатый цинк, а катодом — сама проволока. Далее проволоку промывают проточной водой и сушат горячим воздухом. Для нанесения хроматной пленки проволока поступает в ванну с хромсодержащим раствором, содержащим активирующие процесс хроматирования анионы серной кислоты. Время, необходимое для завершения химической реакции окисления поверхностного слоя цинка с образованием хроматной пленки, требуемой толщины, определяется опытным путем, так как оно зависит от длины ванны и скорости прохождения проволоки через нее. После нанесения хроматной пленки проволоку сушат горячим воздухом и наматывают на бобину.

Оцинкованную стальную проволоку с бобины направляют в ванну, заполненную водным раствором, содержащим едкий натр. Рабочая температура раствора 40° С, катодная плотность тока 13-15 А/дм2, время нахождения проволоки в ванне — 30 с. После этого проволоку промывают проточной водой и направляют в ванну электролитического осаждения цинка. Процесс ведут в растворе электролита следующего состава: ZnSO4·7h3O – 400 г/л, Н3ВО3 — 35 г/л, Al2(SO4)3·18h3O — 30 г/л при катодной плотности тока 40 А/дм2 в течение 90 с. Далее следуют операции промывки проволоки проточной водой и сушки горячим воздухом. Затем проводят хроматирование в растворе следующего состава: СrО3 — 150 г/л, h3SO4 (d 1,84 г/см3) — 20 г/л, НNО3 (d 1,38 г/см3) — 48 г/л в течение 5 с (при этом d — плотность раствора кислоты). После нанесения хроматной пленки проволоку сушат воздухом, нагретым до 60° С, и наматывают на бобину.

Использование предлагаемого способа позволяет получить защитное покрытие, противостоящее воздействию коррозии в атмосфере, сильно загрязненной промышленными газами, и воздействию внешних нагрузок постоянного и переменного характера, обеспечивая тем самым эксплуатационную надежность и увеличение срока службы готового изделия.

Способ хроматирования цинкового покрытия, включающий окунание оцинкованного изделия в хромсодержащий раствор, отличающийся тем, что перед окунанием дополнительно проводят электролитическое нанесение цинка на предварительно очищенную поверхность оцинкованного изделия с последующей промывкой и сушкой, а после хроматирования изделие сушат горячим воздухом.

Состав для хроматирования цинкового покрытия

Изобретение относится к химической обработке защищенных цинковым покрытием деталей из стали. Раствор содержит компоненты при следующем соотношении, г/л: натрия бихромат 45,0-48,0, кислота серная 55,0-60,0, кислота азотная 390,0-400,0, соединения, содержащие фторид-ионы, 55,0-60,0, соединения, содержащие ионы аммония в пересчете на чистое вещество, 40,0-50,0, кобальт сернокислый 1,0-5,0. Изобретение обеспечивает высокую адгезию и декоративность покрытия, влагостойкость, коррозионную стойкость, высокую технологичность, способность к вторичному созданию пассивной пленки в случае механического повреждения покрытия.

Изобретение относится к растворам, предназначенным для химической обработки защитного гальванического цинкового покрытия, полученного из щелочного электролита, осажденного на детали из стали, и может применяться для пассивации цинковых покрытий, нанесенных на детали приборостроительной продукции, в частности для получения декоративного покрытия бесцветно-голубого цвета, способного ингибировать коррозию цинка.

Известны растворы, которые обеспечивают получение декоративного покрытия голубого цвета [В.B. Окулов. «Цинкование. Техника и Технология» М., «Глобус», 2008. — C.121-122]. Однако они имеют низкую коррозионную стойкость и устойчивость в атмосфере соляного тумана, кроме того, имеют высокую стоимость.

Раствор для хроматирования цинковой поверхности [патент RU №2006520, МПК C23C 22/24, публ. 30.01.1994] является ближайшим по составу аналогом к объекту заявляемого, принят за прототип и содержит (г/л): соединение хрома шестивалентного (Cr VI) — 2-12, кислоту азотную — 3-7, соединения, содержащие сульфат-ионы (SO42− ) — 1-6, триэтаноламин — 2-5.

Приготовление раствора осуществляется поочередным растворением каждого из компонентов в любой последовательности в рассчитанном количестве холодной воды. В качестве соединения хрома шестивалентного используется хромовый ангидрид или бихромат калия или натрия. Источником сульфат-ионов являются сульфат натрия или серная кислота. Кислотность рабочего раствора составляет pH 1-2. В процессе эксплуатации кислотность поддерживается на необходимом уровне корректировкой раствора серной или азотной кислотами. Оцинкованные детали обрабатываются в растворе хроматирования при температуре 15-30°C, в течение 0,5-1,0 мин.

После обработки детали промываются холодной водой и сушатся при температуре не выше 50°C. Полученное покрытие обладает высокой коррозионной стойкостью, вместе с тем не обеспечивает необходимую декоративность изделия.

В основу изобретения положена задача создать раствор для хроматирования, который будет пассиватором, образующий при взаимодействии с поверхностью цинкового покрытия дополнительный барьерный слой, состоящий из труднорастворимых соединений, с высокими адгезией к основанию и декоративностью, ингибирующий коррозию цинка, обладающий способностью к вторичному образованию пассивной пленки при механическом повреждении покрытия, высокой технологичностью и низкой себестоимостью его нанесения.

Поставленная задача достигается тем, что раствор, в который входят натрия бихромат, кислота серная, кислота азотная, соединения, содержащие фторид-ионы, соединения, содержащие ионы аммония, сульфат кобальта, имеет следующее соотношение компонентов, г/л: натрия бихромат 45,0-48,0; кислота серная — 55,0-60,0; кислота азотная — 390,0-400,0; соединения, содержащие фторид-ионы — 55,0-60,0; соединения, содержащие ионы аммония в пересчете на чистое вещество — 40,0-50,0, кобальт сернокислый — 1-5.

Процесс пассивации проводится при pH 1,0-2,0, температуре 15-30°C, в течение 5…10 с. Состав готовят последовательным смешением водных растворов.

Полученное покрытие имеет бесцветно-голубой цвет, обеспечивает высокую влагостойкость, высокую коррозионную стойкость при воздействии соляного тумана, способно ингибировать коррозию цинка. Испытания изделий с таким покрытием при относительной влажности 93% и температуре 40°C в течение 10 суток, а также испытания при воздействии соляного тумана (5%-ный раствор натрия хлористого) в течение 7 суток при температуре 35°C и относительной влажности 98% показали полное соответствие необходимым требованиям.

Раствор для хроматирования цинкового покрытия, содержащий азотную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит бихромат натрия, кислоту серную, соединения, содержащие фторид-ионы, соединения, содержащие ионы аммония, кобальт сернокислый при следующем соотношении компонентов, г/л:

Внешний вид цинка и браковочные признаки

Главная → Внешний вид цинкового покрытия после нанесения. Браковочные и небраковочные признаки

ВНЕШНИЙ ВИД ЦИНКОВОГО ПОКРЫТИЯ ПО ГОСТ 9.301-86 ПОСЛЕ НАНЕСЕНИЯ:

— Цвет цинкового покрытия светло-серый или серебристо-серый с голубоватым оттенком.

— Цвет цинкового покрытия с бесцветным хроматированием серебристо-серый или серебристо-серый с голубоватым оттенком. Допускаются незначительные радужные оттенки.

— Цвет цинкового покрытия с радужным хроматированием зелевато-желтый с радужными оттенками.

— Цвет цинкового покрытия с хроматированием хаки — оливково-зеленый с различными оттенками.

— Цвет цинкового покрытия с черным хроматированием черный или черный с зеленым оттенком. Допускаются серый и радужные оттенки на вогнутых участках деталей сложной конфигурации.

БРАКОМ ПО ГОСТ 9.301-86 НЕ ЯВЛЯЕТСЯ:

— Матовая поверхность после подготовки поверхности гидропескоструйной и металлопескоструйной очисткой, галтованием, травлением;

— Потемнение или ослабление интенсивности цвета хроматного покрытия на деталях после термообработки;

— Более темный или более светлый оттенок хроматного покрытия в отверстиях и пазах, на внутренних поверхностях и вогнутых участках деталей сложной конфигурации, местах сопряжения — неразъемных сборочных единиц, острых кромках, углах, местах контакта с приспособлением, между витками пружин с малым шагом;

— Матовые полосы вокруг отверстий;

— Единичные механические повреждения хроматного покрытия не более 2%. общей площади.

— Цвет цинкового покрытия с фосфатированием от светло-серого до темно-серого. Не является браковочным признаком незначительный белый налет в глухих отверстиях, пазах и т.п.

— Фосфатное покрытие на цинковом покрытии должно быть равномерным и плотным.

БРАКОМ ПО ГОСТ 9.301-86 ЯВЛЯЕТСЯ:

— Непокрытые полосы или пятна;

— Царапины, доходящие до основного металла;

— Загрязнения от масел, смазок или поверхностно-активных веществ — для покрытий, предназначенных для нанесения лакокрасочных покрытий

Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО «НПП Электрохимия» Любое копирование без прямой ссылки на сайт www.zctc.ru преследуется по закону. Текст статьи обработан сервисом Яндекс «Оригинальные тексты»

Состав для хроматирования цинковой поверхности

Изобретение относится к химической обработке защитных металлических покрытий и может быть использовано для увеличения коррозионной стойкости оцинкованных деталей на предприятиях машиностроения. Сущность изобретения: состав для хроматирования цинковой поверхности, содержащей соединение хрома шестивалентного, азотную кислоту и ионы сульфата, дополнительно содержит триэтаноламин. 1 табл.

Изобретение относится к химической обработке защитных металлических покрытий и может быть использовано на предприятиях машиностроения для увеличения коррозионной стойкости оцинкованных деталей.

В практике гальванической обработки изделий широко известна операция хроматирования цинковых покрытий, осуществляемая, как правило, в растворах хромсодержащих соединений в присутствии анионов-активаторов. Из описанных в литературе составов для хроматирования цинковых покрытий к заявляемому изобретению наиболее близок раствор, содержащий соединение хрома шестивалентного (хромовый ангидрид или бихромат калия или натрия) в количестве 4-35 г/л (в пересчете на Cr6+ 2-12 г/л), кислоту азотную в количестве 3-7 г/л и соединение, содержащее сульфат-ион (натрий сернокислый) в количестве 10-15 г/л (в пересчете на SO42- 3-6 г/л) (ГОСТ 9.305-84. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий, карта 81, состав 2, с. 145-146). К недостаткам данного раствора относится сравнительно быстрое изменение его состава в процессе эксплуатации, связанное с накоплением в нем цинка и хрома трехвалентного. Накопление вредных примесей приводит к ухудшению внешнего вида хроматных пленок, снижению их коррозионной стойкости и к выходу из строя раствора хроматирования. Частая замена раствора связана с необходимостью его нейтрализации, с дополнительными материальными затратами, усложнением обслуживания процесса. Целью изобретения является устранение указанных недостатков путем уменьшения растворения цинка и накопления хрома трехвалентного в процессе эксплуатации раствора хроматирования. Для достижения указанной цели в известный раствор хроматирования, содержащий соединение хрома шестивалентного, азотную кислоту и сульфатсодержащее соединение, дополнительно введен триэтаноламин, при этом содержание всех указанных компонентов должно быть в следующих соотношениях, г/л: Соединение хрома шести- валентного (в пересчете на Cr6+) 2 — 12 Кислота азотная 3 — 7 Соединение, содержащее сульфат-ионы в пересчете на SO42-) 1 — 6 Триэтаноламин 2 — 5 Приготовление раствора хроматирования осуществлялось поочередным растворением каждого из компонентов в любой последовательности в рассчитанном количестве холодной воды. В качестве соединения хрома шестивалентного использовался хромовый ангидрид или бихромат калия или натрия. Источником сульфат-ионов являлся сульфат натрия или серная кислота. Кислотность рабочего раствора составляла рН 1-2. В процессе эксплуатации кислотность поддерживалась на необходимом уровне корректировкой раствора серной или азотной кислотой. Оцинкованные детали обрабатывались в растворе хроматирования при 15-30оС в течение 0,5-1,0 мин. После обработки детали промывались холодной или теплой водой и сушились при температуре не выше 50оС. Для подтверждения преимуществ предлагаемого состава были приготовлены пять растворов хроматирования — один, взятый в качестве прототипа, и остальные в соответствии с заявленной рецептурой с разным содержанием триэтаноламина. Обработке в хроматирующих растворах подвергались плоские образцы из стали 08 КП поверхностью 1 дм2 с цинковыми покрытиями толщиной 6-9 мкм, полученными из электролитов цинкатного цинкования с добавкой НБЦМ при 3-4 А/дм2. Через растворы хроматирования пропускалось строго фиксированное количество образцов, выдерживаемых в растворах одинаковое время при равной кислотности и температуре. Накопление вредных примесей (цинка и хрома трехвалентного) в процессе работы растворов, а также изменение внешнего вида хроматных пленок показано в таблице. Как видно из результатов испытаний, введение в раствор хроматирования триэтаноламина в количестве 2-5 г/л уменьшает растворение цинка и накопление трехвалентного хрома примерно в 1,5 раза. Предложенный состав для хроматирования с триэтаноламином благодаря меньшему накоплению вредных примесей имеет увеличенный срок службы, сокращаются расходы на его приготовление и нейтрализацию. (56) Инженерная гальванотехника в приборостроении. М. : Машиностроение, 1977, с. 119. ГОСТ 9.305.84. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий, с. 145-146.

СОСТАВ ДЛЯ ХРОМАТИРОВАНИЯ ЦИНКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ, содержащий соединение хрома шестивалентного, азотную кислоту и ионы сульфата, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы состава, а также улучшения внешнего вида хроматных пленок, он дополнительно содержит триэтаноламин при следующем соотношении компонентов, г/л: Соединение хрома шестивалентного (Cr YI) 2 — 12 Азотная кислота 3 — 7 Соединение, содержащее сульфат-ионы (SO42-) 1 — 6 Триэтаноламин 2 — 5

Изобретение относится к области обработки металлических поверхностей , в частности к приготовлению раствора для нанесения металлоконверсионных покрытий, и может быть использовано в автомобиле-, приборо-, кораблестроении для защитной отделки изделий и в качестве подслоя при нанесении лакокрасочных материалов

Изобретение относится к области получения черных хромосодержащих пленок на цинке и оцинкованной стали

Изобретение относится к обработке кабеля с оплеткой, которая имеет слой цинка и к системе протяжки кабеля с оплеткой

Изобретение относится к области химической обработки поверхности алюминия и сплавов на его основе

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения покрытий, требующих последующей катодной обработки

Изобретение относится к способам пассивации меди и медных сплавов и может быть использовано для их антикоррозионной защиты в радиотехнической промышленности, приборостроении, авиационной промышленности и в других областях народного хозяйства для изделий, эксплуатируемых в различных климатических условиях

Изобретение относится к химической обработке защищенных цинковым покрытием деталей из стали. Раствор содержит компоненты при следующем соотношении, г/л: натрия бихромат 45,0-48,0, кислота серная 55,0-60,0, кислота азотная 390,0-400,0, соединения, содержащие фторид-ионы, 55,0-60,0, соединения, содержащие ионы аммония в пересчете на чистое вещество, 40,0-50,0, кобальт сернокислый 1,0-5,0. Изобретение обеспечивает высокую адгезию и декоративность покрытия, влагостойкость, коррозионную стойкость, высокую технологичность, способность к вторичному созданию пассивной пленки в случае механического повреждения покрытия.

Изобретение относится к химической обработке защитных металлических покрытий и может быть использовано для увеличения коррозионной стойкости оцинкованных деталей на предприятиях машиностроения

Хроматирование цинковых и кадмиевых покрытий

Каково назначение последующей химической обработки цинковых и кадмиевых покрытий (осветления и хроматирования) [c.152]

После осаждения цинковых и кадмиевых покрытий изделия подвергают осветлению в 20—30%-ом растворе азотной кислоты и хроматированию в растворах хромового ангидрида или бихромата натрия. Операции и осветления и хроматирования можно проводить как раздельно, так и одновременно. [c.172]

Осветление и хроматирование цинковых и кадмиевых покрытий [c.151]

Ниже приведены составы, г/л, ванн для хроматирования цинковых и кадмиевых покрытий [c.106]

Один из видов последующей химической обработки — хро-матирование. Хроматирование цинковых и кадмиевых покрытий, производимое в первую очередь для повышения коррозионной стойкости, действует очень эффективно на антифрикционные свойства и может намного повысить прочность при растяжении при знакопеременной нагрузке. [c.159]

В атмосфере, загрязненной оксидом серы (IV), а также в растворах, содержащих хлориды, коррозия цинка значительно усиливается. В условиях повышенной относительной влажности и температуры (тропические условия) цинк обнаруживает низкую коррозионную стойкость, при этом образуются рыхлые продукты коррозии. В отличие от цинка кадмий имеет повышенную коррозионную стойкость в тропических условиях и в растворах, содержащих хлориды. В индустриальной атмосфере скорость коррозии кадмия выше, чем цинка. Для повышения коррозионной стойкости цинковых и кадмиевых покрытий наиболее широко применяют хроматирование. [c.144]

Выпускаются концентраты для хроматировання под названием Ликопда, позволяющие получать иа цинковых и кадмиевых покрытиях хромагиые пленки с большим спектром цветовых оттенков. [c.68]

Недостаточная промывка хроматированных цинковых и кадмиевых покрытий может свести на нет весь окрашивающий эффект хроматирования. На стальных изделиях, черненых в горячих щелочных ванах, при недостаточной промывке в порах остаются частички отвердевшей массы, приводящей к образованию белого налета во время складирования. Это — лишь немногочисленные примеры последствий слабой промывки. На практике их сравнительно больше. [c.190]

Для сохранения внешнего вида и предохранения от коррозии после осаждения цинковых и кадмиевых покрытий изделия подвергают осветлению в 20— 30 %-ном растворе азотной кислоты и хроматирова-нию в растворах триоксида хрома или бихромата натрия с добавкой серной или азотной кислоты. Операции осветления и хроматирования можно проводить как раздельно, так и совместно. [c.151]

В ваннах 1 и 2 образуются толстые хроматные слои интенсивного желто-золотистого (ванна 1) или золотисто-красного (ванна 2) цвета. Обе работают при комнатной температуре от нескольких до десятков секунд. Недостаток этих ванн большая концентрация солей хрома, затрудняющих нейтрализацию сточных вод. Очень концентрированные растворы для хроматирования приводят к снятию 2—3 мкм слоя цинкового или кадмиевого покрытия. Этот может привести к полному удалению покрытия в углубленных местах, например, в отверстиях, где толщина цинка или кадмия очень мала. [c.106]

Промывка. После каждой подготовительной операции детали тщательно промывают водопроводной (питьевой) водой, чтобы освободить их поверхность от остатков загрязнений и химических реагентов. Для промывки применяют теплую воду (40—50 °С)—после операций обезжиривания, хромирования, горячую воду (70—90 °С —перед сушкой деталей (кроме хроматированных цинковых и кадмиевых покрытий) и воду при комнатной температуре — во всех остальных случаях. Промывку проводят одноступенчаткм или двухступенчатым противоточным и трехступенчатым противоточным (каскадным) способами. При выборе способа промывки следует учитывать экономное расходование воды и улучшение качества подготовки деталей перед покрытием. [c.280]

В табл, 21 приведены составы раствороз для хромагкрования, а также для одновременного осветления и хромати-ровання цинковых и кадмиевых покрытий. В растворе № I производится только хроматирование, а в растворах № 2—5 — одновременно осветление н хроматирование. [c.67]

После каждой подготовительной операции детали тщательно промывают в водопроводной (питьевой) воде, чтобы освободить их поверхность от остатков загрязнений и химических веществ. Для промывки применяют теплую воду (40—59 °С) — после операций обезжиривания, хроматирования, горячую воду (60—90 °С) — перед сушкой деталей (кроме хрома-тированных цинковых и кадмиевых покрытий) и воду комнатной температуры — во всех остальных случаях. Промывку проводят по одноступенчатому, двухступенчатому противоточному и трехступенчатому противоточпому (каскадному) способам. При выборе схемы промывки следует заботиться об экономном расходе воды и улучшении качества отмывки деталей перед покрытием. При противоточной промывке уменьшается расход воды в 5—6 раз по сравнению с одноступенчатой промывкой. [c.142]

Токсичность, дефицитность и высокая стоимость кадмия уже давно вызывают необходимость его замены или по крайней мере снижения потребления в гальванотехнике. Одним из вариантов решения этой задачи является применение вместо кадмия цинка с хроматированием его в растворе, содержащем добавку Ликонда ЗЛ (см. гл. 16). Другим путем служит использование электролитических сплавов, в которых наиболее приемлемой легирующей добавкой, по-видимому, может быть цинк. По данным, приводимым в работе [84], коррозионные испытания в атмосфере солевого тумана образцов покрытий с различным соотношением компонентов показали, что при содержании около 40 % цинка они равноценны кадмиевым покрытиям, а при увеличении его до 80 % превышают защитную способность кадмиевых покрытий. Относительно большей стойкостью против коррозии характеризуются покрытия, содержащие 83 % d и 17 % Zn. Сплав, содержащий 90 % d и 10 % Zn, несколько лучше защищает сталь от коррозии в промышленной атмосфере, чем цинковые покрытия, и значительно лучше, чем кадмиевые. Для осаждения сплавов, содержащих 80—86 % d, 20—14% Zn и 77—92 % d, 23— [c.130]

По внешнему виду — цвет светло-серый или серебристо-белый. Блеск и оттенок не нормируются. При хранении кадмированных деталей допускается потускнение поверхности кадмиевого покрытия. Хроматированное покрытие должно иметь цвет от золотисто-желтого до желтовато-зеленого с радужным оттенком. Темно-желтый или коричневый цвет не допускаются. Аналогично цинковым хроматированным покрытиям для кадмиевых хромати-рованных покрытий допускается отсутствие хроматной пленки в порах и раковинах литья, в сварочных швах и возле них, вблизи щелевых зазоров и малых отверстий. На хроматной пленке допускаются отдельные царапины и точки. Фосфатированные кадмиевые покрытия имеют цвет от светло-серого до темно-серого, равномерность цвета не нормируется. [c.52]

Виды покрытий заглушек цинковое с хроматированием, кадмиевое с хроматированием, химическое оксидирование по ГОСТ 9.306-85. Заглушки, работающие в масле и изготовленные из алюминиевого сплава или латута, выполняются без покрьггия. [c.820]

Хромирование. Цинкование

1. Хромирование

Электролитическое хромирование является эффективным способом увеличения износостойкости трущихся деталей, защиты их от коррозии, а также способом защитно-декоративной отделки. Значительную экономию дает хромирование при восстановлении изношенных детален.

Новым методом в совершенствовании электролитов является введение в электролит твердых неорганических частиц, которые, включаясь в покрытие, позволяют изменять его свойства, твердость, жаро- и износостойкость. В качестве добавки используют карбиды, бориды, нитриды, окислы, сульфиды и другие соединения. Этот метод используют и при покрытии никелем, медью, железом.

Обычно различают два основных вида электролитического хромирования:

1) Декоративное хромирование

2) Твердое хромирование

При декоративном хромировании слой хрома наносят на подслой другого металла, чаще всего никеля. При правильном ведении процесса электролитического осаждения никелевый подслой весьма надежно оберегает сталь от атмосферной коррозии, тогда как без него хромовое покрытие постепенно тускнеет. Поэтому обычно для получения декоративного нетускнеющего покрытия красивого оттенка очень тонкий слой хрома осаждают электролитически поверх никеля. Подобное тонкое хромированное покрытие обычно бывает пористым, что, однако, никакого вреда не приносит, так как защита обеспечивается лежащим под ним слоем никеля. Иногда вместо никеля осаждают медь как более дешевый коррозионностойкий подслой. Практикуют также нанесение двойного слоя: сначала никеля, а затем меди.

При твердом хромировании наносят сравнительно толстый слой хрома для того, чтобы использовать высокую твердость, износостойкость и малый коэффициент трения хромированного покрытия. В подобных случаях хром обычно осаждают прямо на основной металл без какого-либо промежуточного подслоя.

Факторы влияющие на внешний вид хромированного покрытия

Из раствора, содержащего лишь чистую окись хрома и воду, нельзя успешно осаждать хром. Качественный осадок получается только тогда, когда в ванне содержатся еще и свободные кислотные радикалы, которые, действуя как не расходуемые катализаторы, способствуя осаждению хрома на катоде.

Ученые всесторонне изучили вопрос изменения внешнего вида хромовых осадков, образующихся в стандартной ванне (250 г/л CrО3 и 2,5 г/л SO4), в зависимости от плотности тока и температуры ванны. Их результаты обобщены на рисунке.

Всю диаграмму можно поделить на четыре области. Область I охватывает низкие температуры и любую плотность тока. В этом случае осадки получались темноватыми и тусклыми, при более низких температурах они имели темно-коричневый или шоколадный оттенок. При высоких плотностях тока покрытия становились чешуйчатыми.

С точки зрения получения блестящих покрытий наибольший интерес представляет область II. При перемещении слева направо, т.е. с повышением температуры, осадки становились более блестящими. Максимальный блеск достигался на границе между областями II и III.

В области III, т.е. при температурах выше 60° С и плотностях тока больше 45-55 А/дм2, осадки тускнели и постепенно делались матовыми. В области IV хром совершенно не осаждался.

Процесс хромирования сопровождается интенсивным выделением кислорода и водорода. Над зеркалом ванны для хромирования всегда стоит туман из капелек электролита, который раздражает слизистые оболочки. Поэтому необходимо предусматривать меры для предотвращения загрязнения воздуха брызгами электролита в помещении в котором производится хромирование.

Хроматное покрытие — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Хроматное покрытие

Защита стали от коррозии более эффективна, если сочетать цинковые покрытия с алюминиевыми, оловянные или хромовые покрытия на жести — с последовательно наносимыми пассивными хроматными покрытиями. В зависимости от значения потенциалов металлов основы и покрытия, с учетом их анодной или катодной поляризации и коррозионной среды, выбирают анодный или катодный способ защиты поверхности. Эти покрытия создают различными способами. [16]

Хроматирование широко применяют так же для алюминия, как при его подготовке к окрашиванию, так и для получения самостоятельного декоративного покрытия. Желтое Хроматирование улучшает адгезию лакокрасочного покрытие к алюминиевой поверхности. Зеленые хроматные покрытия ( без окрашивания) часто можно видеть в Швеции на алюминиевых крышах. [17]

Радужный оттенок, вызванный хроматированием, можно удалить в осветляющей ванне, содержащей едкий натр ( — 20 г / л) за 5 — 10 с при комнатной температуре. После осветления необходима очень тщательная промывка. Осветление снижает в определенной степени защитные свойства хроматных покрытий и применяется в том случае, когда радужный цвет не приемлем. [18]

Хроматирование применяют на цинке, алюминии, магнии и латуни. Обработку проводят, используя водный раствор хромовой кислоты или хромата, часто содержащий другие добавки, например фосфорную и соляную кислоты. На поверхности образуется тонкое ( 0 1 — 2 0 г / м2 хроматное покрытие зеленого, желтого, черного или бледно-голубого цвета, которое заметно улучшает ее коррозионную стойкость. Хроматирование широко применяют для оцинкованной стали с целью защитить ее от образования белой ржавчины во время транспортировки и хранения. Его значительное неудобство состоит, однако, в том, что у работающих с некоторыми типами хроматированных материалов, может возникнуть аллергическая экзема в результате контакта с шестивалентным хромом. Другое неудобство состоит в том, что такие средства защиты от белой ржавчины труднее удаляются и могут впоследствии затруднить окрашивание. В настоящее время предпринимают значительные усилия чтобы разработать эффективную защиту против белой ржавчины, не имеющую недостатков свойственных хроматированию. [19]

Хроматные покрытия образуют окисную пленку, пассивирующую поверхность металла. Толщина хроматной пленки достигает 1 мкм. При хорошей подготовке поверхности металла и правильном проведении пассивации пленка получается беспористой и прочно сцепляется с основой. Хроматные покрытия иногда применяются в качестве подслоя перед нанесением лакокрасочных или других органических покрытий. Хроматирование используется для защиты алюминия, серебра, магния, кадмия, цинка. [20]

При обработке цинка или кадмия в подкисленном растворе бихромата наибольшая скорость роста пленки наблюдается в первые 15 — 20 с, после чего она уменьшается, а через 50 — 60 с рост пленки прекращается. Предельная толщина пленки зависит от температуры раствора, кислотности и содержания в нем ионов-активаторов. С учетом этого детали с пассивированным цинковым или кадмиевым покрытиями не следует промывать в горячей воде — при этом может произойти частичное растворение хро-матов, а сушка деталей при температуре выше 70 С способствует разложению компонентов пленки. При 120 С хроматное покрытие разрушается. [21]

Цинк-ламельное покрытие: революция в антикоррозионной защите

Ежегодно 10% производимых металлов приходит в негодность из-за ржавчины, что оценивается десятками миллиардов долларов. Это сопоставимо с годовым объёмом продукции крупного металлургического завода. Сберечь оборудование и избежать убытков поможет антикоррозионная защита металла.

Виды антикоррозионной защиты

Существует два основных вида антикоррозионной защиты:

1. Легирование. В обычную углеродистую сталь добавляют различные легирующие элементы: хром, никель, молибден, титан, бор и другие химические элементы, препятствующие окислению металла. В результате получаются стали со множеством специальных свойств. Наиболее распространённый вариант для крепежа – это нержавеющие аустенитные стали марок А2 и А4.
2. Антикоррозионное покрытие металла. На изделии создаётся барьерный слой, устойчивый к воздействию окружающей среды. Для этого используется краска, лак, эмаль, оксидная плёнка или металл – хром, никель, кадмий, а чаще всего цинк. Покрытие крепежа цинком или его сплавом называется цинкованием (оцинковкой) – это наиболее популярный и доступный способ защиты металлических изделий от ржавчины. ​

Типы цинкования

Самые популярные типы цинкования – гальваническое, горячее и термодиффузное и цинк-ламельное.

• Гальванический способ – это цинкование путём электролиза. Даёт наименее стойкое покрытие толщиной 4–20 мкм, не рассчитанное на жёсткие условия эксплуатации, из-за чего этот вид покрытия ещё называют декоративным. Выдерживает внешние воздействия класса С1. Из плюсов – яркий металлический блеск деталей (привлекательный внешний вид), низкая цена и возможность точно дозировать толщину покрытия. Из минусов – опасность водородного охрупчивания при гальваническом цинковании высокопрочных сталей (на крепеже класса прочности выше 8.8) и грязное с точки зрения экологии производство.

​

• «Горячее» цинкование – оцинковка металла путём окунания в ванну с расплавленным цинком при температуре около 460 °C. Простой, недорогой и надёжный способ нанесения защитного покрытия. Толщина цинкового слоя составляет 40-60 мкм, что позволяет выдерживать нагрузки классов С3 и С4. Главное достоинство – высокие антикоррозийные свойства (изделие прослужит до 50 лет). Даже при появлении царапин или сколов на поверхности защитные свойства покрытия будут препятствовать образованию ржавчины. Недостатком технологии является неравномерность толщины покрытия (наплывы цинка достигают 1 мм). Из-за этого её нельзя использовать для защиты деталей, требующих высокой точности изготовления (нельзя применять для крепежа меньше М8). В результате «горячего» цинкования детали получаются матовыми, без металлического блеска. ​

• Термодиффузное цинкование (шерардизация) – насыщение верхнего слоя металлического изделия цинком (термодиффузный слой). Достаточно сложная и дорогая технология нанесения защиты. Производится в разогретых вращающихся центрифугах с цинковой пылью. Температура в контейнере достигает 290–450 °C. Шерардизация позволяет получить толщину покрытия в диапазоне от 6 до 110 мкм, причём покрытие образуется ровное и беспористое, с высокой адгезией к подложке. Защитная способность такого покрытия в 3–5 раз выше, чем у гальванического, и сравнима с горячецинковым. Этот способ используется для защиты металлопродукции специального назначения, например, для деталей железнодорожного транспорта. К минусам стоит отнести небольшую производительность, лимитируемую объёмами камер для цинкования, ограничение размера деталей размером контейнера и отсутствие декоративных свойств у диффузионного покрытия (серые тона, отсутствие блеска).

Свойство/вид покрытия

Гальваническое цинкование

Горячее цинкование

Термодиффузионное цинкование

Цинк-ламельное покрытие

Толщина

Стойкость в соляном тумане до появления коррозии

Более 2000 часов

Достоинство метода

Позволяет обрабатывать детали сложной формы из тонкого металла, позволяет наносить покрытие на металл после операции сварки

Высокая коррозионная стойкость, для крупных деталей – высокая скорость нанесения покрытия

Мощная коррозионная защита и высокая адгезия к подложке (сцепление слоёв). Тонкий слой покрытия

Высочайшая коррозионная стойкость. Простота нанесения на детали сложной формы. Мягкие требования к толщине материала базы. Отсутствие водородного охрупчивания на высокопрочных изделиях. Высокая стойкость к перепадам температур и воздействию химикатов

Недостатки

Низкая коррозионная стойкость, длительное время нанесения покрытия, высокие требования к подготовке поверхности

Требования к минимальной толщине детали во избежание коробления вследствие высокой температуры при нанесении, сложность покрытия деталей средних и малых размеров

Небольшая производительность; ограничение размера деталей, на которые наносится покрытие; дороговизна и сложность технологии

Высокие требования к подготовке поверхности. Необходимость операции спекания в сушильном шкафу, что затруднительно для крупногабаритных деталей

Цинк-ламельное покрытие

Лучше всего из перечисленных видов цинкования от коррозии защищают «горячее» и термодиффузное. Однако у них есть недостатки: сложная и дорогая технология нанесения либо ограничения в типах и размерах деталей, которые покрываются цинком.

В 70-е годы прошлого века, когда развитие промышленности и строительства потребовало новых решений, инженеры стали искать альтернативные виды антикоррозионной защиты – технологически простые и максимально эффективные. Тогда в США разработали и запатентовали новую систему покрытия – цинк-ламельную. При малой толщине слоя (6-12 мкм) данное покрытие обеспечило высокую степень антикоррозионной защиты. Также эта технология препятствует охрупчиванию металла под воздействием водорода.

Свойства

Цинк-ламельное покрытие содержит до 80% цинковых чешуек (ламелей), 10% алюминиевых и связующую основу (акриловые, уретановые, эпоксидные и кремнийорганические смолы). Микроскопические чешуйки расположены параллельно, поэтому перекрывают друг друга, не оставляя «пробелов» на металлической поверхности, куда мог бы попасть кислород. Кроме того, скорость окисления алюминия ниже, чем цинка, поэтому цинк-алюминиевое покрытие в 3 раза устойчивее к коррозии, чем стандартное горячеоцинкованное покрытие.

Цинк-ламельное покрытие можно наносить не только на чёрный металл, но и на оцинкованную сталь, никель, алюминий, медь, нержавеющую сталь и другие металлы. При необходимости на базовое покрытие наносятся дополнительные слои, которые повышают коррозионную и химическую устойчивость, придают нужный цвет и увеличивают износостойкость.

Преимущества цинк-ламельного покрытия

Высокая коррозионная защита (более 2000 часов в камере соляного тумана до появления ржавчины)

Стойкость к перепадам температур

Высокая стойкость к воздействию химикатов

Контролируемый коэффициент трения, который позволяет регулировать момент затяжки

Отсутствие водородного охрупчивания на высокопрочных изделиях

Экологичность (отсутствие вредного шестивалентного хрома)

Широкая цветовая гамма

Надёжность в резьбовых соединениях

Способы нанесения покрытия

1. Распыление. Материал наносится на поверхность подготовленных деталей с помощью пистолета-распылителя вручную или на автоматизированной установке. Размер деталей ограничивается только возможностями условий подготовки и дальнейшей термообработки.
2. Погружение с центрифугированием. Детали загружаются в контейнер с покрывающим составом. Остатки удаляются в центрифуге. Применяется для мелких деталей.
3. Погружение с центрифугированием на оснастке. Детали фиксируются на оснастке, а затем вместе с ней погружаются в состав, центрифугируются и помещаются в печь. Применяется для особо ответственных деталей средних размеров.
4. Погружение с вытягиванием. Детали погружаются в жидкую среду покрытия, после этого плавно вынимаются. Применяется для покрытия крупных деталей.

Отметим, что перед нанесением покрытия детали тщательно готовят. Поскольку при травлении серной или соляной кислотой в структуру стали проникает водород и детали становятся хрупкими, для очистки изделия перед нанесением цинк-ламельного покрытия используется другой способ. Поверхность обезжиривается водно-щелочным раствором, затем окалина и ржавчина удаляются дробемётной обработкой – стальными микрочастицами в виде шариков, которые ускоряются в турбине.

Кроме того, после нанесения каждого слоя цинк-ламельного покрытия происходит процесс сушки-спекания: изделия поступают в печь, разогретую до 200 °С, 240 °С или 320 °С. Таким образом покрытие структурируется и образуется однородный, тонкий, адгезионно-прочный и сухой слой.

Применение цинк-ламельного покрытия

• Транспортное машиностроение

• Производство электрооборудования

• Нефтегазовая отрасль

• Агропромышленность

• Пищевая промышленность

• Производство горно-шахтного оборудования

• Железнодорожная отрасль

Цинк-ламельное покрытие обычно наносится на стальные болты, гайки, шайбы, шпильки, винты, саморезы, анкеры, пружины, детали из листовой стали, элементы конструкций и др. В ветроэнергетических установках такое покрытие наносится на детали с резьбой.

Цинк-ламельное покрытие особенно подходит для высокопрочных болтов, винтов, шпилек (класс прочности 10.9 и выше), высокопрочных гаек (класс прочности 10 и выше), деталей конструкций с пределом прочности более 1000 Н/мм² или твёрдостью по Викерсу более 320 HV, чтобы избежать водородного охрупчивания.

Вывод

Среди всех видов покрытия цинк-ламельное заметно превосходит аналогичные, выигрывая по физическим и эстетическим параметрам. Несмотря на то, что детали покрываются тонким слоем состава и полностью сохраняют свою форму, они на 100% защищены от коррозии, а металл – от проникновения водорода и охрупчивания. Такое покрытие выдерживает максимальный класс нагрузки – С5. Его просто наносить на детали сложной формы, а требования к толщине материала базы минимальны. Несмотря на очевидные преимущества цинк-ламельного покрытия, в России его пока используют предприятия, которые можно сосчитать по пальцам одной руки.

Заказать изделия с цинк-ламельным покрытием, а также ознакомиться с российскими и международными стандартами применения данного материала вы можете на сайте ЦКИ.

Выступление специалиста в области цинк-ламельных покрытий Максима Крепака в рамках VII специализированной конференции «Крепёж. Качество и ответственность».

Источник https://kmp-trade.ru/item/blog/korroziya_krepezha/

Источник https://pellete.ru/cink/cinkovoe-pokrytie-s-hromatirovaniem.html

Источник https://www.cki-com.ru/blog/zink-lamel/