Цинкование металла своими руками – обзор подходящих способов

Оцинковка металла в современном автомобиле – это возможность защитить поверхность кузова от коррозии. Цинкование металла своими руками в домашних условиях – вполне осуществимая задача.

Существуют определенные виды металла, которые при контакте с воздушной средой образуют защитную пленку на поверхности. Она оберегает материал от воздействия окружающей среды и предотвращает коррозию. На металле, который применяется для производства авто, пленка слабая, поэтому не способна защитить изделие от разрушений.

Что собой представляет цинкование

Все металлические элементы подвергаются в той или иной степени коррозийным процессам. Без этого не обойтись. И данный процесс можно только отсрочить. Именно с этой целью и используют обработку цинком. Такой выбор вещества не случайный. Выбор сделан на основе характеристик двух компонентов: стали и цинка. Цинк обладает более электроотрицательным зарядом, нежели сталь. При нанесении на металлические изделия цинкового покрытия между металлом и цинком образуется гальваническая связь. За счет этого под воздействием внешних факторов окружающей среды в реакцию вступает цинк. Химические реакции с участием стали замедляются. И так будет продолжаться до тех пор, пока цинковое покрытие не разрушится полностью.

В тех случаях, когда цинковое покрытие распадается, защита продолжает действовать. Связано это с тем, что цинк вступает в реакцию с кислородом воздуха. В результате химических процессов образуется гидроксид цинка. А данное вещество также обладает защитными свойствами. Таким образом, оцинковка металла продолжает работать.

Суть метода

Каким бы способом ни наносилась защита, суть его в том, что на металлическую поверхность, нестойкую к воздействию агрессивных факторов, наносится слой, способный предотвратить пагубные воздействия. Оцинковка своими руками или на производственной площадке – это формирование на изделии цинкового сплошного покрытия, которое, взаимодействуя с кислородом, образует прочную пленку. Именно она и защищает материалы от коррозии.

Способы цинкования

Цинкование металлических изделий является наиболее популярным способом борьбы с коррозией. Это обусловлено соотношением высокого показателя в результате испытаний и доступной стоимостью. Применяются следующие способы оцинковки металла:

• холодная;
• горячая;
• гальваническая;
• термодиффузионная;
• газотермическая.

Чтобы выбрать для себя наиболее подходящий вариант, необходимо сначала проанализировать условия, в которых будет эксплуатироваться изделие в будущем. Качество цинкования зависит от толщины покрытия, времени и температуры защиты. Оцинковка металла своими руками возможна только двумя способами: холодным и гальваническим. Стоит отметить, что долговечность обработанной таким образом детали будет зависеть от условий эксплуатации. Цинковый слой легко подвергается механическим воздействиям.

Горячий способ

Горячая оцинковка металла является наиболее практичным вариантом. Для обработки поверхности изделия используются химические реагенты. С их помощью металл подготавливают к основной части процесса. Именно из-за этого возникает экологическая проблема. Для проведения процесса используют расправленный цинк. Подготовленное изделие просто опускают в ванну с расплавленным цинком.

Для проведения данного процесса требуется специальное оборудование. Поэтому данный способ не подходит для того, чтобы оцинковать металл в домашних условиях.

Преимущества и недостатки

Теоретически покрытие цинком в домашних условиях металлических деталей возможно любым способом, но вопрос в другом — насколько целесообразен тот или иной метод при самостоятельном выполнении работ. Но цинковые покрытия максимально популярны, поскольку имеют следующие преимущества:

• они формируют надежную защиту металла от пагубного воздействия коррозии;
• внешний вид изделий эстетичен, поэтому многие дизайнерские элементы конструкций покрывают цинком: мебельная фурнитура, интерьерные детали автомобилей и другое;
• цинковое покрытие экологичное, безвредно для здоровья человека и показывает лучшие защитные параметры в сравнении с другими материалами.

Термодиффузионный метод

Оцинковка металла данным способом предполагает проникновение атомов цинка в структуру металлического изделия с образованием железоцинкового сплава со сложной структурой. Весь процесс происходит при очень высоких температурах. При температуре более 2600 градусов цинк переходит в газообразное состояние. Замкнутое пространство, где расположены металлические изделия, заполняют цинксодержащим порошком. Подходит способ для нанесения слоя, толщина которого превышает 15 мкм. Полученное защитное покрытие по устойчивости можно сравнить со слоем, нанесенным горячим методом. Из-за необходимости создания определенных условий метод не подходит для самостоятельной реализации.

Методы обработки в промышленных условиях

Создать дополнительную защиту от коррозии можно несколькими способами, например, покрыть изделия оловом или цинком. Оцинкование материала – довольно простая задача и ее легко можно сделать своими руками. Обработка деталей, например, для машины, защитит поверхность изделий от прямого контакта с воздухом, что предотвращает окисление поверхности. Обработка металла цинком возможна несколькими способами:

• Горячее и холодное цинкование.
• Гальваническое.
• Газо-термическое.
• Термодиффузионное.

При обработке материала одним из этих способов, длительность и температура процесса влияют на толщину формируемого слоя защитной поверхности.

Технология горячего цинкования

Такой способ обработки металла – один из самых эффективных. Цинк долгое время остается на поверхности и надежно защищает от коррозии. Недостаток такой обработки в том, что эта технология вредна для окружающей среды, поскольку материал обрабатывается химическим путем. Цинкование металла горячим способом состоит из нескольких последующих процессов:

• Подготовка. Поверхность деталей необходимо обезжирить, а затем выполнить травление металла.
• Обработка. Деталь для машины после подготовки необходимо промыть и высушить.
• Цинкование. Изделие опускают в бак, где находится расплавленный цинк.

Этот способ обработки, несмотря на его эффективность, обладает существенными недостатками:

• Оцинковка металла требует специального оборудования и емкостей.
• Невозможность обработки изделий больших размеров, например, кузова авто.

Технология холодного цинкования

Оцинковать элементы автомобилей данным способом довольно просто. Обработка поверхности осуществляется при помощи специальной краски, содержащий цинк. Поверхность металла окрашивается краской с цинком обычным методом покраски: кистью, валиком или краскопультом.

Использование порошковой краски, содержащий цинк, и распылителя упрощает цинкование автомобиля. Краскопульт позволяет обработать полностью всю поверхность кузова, в том числе и труднодоступные места. Такой метод чаще всего используется для нанесения защитного покрытия на изделия, которые сложно обработать горячим способом. Кузов авто – именно такой случай. Этот метод также применяется для обработки уже ранее оцинкованного металла.

Технология гальванического цинкования

Гальваническое нанесение цинка подразумевает под собой обработку металла с помощью электрохимического воздействия. Обработка таким методом позволяет добиться на поверхности изделия гладкого и тонкого защитного слоя. Чтобы цинк закрепился на поверхности, например, кузова авто, изделия помещают в специальную емкость, в которой расположена цинковая пластина. После этого в емкость подводится электричество, в результате чего цинк с поверхности пластины переходит на корпус машины, образуя защитный слой.

К недостаткам этого метода относится его дороговизна в сравнении с другими методами нанесения защитного слоя. Кроме этого, такая обработка является грязной и на очистку сточной воды также требуются большие затраты.

Метод газо-термического цинкования

Этот способ нанесения защитного стоя отлично подходит для кузова больших автомобилей, которые невозможно обработать с помощью обычных способов.

Цинк наносится на поверхность кузова авто с помощью сильного газового потока. Применение этого метода требует последующее нанесение краски, поскольку цинк ложится на поверхность неравномерно, не заполняет всю поверхность автомобиля. Но, несмотря на это, такой способ создания защиты обеспечивает надежное покрытие. Оно защищает авто как от воздушного воздействия, так и обеспечивает надежную защиту от коррозии во влажных условиях.

Метод термодиффузионного цинкования

Оцинковка кузова авто данным методом сопряжена с использование высоких температур. При температуре примерно в 2,6 тысячи градусов цинк расщепляется на атомы, которые оседают на деталях машины. Преимущество метода в том, что с помощью него можно добиться толстого защитного слоя.

Процесс нанесения защитного материала на кузов машины осуществляется в специальной закрытой камере. На изделие наносится порошковый цинк, после чего происходит нагрев всей камеры. Это можно осуществить только в промышленных условиях, поэтому выполнить нанесение цинка своими руками дома у вас не получится.

Применение такого метода безопасно для окружающей среды и позволяет провести оцинкование отличного качества. Цинк ложится на поверхность машины толстым слоем, что надежно защитит металлические изделия от коррозии. Недостаток у способа только один – его высокая цена.

Газотермический способ

При данном способе цинк, находящийся в форме порошка, потоком воздуха распыляют по поверхности металлических изделий. Перед распылением вещество расплавляется за счет высокой температуры и уже в таком состоянии опускается на детали. Оцинковка металла подобным способом характерна для тех случаев, когда изделия из металла обладают большими габаритами.

Особенностью способа является то, что защитный слой обладает большим количеством пор. Для их заполнения изделие покрывается лакокрасочными материалами. Этот слой из двух материалов способен сохраняться в течение 30 лет. Данный способ нельзя реализовать в домашних условиях.

Составы для холодного цинкования металла — технология нанесения антикоррозионного покрытия

На специализированных сайтах можно найти только положительные отзывы по результатам холодного цинкования в домашних условиях. Все делается качественно и надежно, а главное, намного дешевле, чем в заводских условиях.

Подготовка к холодному цинкованию

Холодное цинкование металла проводят довольно простым способом, поскольку для этого не требуется спецоборудование и сложная процедура. Фактически, этот процесс похож на покраску. На металлическую поверхность наносят цинкосодержащий состав, создающий непроницаемую влагозащитную пленку.

Создать защиту можно только специальным составом, основой которого является цинк. Состав для холодного цинкования специалисты называют «цинконаполненной краской» или сокращенно ЦНК. Наиболее известной среди таких красок стал «Гальванол», который доступен по цене и наносится просто на ржавчину. Но химическое производство не стоит на месте, поэтому периодически на рынке появляются новые составы для холодного цинкования. Их можно купить по разумной цене, чтобы завершить начатое дело и спасти металл от окончательного разрушения.

Как правильно выбрать ЦНК?

Покупая ЦНК, необходимо учесть, что ГОСТ определяет для краски, которая используется при холодном цинковании, количество чистого цинка – 94% и не меньше! Чтобы избежать подделки не ориентируйтесь на цвет краски – все ЦНК серого матового оттенка. Надо обратить внимание на процент содержания цинка, стоимость, гарантийный срок использования, время, отведенное для высыхания, плотность краски, которая должна быть не меньше 2,2 кг на литр, а также температурные условия нанесения краски на поверхность.

Холодное цинкование в домашних условиях

Существует также цинкование холодное. Оцинковка металла таким способом подразумевает нанесение на металлическое изделие цинка в виде краски. Производители предлагают широкий выбор данных средств. И основные показатели составов (к примеру, массовая доля цинка в веществе) могут сильно отличаться друг от друга. Становится понятно, что эффект от обработки также будет разным.

Средства для цинкования обладают рядом особенностей. Одни требуют высокого качества подготовки изделия. Вторые обладают невысокими адгезионными способностями, из-за чего после высыхания начинают отслаиваться. Третьи после нанесения покрываются «паутинкой» из трещин. Четвертые могут работать совместно только с растворителями конкретного вида. Пятые требуют нанесения специального оборудования.

Данное средство является двухкомпонентным. Поэтому перед нанесением два вещества (порошок и связующее) необходимо смешать между собой. Делают это в соотношении 3 к 1 или 1 к 1. Весь процесс должен проводиться только в определенных условиях. Температура воздуха должна быть положительной и находиться в пределах от 5 до 40 градусов. При этом влажность воздуха составляет от 30 до 98%. Помещение, в котором осуществляется процесс, должно обладать хорошей вентиляцией. После работы оно должно быть тщательно проветрено. Средство наносится в два слоя с интервалом примерно в 30 минут. Спустя сутки изделие можно покрывать лакокрасочными составами. При проведении цинкования необходимо соблюдать правила техники безопасности. Все работы проводятся с использованием средств индивидуальной защиты.

Гальванический метод

Оцинковка металла в домашних условиях может проводиться гальваническим способом. Для этого изначально изделие необходимо очистить. После этого деталь опускается на несколько секунд (от 2 до 10) в серную кислоту. После этого изделие промывается в воде. На этом подготовка к анодированию считается завершенной. Для установки под цинкование необходимо выбирать посуду из инертных материалов, к примеру, стекла. Тара подбирается таким образом, чтобы туда вмещалась деталь с закрепленным на ней электродом.

Источником тока будет зарядное устройство на 6-12 В и 2-6 А. Далее подготавливается электролит – раствор любой соли, растворяемой в воде. На практике лучше брать соль цинка. Можно взять разведенную серную кислоту (как в аккумуляторе) и добавить туда цинк. В результате химической реакции кислота превратится в нерастворимую соль и выпадет в осадок. А цинк останется в растворе. Осадок нужно удалить, просто процедив раствор.

Цинковый электрод делают из кусочка цинка, закрепленного на медной проволоке. От зарядного устройства «минус» подводят к детали, а «плюс» – к цинку. Таким образом, цинковый электрод растворится, а все атомы цинка осядут на детали.

Какие виды цинкования металла?

Под оцинковкой понимается нанесение на поверхность металла покрытия, на 95 процентов состоящего из цинка. Цинкование выполняется различными способами, каждая технология имеет свои преимущества и недостатки.

Стальные изделия подвержены коррозии, особенно если речь идет о применении в условиях высокой влажности. Оцинкованная стальная деталь надежно защищена от коррозии.

Способы цинкования металла

Покрытие вместе с металлом образует гальваническую пару, где цинк по сравнению со сталью имеет большую степень электроотрицательного заряда. Соответственно, коррозии подвергается цинк, а реакции стали практически отсутствуют. Антикоррозийная защита металла будет держаться, пока цинковое покрытие не разрушится.

Существует несколько технологий цинкования. Некоторые технологии допускают оцинковку своими руками с получением приемлемого по качеству результата.

Существуют следующие способы цинкования металла:

• холодный;
• горячий;
• гальванический;
• термодиффузионный;
• газотермический.

При применении стальных конструкций, на поверхность которых нанесен слой цинка, нужно помнить, что их нельзя подвергать сильным механическим воздействиям, поскольку защитное покрытие из металла отличается высокой хрупкостью и может разрушиться.

Рассмотрим разные виды цинкования металла.

Способ горячей оцинковки

Горячее цинкование металла позволяет добиться максимального качества изделий и обеспечить их долговечность. Этот метод имеет ключевой недостаток — его реализация подразумевает использование химических реагентов для обработки поверхности, а процедура выполняется в расплавленном цинке.

Горячий метод оцинковки стали включает подготовку поверхности изделия и собственно процедуру покрытия металла цинком.

Шаги для подготовки обрабатываемой поверхности:

• очищение;
• обезжиривание;
• нанесение кислотных растворов;
• промывка и флюсование;
• просушивание поверхности.

Недостаток этого способа: размеры изделий ограничиваются габаритами ванны с расплавленным цинком. Такой способ практикуется на крупных производственных мощностях при работе с опорами ЛЭП, строительными лесами или мачтами освещения.

Способ подразумевает большие трудозатраты и использование сложного оборудования, поэтому для домашних условий не подходит.

Холодное цинкование стали

Технология холодного цинкования заключается в нанесении на поверхность изделия цинкосодержащей смеси, например, цинконола. Наносить ее нужно валиком или кисточкой.

Если нужно покрыть конструкции сложной формы или труднодоступные места, то можно использовать краскопульт. Благодаря специальным составам на поверхности образуется защитный слой, состоящий более чем на 90 процентов из цинка.

Этот способ оцинковки единственно приемлем для обеспечения антикоррозийной защиты конструкций, которые иным способом оцинковать невозможно. Например:

• смонтированные трубы;
• элементы ж/д путей;
• опоры линий электропередач и прочие конструкции в стационарном или смонтированном варианте.

Оцинковка изделий из стали холодным методом выполняется в широком температурном диапазоне, сформированное покрытие имеет высокую защиту, эластичность, устойчивость к механическим воздействиям и температурным перепадам.

Холодное цинкование имеет свои минусы. Например, сформированное покрытие имеет недостаточно высокую устойчивость к механическим воздействиям, также нужно строго соблюдать технику безопасности, если процедура предусматривает применение органических растворителей.

Гальванический метод оцинковки

С помощью такого цинкования можно регулировать толщину защитного слоя, при этом слой равномерный и обладает высокими декоративными качествами. Металл и цинк во время оцинковки соединяются на молекулярном уровне, покрытие обладает высокой адгезией с основным материалом. На степень адгезии влияет наличие на поверхности окисных и жировых пленок, которые удалить практически невозможно.

Гальваническое цинкование проводится следующим образом:

• конструкция и цинковые пластины помещаются в электролитический раствор, затем к стенке ванны и пластинам подключаются положительный и отрицательный контакты источника тока;
• благодаря разности потенциалов пластины растворяются в электролите, а молекулы цинка оседают на поверхности изделия и образуют однородный защитный слой.

Ключевым преимуществом данного метода является то, что таким способом на поверхности формируется защитный слой, имеющий особые декоративные характеристики. Толщину слоя можно регулировать. Но имеет метод и свои недостатки. В частности, это высокая себестоимость.

Технология термодиффузионного цинкования

Суть метода в том, что деталь вместе с сухой смесью на основе цинка помещается в герметичный контейнер, где создается температура около 2600 градусов. При такой температуре цинк переходит в газообразное состояние, соответственно, процесс диффузного проникновения атомов цинка в поверхностный слой изделия ускоряется. Данная технология цинкования применяется в случаях, когда на поверхности металла нужно сформировать защитный слой толщиной от 15 мкм.

Подготовка металлических изделий для термодиффузионного покрытия цинком не отличается от горячего способа. Преимущества этого способа:

• процесс проходит в герметичном контейнере, соответственно, отличается экологичностью;
• почти целиком отсутствуют поры на защитном покрытии, имеющем высокую адгезию по отношению к поверхности;
• покрытие получает высокую степень защиты;
• сохраняются сложные геометрические формы и параметры изделий, покрытых цинком;
• полученные отходы не нуждаются в специальной утилизации.

Недостатки термодиффузионного способа:

• готовое покрытие не имеет металлического блеска и обладает грязно-серым оттенком;
• низкая производительность;
• цинковая пыль в воздухе во время работы может нанести вред организму;
• цинковое покрытие по толщине неоднородное.

Газотермическое напыление

Газотермический способ цинкования подходит для покрытия цинком объемной детали или листа металла. Его суть в том, что цинк, находящийся в виде сухой смеси либо проволоки, напыляется в составе газовой среды на поверхность обрабатываемого изделия. Технология применяется для нанесения слоя цинка на крупногабаритные изделия, которые иначе обработать невозможно.

Процесс покрытия цинком:

• частицы расплавленного металла наносятся на обрабатываемую поверхность, формируя тонкий слой с чешуйчатой структурой;
• на пористое покрытие наносятся лакокрасочные материалы. Созданный за счет комбинирования слой защищает изделие и позволяет ему долгое время использоваться в условиях высокой влажности, постоянного воздействия пресной или морской воды и других агрессивных средах.

Параметры покрытий из цинка, наносимых перечисленными выше способами, устанавливаются соответствующим ГОСТом. Как уже говорилось, некоторые виды цинкования можно проводить самостоятельно в домашних условиях. Это касается технологии холодного цинкования или электрохимического способа.

Чтобы самостоятельно выполнить оцинковку электротехническим способом, нужно тщательно подготовить поверхность обрабатываемого изделия. Подготовка включает:

• очистку;
• обезжиривание;
• кислотное протравливание;
• промывку под проточной водой.

При выполнении оцинковки своими руками нужно учесть, что на качество и толщину покрытия влияют следующие факторы:

• плотность тока на единицу площади изделия;
• температура электролитического раствора;
• температура электролита;
• геометрия и сложность формы изделия.

Оцинковка металлов позволяет замедлить процесс коррозии изделий. Способы цинкования зависят от условий эксплуатации изделий. Оцинковать материалы можно в домашних условиях.

Гальваническое цинкование

При комнатной температуре цинк почти не реагирует с химическими элементами, при нагреве более +225°С скорость окисления критически возрастает. По мере увеличения толщины коррозионной пленки окислительные процессы замедляются. Гальваническое цинкование защищает от коррозии изделия из железа, никеля, меди и прочих металлов.

Виды и технологии цинкования

В настоящее время антикоррозионное цинкование производится несколькими способами. Конкретный метод выбирается с учетом назначения и размеров деталей и технологических возможностей предприятия и наличия оборудования:

1. Холодное цинкование. Процесс покрытия осуществляется в результате электрохимических реакций, адгезия обеспечивается за счет молекулярного притяжения. Для защиты от коррозии поверхности покрываются специальными красками большим процентным содержанием высокодисперсного цинка. Наиболее простотой и доступный метод, имеет широкое распространение во время изготовления товаров народного потребления и металлоконструкций быстровозводимых зданий.
2. Горячее цинкование. По частоте использования располагается на втором месте среди всех способов, а по качеству покрытия занимает лидирующие позиции. Недостатки – большие энергетические потери, вредное влияние на окружающую среду. Подготовленные детали погружаются в специальные ванны с расплавленным цинком, после выдержки вынимаются и оставляются в подвешенном состоянии для удаления излишков и остывания.
3. Гальваническое цинкование. Технические параметры отвечают требованиям ГОСТ301-86, толщина покрытия до 30 мкм. Во время процесса цинк переходит из анода на поверхность изделия, для придания заданных свойств для покрытия применяются различные по химическому составу электролиты. Недостаток метода – сложность очистки технологических составов.
4. Газо-термическое цинкование. Один из сложных методов, цинк расплавляется в нагретом газовом потоке и направляется на поверхность обрабатываемых деталей. Используется для обработки элементов промышленного назначения с большими линейными размерами. Осадки пористые, для увеличения защиты от коррозионных процессов требуется дополнительное покрытие слоя цинка.
5. Термодиффузионное цинкование. Один из разновидностей горячего цинкования. Покрытие происходит за счет проникновения атомов цинка в сталь, образуется сложная структура железоцинкового сплава. Преимущества: детали обрабатываются в замкнутых пространствах, что минимизирует вредное воздействие на окружающую среду, покрытие ровное без микропор, толщина нанесения цинкового покрытия колеблется в широких пределах.

На сегодняшний день для цинкования используется до 40% общей добычи металла, это наиболее используемый метод антикоррозионной защиты металлических поверхностей.

В связи с тем, что потенциал цинка отрицательнее, чем имеет сталь, чугун и железо, защита происходит электрохимическим путем. При воздействии летучих продуктов синтетических смол, олиф и хлоридсодержащих углеводородов покрытия гальванического цинкования быстро разрушаются.

Для увеличения коррозионной стойкости после цинкования изделий выполняется специальная химическая дополнительная обработка в растворах хромовой или фосфорной кислоты.

Сравнительная характеристика применяемых электролитов

Для гальванического цинкования применяются простые и сложные электролиты. К первым относятся хлоридные, сульфатные, борфторидные и прочие.

Ко вторым относятся аммонийные, цианидные, аминонокомплексные и цинкатные электролиты, для улучшения могут добавляться различные добавки и присадки.

Цинкование гальваническое в простых электролитах происходит при довольно низкой поляризации катода, в сложных электролитах поляризация имеет значительные величины. Осадки цинкования в кислых растворах с крупнокристаллической структурой.

Качество улучшается после введения различных добавок. В сложных электролитах покрытие мелкокристаллическое, плотное, имеет повышенные эксплуатационные показатели. Конкретный способ цинкования подбирается с учетом условий эксплуатации изделий и технических возможностей предприятия.

Низкие показатели рассеивающей способности простых электролитов ограничивают цинкование деталей со сложными геометрическими формами. Осаждение цинка из сложных растворов происходит при высокой рассеивающей способности, они дают равномерное покрытие на сложных поверхностях.

Кислые (простые) электролитыДля процесса требуется специальное оборудование гальванического цинкования, ванны изготавливаются из устойчивых пластиков, размеры ванн регламентируются государственными стандартами, при желании заказчика могут корректироваться с учетом особенностей производственных помещений.

В зависимости от того, какие размеры и планировку имеет цех гальваники, предусматривается возможность монтажа линий или отдельных рабочих зон для гальванического цинкования:

1. Сульфатные электролиты. Главный компонент – сульфат цинка, оптимальная концентрация не менее 200 мг/л. Для непрерывно двигающихся деталей цинкования концентрация может повышаться до 700 мг/л. Сульфатные растворы просты в работе, нетоксичны, отличаются высоким выходом по току. За счет этих показателей цинкование гальваническое в сульфатных электролитах получило широкое распространение во время обработки деталей простой конструкции. Для стабилизации кислотности в состав добавляются специальные добавки.

Первый электролит применяется для цинкования во вращающихся установках, второй для гальванического цинкования с блестящими покрытиями, третий для покрытия цинком листового проката и проволоки.

Хлоридные электролиты для гальванического цинкования. Несмотря на высокую проводимость по току применяются намного реже. Причина – получить химически чистый хлорид цинка технологически трудно, а в остальных марках соли присутствует большое количество недопустимых примесей.

Борфторидные электролиты цинкования. Главный компонент – борфторид свинца, для повышения показателей электропроводности добавляются соли натрия, структура поверхности улучшается за счет добавок состав ПВА.

На выход по току большое влияние оказывает режим работы оборудования. Нанесение цинкового покрытия должно производиться при температуре +20°С. Масса цинка зависит от времени осаждения и концентрации раствора.

Режим цинкования и состав борфторидных электролитов.

Большое влияние на качество осадков оказывает режим работы гальванических ванн.

Температурные параметры электрохимических процессов контролируются автоматических, процентное содержание цинка проверяется по окончании каждой рабочей смены. Добавление в растворы органических веществ позволяет получать блестящее гальваническое цинкование.

Работы на оборудовании разбиваются на отдельные этапы, соблюдение рекомендованных параметров каждого из них обеспечивает надлежащее качество покрытий.

Раствор цианида натрия готовится отдельно при обязательном соблюдении правил техники безопасности производства работ на промышленном оборудовании. После подготовки цианида натрия в раствор небольшими порциями при постоянном перемешивании вводится гидроксид натрия.

На завершающем этапе приготовления электролит разводится дистиллированной водой до получения расчетной концентрации цинка. Цинкование гальваническое в растворе производит значительно меньше примесей, при необходимости они удаляются электрохимическим путем по мере накопления.

Принципы гальванического цинкования в цинкатных электролитах отличаются по показателям плотности тока. Диссоциация компонентов происходит ступенчато, для осаждения необходимы высокие значения катодной поляризации.

Поверхность изделия имеет губчатую структуру и темный цвет из-за микрочастиц, появляющихся за счет электрохимического растворения в щелочной среде цинковых анодов. Для устранения проблемы в раствор добавляются соединения четырехвалентного олова.

Допускается в тех же целях использовать трилон Б, полиэтиленполиамин и др. Добавки дают возможность получать более полное цинкование гальваническое при увеличенных параметрах плотности тока.

Хлораммонийные электролиты. За счет высокой катодной поляризации и электропроводности достигается оптимальная рассеивающая способность. Цинкование гальваническое получается гладким и блестящим, покрытия равномерные на сложных профилях.

Оборудование не требует дополнительных механизмов перемешивания раствора, для стабилизации показателей кислотности используются буферные добавки. Для получения блеска во время гальванического цинкования применяются блескообразователи. В промышленности широко применяются хлораммонийно-уротропные электролиты, для депассивации анодов добавляется ацетат аммония.

Аминокомплексные электролиты для гальванического цинкования. Получают за счет добавки к хлораммонийным различных органических соединений, имеют высокую поляризацию цинка. Осадки мелкокристаллические, при использовании специальных дополнительных компонентов блестящие. Оборудование для производства работ обыкновенное,

Пирофосфатные электролиты для гальванического цинкования. Для оборудования технологических линий применяются емкости из пластиков, подготовка деталей производится в отдельных ваннах.

В результате химического взаимодействия исходных компонентов выпадает осадок пирофосфата цинка, в дальнейшем он растворяется с образованием комплексных соединений цинка.

Для повышения качества и устойчивости цинковых покрытий дополнительно может выполняться финишное осаждение верхнего слоя. Чаще всего в промышленности в этих целях используется хроматирование.

Цинкование в домашних условиях своими руками

Небольшие по размерам изделия можно цинковать своими руками. Для гальванического цинкования применяется простой кислый электролит, приготавливаемый из 200 г сернокислого цинка, 50 г сернокислого аммония, 15 г уксуснокислого натрия. Компоненты растворяются в одном литре воды, температура электролита во время нанесения цинкового покрытия 18 ÷ 25°С, плотность по току 1,5 А/дм2.

Оборудование своими руками для цинкования

• 1 – емкость под электролит. Можно изготовить своими руками из пластиков.
• 2 – аноды из цинка. Размеры должны отвечать размерам емкости, количество подбирается в зависимости от размещения обрабатываемых деталей.
• 3 – изделия цинкования. Размеры и количество должны учитывать технические характеристики ванны.
• 4 – электролит. Раствор приготавливается согласно существующих рекомендаций по химическому составу.

Толщина цинкового покрытия своими руками регулируется временем выдержки, плотностью тока и концентрацией электролита. Цинкование гальваническое должно производиться с соблюдением техники безопасности, размеры оборудования обеспечивать благоприятные параметры процесса.

Виды цинкования металла

Цинкование металла является самым популярным методом, цель которого – защита поверхности металла от негативного влияния, создаваемого коррозией.

Этот метод применяется для многочисленных металлических изделий, к примеру, для железной посуды и деталей промышленных станков, для кузовных элементов автомобилей и канатов из проволоки, для железа в виде листов и телекоммуникационных проводов.

Главным достоинством данного метода является его сравнительно недорогая цена и хорошие показатели эффективности.

Технологический процесс цинкования металла

Технология цинкования металла применима либо на полностью выровненных металлических поверхностях, либо на поверхностях, где имеется небольшой изгиб. Недопустимым условием данной технологии является наличие механических повреждений поверхности.

Технологические требования относительно проведения процесса достаточно просты. Толщина слоя защитного покрытия может быть разной, ее определителем служит время всей рабочей операции и температура, при которой совершается процесс.

При этом, показатель толщины не превышает 1,5 мм.

Процесс цинкования металла направлен на защиту от нежелательного влияния окисления. Для многих материалов, к примеру, алюминия, цинка и прочих, свойственно подвергаться окислению, просто находясь в воздушной среде.

Тогда на их внешней поверхности возникает довольно плотная пленка, в основе которой – соединения металла, подвергшегося окислению. Данная плотная оболочка является надежной защитой от дальнейшего проникновения окисления внутрь материала.

Железу эти свойства не характерны, потому окисление со временем может полностью уничтожить структуру материала. Чтобы уберечь железо и проводится цинкование.

Методы цинкования металла могут быть разными. В принципе, действие цинкования аналогично с защитой, образующейся от процесса лужения. Лужение проводится под действием другого материала – олова.

Отличие этих двух процессов заметно лишь в случае, когда повреждается внешняя пленка, оберегающая железо.

Лужение при механических или иных видах повреждений менее эффективно, так как оба материала являются не вполне надежной гальванической парой.

Виды цинкования металла — это методы нанесения покрытия, образующего надежную защитную пленку, состоящую из цинкового слоя. Современные технологии предусматривают наличие шести видов цинкования. Каждый из них отличается временем операции, свойствами, применяемым оборудованием и толщиной образующейся цинковой пленки.

Все классы цинкования металла достаточно легко перечислить. Цинкование может быть: газодинамическим, горячим и холодным, диффузионным, гальваническим. Также е перечню причисляется метод шоопирования.

Шоопирование представляет собой обработку цинком, применяемым в расплавленном виде. При этом, на поверхность металла расплавленный цинк напыляется с применением специального пистолета. В газодинамическом методе слой наносится с помощью сверхзвукового потока.

Гальваническое цинкование металла — метод, проводимый в специальном барабане. Именно здесь запускается электрохимический процесс.

В результате воздействия гальванического цинкования металлическая поверхность приобретает белый, голубой или радужный оттенок. Иногда возможен эффект создания матовой поверхности белого цвета.

Такая пленка преимущественно наносится в декоративных целях, потому что сам слой имеет ничтожно малую толщину. При этом, основные адгезионные свойства довольно слабы.

Термодиффузионное цинкование металла — метод, осуществляемый под воздействием высоких температур. Температура подбирается соответственно марке стали, типа заготовки и прочих условий.

Весь процесс занимает по времени от 1,5 до 3 часов, зависимо от того, какая при этом используется цинковая смесь, а также какая мощность у самой установки. Это цинковое покрытие имеет собственные преимущества, основным из которых является получение самой высокой твердости.

Характерно, что при использовании данного метода, рабочая поверхность требует минимальной подговки перед началом процесса.

Горячее цинкование металла — метод, при котором металлические изделия окунаются в специальную ванну, где находится предварительно расплавленный цинк. Температура проведения операции составляет до 460 градусов Цельсия.

В результате способа горячего цинкования металл приобретает замечательный адгезионные свойства, повредить которые не под силу незначительным трещинам или царапинам.

Данный метод имеет низкую себестоимость, потому является одним из наиболее распространенных.

Холодное цинкование металла — наиболее легкий метод в отношении предварительной подготовки материала. Весь процесс заключается в том, что на поверхность металла наносятся специальные грунтовки или красители.

Особенность таких покрытий в составе, так как он включает в себя около 98% цинковой пудры. В результате применения холодного метода цинкования металла, последний приобретает такое качество, как привлекательность внешнего вида.

Также возникает гарантия надежной защиты от коррозии на достаточно продолжительный период времени.

Оборудование для цинкования металла может быть разным – все зависит от выбранного для проведения процесса метода. Стоит заметить, что процесс не канцерогенен, потому вполне подходит для проведения в любых производственных помещениях. Специальной подготовки, помимо установки оборудования, при этом не понадобится.

Метод горячего цинкования, прекрасно справляющийся с обеспечением металлической поверхности защиты от коррозии, является наиболее оптимальным по сравнению с другими способами относительно стоимости проведения.

Именно этот метод наиболее часто используется различными промышленными предприятиями. Для его осуществления необходимо такое оборудование, как ванна для цинкования металла. Размеры данного оборудования могут быть разными. Именно от них зависит ограничение, выдвигаемое к размерам обрабатываемых изделий.

Цинкование металла

Для защиты от коррозии сегодня создано большое количество методов. Они направлены на то, чтобы с помощью специальных растворов или веществ на поверхности металлических изделий появлялась тонкая защитная пленка, которая препятствует попаданию на металл кислорода и продуктов, имеющихся в агрессивной среде. Цинкование металлических поверхностей относится к разряду одних из самых действенных методов предотвращения появления коррозийного налета.

Процесс цинкования металла

Цинкование металла представляет собой процедуру нанесения на поверхность металлического изделия тонкого слоя цинка. Данный металл отлично подходит для создания растворов, которые предназначены для защиты от коррозии. Он относится к разряду устойчивых к влиянию агрессивной среды.

Данный метод защиты металлических поверхностей от налета ржавчины придает обработанной поверхности:

• прочность и твердость,
• устойчивость к перепадам температур,
• устойчивость к влиянию агрессивной среды,
• более продолжительный срок эксплуатации,
• способность не подвергаться процессу окисления.

Цена цинкования металла

Внимание: Цинкование металлических поверхностей является недорогой процедурой. Цена цинкования металла в нашей стране зависит от его вида и от количества обрабатываемого материала. В среднем цена составляет от 16000 рублей за пять тонн. Эта сумма может достигать 30000 рублей.

Сегодня цинкование является достаточно востребованной процедурой. Ее действие основано на то, что на поверхности металла под воздействием цинкового сплава появляется тонкая пленка, которая полностью покрывает поверхность. Она предотвращает образование на металле кррозии, которая разрушает структуру металла и приводит в негодность металлические изделия.

По действием кислорода и жидких субстанций на поверхности металла появляется коррозийная пленка. Металла становится более пористым и кислород проникает в его глубокие слои, что приводит к разрастанию коррозии.

На поверхности железа появляется налет ржавчины, который делает структуру металла более восприимчивой к пропусканию воздуха. Процесс окисления происходит на протяжении длительного времени.

Пленка из цинкового сплава не дает возможности кислороду пробраться в глубокие слои металлов. Благодаря этому процесс их окисления становится невозможным.

Технология цинкования металла

Технология цинкования металлов подразумевает полное покрытие пленкой из цинка любых видов металлических изделий. Для данной процедуры требуется специальное оборудование, сделанное из материалов, которые способны противостоять агрессивной среде.

Цинкование металлических поверхностей осуществляется в несколько этапов:

На данном этапе происходит работа с материалом. Для этого его сначала обезжиривают и удаляют с поверхности различные загрязнения. После этого осуществляется травление металла при помощи кисло среды.

Чаще всего применяется раствор серной кислоты. В результате на металле появляется оксидная пленка. Она необходима для наилучшего сцепления цинка и обрабатываемого металла. После этого устраняются все остатки кислоты, и поверхность тщательно просушивается. Процесс нанесения цинкового сплава.

Данный этап подразумевает нанесение на высушенную поверхность металла цинковой пленки. Для этого в ванне расплавляют цинк под действием температуры не менее 450 градусов Цельсия. Только после этого туда погружают металлическое изделие, которое необходимо обработать. Процедура длится несколько минут.

На этом этапе готовое изделие сушится при комнатной температуре. В результате процедуры на поверхности металла образуется плотная пленка. Она делает его более прочным и твердым.

Цинкование металлических изделий осуществляется в специализированных ваннах. Они должны быть оснащены устройством для подключения электрического тока при необходимости. Их объем может быть разным. Однако в любой такой ванне может поместиться большое количество мелких металлических изделий для обработки.

Ванны для цинкования делятся на:

• малогабаритные конструкции,
• среднегабаритные конструкции,
• крупногабаритные конструкции.

Виды цинкования металла

В современном мире для обработки металлических поверхностей применяется ци нкование. Оно служит прежде всего для защиты от коррозии. Для разных металлов необходимо использовать разные методы этого процесса. Это обусловлено тем, что не все металлы способны адгезироваться с цинком при определенных условиях.

Основные методы цинкования металла представлены такими способами, как:

Этот метод отличается от всех остальных тем, что для него не требуется специальная ванна. Раствор цинкового сплава наносится так же, как и любое лакокрасочное покрытие.

Данная процедура заключается в том, что в ванну со сплавом цинка опускается металлическое изделий для обработки. Процесс цинкования при этом происходит под воздействием небольшого нагревания. Это позволяет наносить раствор на поверхность более равномерно.

Это метод характеризуется тем, что вся процедура происходит под воздействием электрического тока. В раствор электролита опускается металла и подключается электрический ток, подающий небольшое напряжение.

Оно заключается в нанесении на поверхность металла цинкового сплава любой толщины. Она определяется заказчиком. Для процедуру используются специализированные контейнеры.

Цинкование металла

Процесс оцинковки металлических изделий в специальном барабане методом электрохимического процесса называется гальваническое цинкование. Цвет покрытия при данном методе цинкования может отличаться: от радужного и голубого до матово-белого и белого. Гальваническое цинкование обеспечивает толщину покрытия в пределах 10-20 мкм, поэтому оно в основном носит декоративный характер.

Способы, чем отличаются, технология, срок службы

Существуют различные способы цинкования, каждый из которых обладает собственными плюсами и минусами.

Горячее

Горячее цинкование позволяет получить наилучшее качество покрытия. Еще одним важным достоинством является продолжительный срок эксплуатации обработанных изделий. Данные плюсы делают горячее цинкование востребованным, но не самым популярным методом. Так как существуют и отрицательные свойства:

• использование химических реагентов, т.е. метод не экологически безопасен;
• цинкование выполняется в ванне, для обработки больших деталей нужно найти ванну соответствующих размеров, что достаточно сложно.

Горячее цинкование металла

Технологический процесс включает два этапа:

• Подготовительный — обезжиривание металлического изделия, его очистку от мусора, травление, промывку, просушку.
• Основной подразумевает помещение изделия в ванну, наполненную расплавленным цинком, при температуре около 460 градусов. В результате обработки на поверхности формируется тонкий слой из железа и цинка, обеспечивающий защиту от коррозии. После этого изделие обдувается сжатым воздухом, что позволяет просушить его и убрать излишки цинка.

Холодное

Метод холодного цинкования имеет следующие положительные черты: высокая технологичность; простота реализации (не требуется наличия специального оборудования); покрытие отличается высокими защитными свойствами. Единственным недостатком технологии выступает низкая надежность, выражающаяся в частности в подверженности покрытия механическим воздействиям.

Технология обработки должна осуществляться в соответствии с санитарно-гигиеническими правилами и техникой безопасности. Для обработки используется цинкосодержащий раствор, который наносится на детали с помощью валика, кисти или краскопульта.

Термодиффузионное

Термодиффузионное цинкование обладает несколькими достоинствами:

• экологичность процесса;
• готовое покрытие практически не имеет пор;
• высокая защитная способность покрытия;
• широкий диапазон толщины покрытия, которую возможно регулировать.

Существуют также недостатки: отсутствие металлического блеска вкупе с грязно-серым цветом покрытия негативно сказывается на внешнем виде изделия; неоднородность покрытия по толщине; невысокая производительность; присутствие цинковой пыли в окружающем воздухе.

Термодиффузионное цинкование. Фото БСМ-МЕТАЛЛ

Суть обработки металла заключается в следующем: детали вместе с цинкосодержающей сухой смесью помещается в герметичную емкость, в которой создается температура в 2500-2600 градусов. Высокая температура способствует переходу цинка в газообразное состояние, что позволяет его атомам проникать в поверхностный слой обрабатываемых заготовок. Термодиффузионное технология является оптимальным решением в тех случаях, когда необходимо получение слоя цинка толщиной свыше 15-20 мкм.

Газотермическое

Газотермическое напыление подходит для обработки металлических листов, объемных деталей, крупногабаритных заготовок, которые проблематично покрыть цинком другими способами. Важным достоинством покрытия является его стойкость к агрессивным средам: высокая влажность, воздействие пресной или морской воды и т.д. Кроме этого, технология позволяет нанести покрытие возможно непосредственно на строительной площадке, достаточно невысокая температура нагрева поверхности (не превышает 150 градусов).

Недостатками служат:

• более высокая стоимость, в сравнении с другими способами,
• неравномерность толщины покрытия и присутствие в нем пор,
• требуется принятие дополнительных мер для предупреждения деформации детали,
• на элементах не должно присутствовать недоступных для напыления мест.

Газотермическое напыление цинком (металлизация). Фото MеталХантерс

Технология обработки осуществляется следующим образом: цинк из сухой смеси напыляется на поверхность изделия, процесс выполняется в газовой среде. Частички расплавленного металла формируют на поверхность покрытие, напоминающую чешую.

Гальваническое

Гальваническое цинкование обладает более широким спектром достоинств, которые перечислены далее, поэтому является наиболее популярным решением.

Устройство гальванических ванн

Устройство гальванических ванн не относится к категории сложных. Данный вид оборудования состоит из емкости, в которую заливается приготовленный раствор для покрытия любого типа металла защитной пленкой против коррозии.
К ваннам для процедуры гальванического покрытия металлов подключается устройство, которое дает возможность использовать электрический ток. В результате получается конструкция, которую можно нагревать, охлаждать и использовать электрическое напряжение.

Изготовить такое оборудование можно и в домашних условиях. Для этого очень важно подобрать такие материалы, которые при взаимодействии с растворами не меняют свои свойства и прочность.

Статьи по теме

Бисерная мельница

Бисерные мельницы – это особый тип химического оборудования, с помощью которых получают мелкодисперсные продукты в жидких средах. Суспензия материала перетирается с твердыми шариками – бисером.

Цинкование металла

Для защиты от коррозии сегодня создано большое количество методов. Они направлены на то, чтобы с помощью специальных растворов или веществ на поверхности металлических изделий появлялась тонкая защитная пленка, которая препятствует попаданию на металл кислорода и продуктов, имеющихся в агрессивной среде.

Гальваническое цинкование

В современном мире используется большое количество методов для защиты металлических поверхностей от образования слоя коррозии, который приводит к тому, что металлическое покрытие начинает становиться более хрупким и разрушается.

Холодное цинкование и его основные отличия от горячего

Практически все металл подвергаются образованию коррозии. Этот процесс является необратимым. Однако с его появлением на сегодняшний день можно бороться при помощи отдельных видов обработки металлических изделий и материалов.

Гальваническое покрытие

В современном мире большую популярность получила процедура нанесения на металлические материалы различных веществ, которые предотвращают образование на них коррозийного налета.

Преимущества и недостатки данного метода оцинковки

• К преимуществам этого наиболее распространенного метода цинкования необходимо отнести высокую производительность и равномерность покрытия, блестящий, декоративный характер поверхности с неизменными размерами.
• Основным недостатком таких покрытий являются низкие адгезионные свойства, что в итоге приводит к низкой коррозионной стойкости изделий, обработанных таким методом. Следует также отметить вероятность водородной хрупкости металла, возникновение которого возможно при анодировании.

Фото гальванического цинкования в нашем цехе

• тонкостенные трубы
• мелкие детали
• крепёжные изделия
• метизы
• стальная сетка.

Данный способ оцинкования не оставляет после себя «сосулек», разводов, то, что бывает в случае горячего оцинкования. А так же исключается наличие шероховатости, темно-серого (грязного) цвета изделий. Гальваника дает возможность нанесения цинка внутрь изделий, что в случае с термодиффузионным способом оцинкования невозможно.

Технологический процесс, схема покрытия металла цинком

• Данная технология представляет собой электролитический химический процесс — электролиз.
• К двум, находящимся в емкости с электролитом, металлам: стальным деталям и чистому цинку подводится электрический ток посредством специальных электродов.
• Цинк используется любой формы (пластины, шары), загружается в специальные сетчатые контейнеры.
• Анод (цинк) в процессе электролиза растворяется, ионы цинка оседают на стальной поверхности изделий, формируя покрытие с толщиной 4-20 мкм.

• Растворение цинковых анодных электродов осуществляется в результате прохождения электрического напряжения через электролит с катодной плотностью 1-5 А/дм.
• Для защиты деталей от коррозии в метизном производстве, сегодня применяются три метода гальванического цинкования: щелочное, кислотное и цианидное.
• Наиболее распространенной технологией цинкования является метод гальванического цинкования в электролитах со слабокислой средой. Эта технология обеспечивает высокую степень укрываемости и качественный внешний вид цинковой поверхности. Благодаря этому методу снижается склонность цинкуемых деталей к водородной хрупкости и появляется возможность цинковать изделия сложной конфигурации из стали и чугуна.

Дефекты гальваники

Дефекты покрытия значительно ухудшают как защитные свойства, так и внешний вид изделий. Причин для образования дефектов чаще всего две: это нарушение технологических операций в процессе цинкования и недостаточно высокое качество поверхности металла. Однако существуют и другие причины. Далее перечислены основные и наиболее серьезные дефекты гальванических покрытий, причины их возникновения и пути предотвращения данных проблем.

Недостаточная адгезия

Недостаточная адгезия чаще всего приводит к необходимости выполнять оцинковку заново, что несет дополнительные материальные затраты. Недостаточное сцепление может наблюдаться между основным металлом и покрытием. Причиной чаще всего является брак в процессе подготовки поверхности.

Качество обезжиривания нужно проверить на партии деталей, которые очищаются вручную, тем самым добиваясь полной смачиваемости. Затем осуществляют следующие операции: травление и активация, растворы для которых также следует проверить и при необходимости заменить. Если этого недостаточно, то рекомендуется произвести анализ основного электролита, выяснить есть ли в нем примеси.

Процесс гальванического цинкования

Причинами отслаивания основного покрытия от подслоя является:

• недостаточная промывка после меднения или декапирования;
• подслой меди имеет пятна на поверхности.

Для исключения данной проблемы следует выполнять регулярные испытания на общую адгезию.

Питтинг

Питтинг представляет собой язвы и полости в металле, начинающиеся образовываться с поверхности изделий. Внешне питтинг проявляется с образования углублений на поверхности металла. Питтинги возникают в основном в защитном слое в местах различных дефектов.

Питтинг нередко путают с питтинговой коррозией, представляющей собой коррозию металла, в результате которой в металле и образуются питтинги. Подобный дефект требует повторного нанесения покрытия или забраковки детали.

Механизм возникновения коррозионных ям — питтинга, под воздействием кислорода. Фото Википедия

Питтинговая коррозия образуется при наличии в электролите посторонних примесей, при завышенной плотности тока, недостаточном перемешивании, пониженной температуры и pH. Для устранения данных проблем следует выполнить проработку электролита, введение смачивателя, дополнительное смешивание, снижение плотности тока, повышение температуры и pH.

Шероховатость

Шероховатость покрытия встречается достаточно часто. Для возникновения данной проблемы существует две категории причин:

• те, которые образуются на предварительном этапе — некачественно выполненная подготовка изделий: шлифовка, очистка;
• те, которые возникают в процессе нанесения покрытия: наличие в электролите твердых частиц, нарушение технологических режимов.

В первом случае от исполнителя требуется выполнить дополнительную обработку поверхности, а во втором — осуществить фильтрацию и коррекцию электролита.

Неоднородности внешнего вида

Неоднородности внешнего вида подвержены детали с блестящим покрытием, выражается она в матовых пятнистых участках неправильной формы и разных размеров. Причинами для этого служит чрезмерное травление и нарушение пропорции компонентов электролита или присутствие примесей. Кроме этого, существует еще одна причина — повышенная пористость покрытия.

Хрупкость покрытия

Хрупкость покрытия может быть вызвана наличием в электролите органических загрязнений, высокой концентрацией цинка, недостаточным количеством циана или щелочи или значительной температурой электролита. Для этого следует выполнить анализ электролита.

Качественное гальваническое цинковое покрытие с радужным хроматированием. Фото ГальваноПроект

Темный цвет

Темный цвет покрытия вызывается наличием в электролите примесей.

Таким образом, основной причиной дефектов является несоблюдение режимов технологических процессов. Поэтому следует быть бдительным, осуществлять жесткий контроль всех операций.

Технология гальванического цинкования

• Изначально деталь обезжиривают, промывают.
• Затем происходит травление в растворе соляной кислоты с удалением загрязнений, ржавчины, солей и окалины.
• Конструкции, подвергаемые цинкованию, и цинковые пластины погружаются в ванну с электролитом. Пластины и конструкции подключаются к источнику постоянного тока. Во время электролиза цинковый анод растворяется, и оседает на поверхности стального изделия.
• Затем идет промывка и осветление в азотной кислоте с удалением окисных пленок, дополнительная промывка.
• Пассивация с нанесением дополнительного защитного слоя.
• Промывка и сушка гальванически оцинкованных изделий.
• Контроль внешнего вида изделия.

Обозначения разных толщин и цветов

Существует общепринятые обозначения гальванических покрытий, которые встречаются в чертежах:

• Ц6. хр. бцв — цинковое толщиной 6 мкм с бесцветным хроматированием;
• Ц6. хр. хаки — цинковое толщиной 6 мкм с хроматированием хаки;
• Ц6. хр/лкп — цинковое толщиной 6 мкм с радужным хроматированием с последующим нанесением лакокрасочного покрытия;
• Ц6. окс. ч — цинковое толщиной 6 мкм, оксидированное в черный цвет;

Гальваническое цинкование с бесцветным хроматированием. Фото ГальваноПроект

• Ц6. фос. окс. прм — цинковое толщиной 6 мкм, фосфатированное в растворе, содержащем азотнокислый барий, монофосфат цинка, азотнокислый цинк, пропитанное маслом;
• Ц6. фос. гфж — цинковое толщиной 6 мкм, фосфатированное, гидрофобизированное;
• Ц6 нецианистый — цинковое толщиной 6 мкм, полученное из электролита, в котором отсутствуют цианистые соли.

Справка. В подобных обозначениях изменяемой величиной является толщина покрытия.

Проектирование участка

Организация гальванического производства является длительным и сложным процессом, от продуманности и тщательности которого зависит производительность. Прежде всего следует определиться для обработки каких деталей проектируется участок, составить схему технологического процесса цинкования (представлена ранее), создать рисунок (схему) планировки участка, определить перечень необходимого оборудования. Наибольшее внимание следует уделить выбору оснащения.

Линия

Гальваническое цинкование — сложный технологический процесс, для осуществления которого необходимо полностью укомплектованная система оборудования. Рассмотрим, какие компоненты входят в перечень оборудования в зависимости от степени автоматизации производства.

Оборудование для гальванического цинкования. Фото БСМ-МЕТАЛЛ

Оборудование

По степени автоматизации процесса гальванизации линии разделяют на автоматизированные и механизированные. Оба типа состоят из таких обязательных элементов:

• металлический каркас;
• платформа обслуживания;
• ванны для непосредственного нанесения цинка на поверхность изделия;
• пульт управления;
• вентиляционные конструкции вытяжного типа;
• комплект труб, обеспечивающих подачу технических жидкостей и отвод отработанных материалов;
• элементы питания гальванических ванн;
• маслосборник для герметичного хранения жиров, «вытравленных» из металла во время процедуры обезжиривания;
• сушило камерное для подвесок;
• набор аппаратов фильтрации, через которые должен проходить воздух перед поступлением в вытяжную вентиляцию;
• гальванические барабаны и подвески для закрепления обрабатываемого элемента в процессе гальванизации;
• сушило шнековое или центрифуга для ускорения окончательной обработки и просушки готового изделия;
• тележка для подвесок.

Гальваническое цинковое покрытие с радужным хроматированием. Фото ГальваноПроект

Для автоматизированной линии гальванического цинкования помимо перечисленных элементов в комплект поставки должен быть включен автооператор портальный и электроавтоматика. Данные элементы руководят работой линии так, что большая часть процессов будет автоматизирована и не будет требовать непосредственного присутствия оператора на протяжении всего времени гальванизации. Дополнительно для работы гальванического оборудования необходимо приобрести комплекс для очистки отработанных жидкостей.

Важно! В случае приобретения линии для гальваники обязательно уточняйте, что входит в стоимость: некоторые поставщики включают в комплект подвески и тележку только за дополнительную плату.

Методы цинкования

Специалисты по металлообработке различают следующие способы нанесения цинковых покрытий на металлы:

• горячий;
• холодный;
• электрохимический, или гальванический;
• газотермический;
• термодиффузионный.

Способ нанесения выбирается исходя из следующих критериев:

• условия использования детали;
• толщина защитного слоя;
• стойкость;
• специальные требования к защите.

Толщина слоя определяется временем нахождения детали в рабочей среде и температурой в рабочей зоне. При проектировании технологического процесса следует иметь в виду, что механическая обработка после покрытия детали цинком разрушит защитный слой.

Горячее цинкование

Этот метод отличается высоким качеством получаемого покрытия металла. Однако распространение его ограничивается следующими недостатками:

• сложное и энергоемкое оборудование;
• высокие температуры;
• чрезвычайно вредные отходы производства;
• размер обрабатываемых изделий ограничен габаритами цинковой ванны.

Сначала выполняется блок подготовительных операций:

• механическая очистка;
• обезжиривание;
• травление в кислой среде;
• промывка и обработка флюсом;
• просушивание.

Только после этого начинается собственно оцинковка. Подготовленные детали опускают в ванну с расплавом цинка. На их поверхности возникает тонкий слой, состоящий из соединенй Fe и Zn. Далее детали достают из ванны и обдувают воздухом под большим давлением. Это позволяет удалить лишний цинк и одновременно подсушивает деталь.

Ввиду сложности процесса и вредных условий труда в домашних условиях он не используется.

Холодное цинкование

Этот способ технологически намного проще. Его можно воспроизвести в домашних условиях. На обрабатываемую деталь с помощью кисти или валика наносится слой содержащего цинк вещества. Для защиты заготовок особо сложной формы и рельефа применяют краскопульты. Составы для холодной оцинковки металла – это полимерные растворы на основе мелкозернистого цинкового порошка. Чаще всего применяют цинконол, создающий на поверхности защищающий от коррозии слой с 90% содержанием Zn.

Холодное цинкование применяет и в промышленности для защиты уже смонтированных деталей и конструкций — например, опор линий электропередач.

Применяется метод и для восстановления частично поврежденных антикоррозионных покрытий, например, в результате износа или ремонтных работ.

Недостатком данного способа покрытия металла цинком является низкая механическая прочность покрытия.

Гальванический метод

Электрохимический способ позволяет получить прочный и гладкий слой. В ходе процесса можно управлять толщиной наносимого слоя металла. Качество очень сильно зависит от степени обезжиривания заготовки.

Гальванизация деталей происходит следующим образом. Защищаемые заготовки и цинковые пластины — доноры опускаются в ванну с электролитом, на них подается напряжение. Протекающий в образовавшейся цепи ток, используя явление электрохимического переноса металла, вырывает атомы цинка с пластин и осаждает их на заготовках.

Недостатками метода является высокая себестоимость, складывающаяся из стоимости пластин, электролита и электроэнергии. Кроме того, придется нести высокие затраты на дезактивацию отработанного электролита.

Термодиффузионное цинкование

Технология была разработана в начале 19 века, но широкую популярность приобрела только в последнее время. Защищаемые заготовки располагают в герметичном контейнере, в который добавляют содержащий цинк сухой порошок. Далее контейнер нагревают до высоких температур (400-900 °С). Цинк испаряется, и его пары осаждаются на поверхности изделия. Подготовка заготовок проводится так же, как и в случае горячего цинкования.

Преимущества данного метода следующие:

• низкая экологическая вредность;
• низкая пористость;
• высокая механическая и антикоррозионная стойкость (в несколько раз выше, чем при гальваническом способе);
• нет необходимости в обезвреживании отходов.

К недостаткам можно отнести:

• покрытие получается тусклое, серое и не украшает изделие;
• малая производительность;
• вредные условия труда.

Однородность толщины слоя цинкового покрытия также оставляет желать лучшего.

Газотермическое напыление цинка

Способ применяется для обработки крупногабаритных изделий, стальных листов и т.п. Цинк переносится на подготовленную поверхность заготовки струей горящего газа. В пламени газовой горелки размещают цинковую проволоку, она плавится и капельки металла попадают на обрабатываемую деталь, образуя на ней чешуеподобный слой.

Способ применяется в комбинации с нанесение лакокрасочных антикоррозионных материалов и весьма эффективен для защиты корпусов морских судов и береговых сооружений.

Как выполнить своими руками

Гальваническое цинкование возможно выполнить в домашних условиях. Процесс обработки начинается с подбора материалов. Для изготовления электролита может использоваться любая соль, растворяющаяся в воде, а также аккумуляторный электролит, в который помещается цинк. Но рекомендуется сделать раствор хлорида цинка и соляной кислоты в дистиллированной воде.

В качестве источника тока может выступать автомобильный аккумулятор или зарядное устройство на 2-6 А, 6-12 В. Ванну отлично заменяет стеклянная или пластиковая емкость, в которую устанавливаются крепления для изделия (катод) и электрода из цинка (анод), который изготавливается из куска цинка. Для этого в нем просверливается отверстие и его подвешивают на медной проволоке.

Чем больше анод, тем более равномерное покрытие получится в итоге. Анодов может быть несколько, тогда они располагаются вокруг катода, на одинаковом расстоянии, что обеспечивает равномерность слоя. Подключение к источнику питания осуществляется с помощью медных проводов: минус подводят к детали, плюс — к электроду.

Детали после обработки. Фото Энергосталь

Цинкование выполняется, когда анод(ы) и катод помещаются в электролит, электрическая цепь замыкается. Чем дольше выполняется цинкование, тем более толстый слой покрытия получится.

Качество покрытия зависит от подбора режима обработки:

• плотность тока должна составлять примерно 1,5 А на кв.дм.;
• температура электролита составлять 18-25 градусов, т.е. быть комнатной;
• плотность электролита варьируется в значительном диапазоне.

Более подробно тема гальванического цинкования своими руками рассмотрена здесь.

Гальваническое цинкование в домашних условиях является процедурой, требующей от исполнителя аккуратности и точности. Поэтому, если мастер не уверен в своих силах, то нужно обратиться к специалистам.

Проведение цинкования в домашних условиях

Технологический процесс цинкования подразумевает под собой осаждение катионов металла на аноде. Подобная химическая реакция протекает в ванне с электролитом при воздействии электрического тока.

Где найти электролит

В качестве электролита можно использовать любой раствор солей цинка. Самыми популярными и легкодоступными считаются хлорид цинка и соляная кислота. Также электролит с необходимыми свойствами можно получить методом травления цинка в серной кислоте. Эту реакцию следует проводить очень осторожно. Она сопровождается выделением большого количества тепловой энергии и взрывоопасного водорода.

Травление цинка в серной кислоте с выделением водорода и получением солей цинка

Как получить цинк

Для цинкования в домашних условиях необходимо подготовить цинк, который можно получить следующими способами:

• используя обычные солевые батарейки;
• плавкие предохранители времен Советского Союза;
• любые детали с цинковым покрытием;
• чистый металл, который можно найти в соответствующих магазинах, где продаются химические реактивы.

Схема получения цинка из батареек

Подготовка к выполнению процедуры

Для создания качественного металлического покрытия следует выполнить несколько подготовительных операций:

Процесс цинкования

• подготавливают гальваническую ванну. Ее роль может выполнять любая стеклянная или пластиковая тара;
• устанавливают штативы для анода и катода;
• электролит не должен содержать в составе нерастворенные кристаллы соли, для чего дополнительно вводят дистиллированную воду;
• роль анода выполняет цинковая пластина. Чем больше ее площадь, тем качественнее получится покрытие;
• к аноду присоединяется плюс от источника питания. Данных элементов при желании может быть несколько;
• к катоду присоединяется минус. На его поверхности будут осаждаться частицы цинка;
• катод должен быть очищен от ржавчины и любых загрязнений. Перед обработкой его дополнительно окунают в раствор кислоты;
• катод должен находиться на одном расстоянии от анода, чтобы получилось равномерное покрытие со всех сторон;
• в качестве источника питания применяют любой аккумулятор или блок питания с постоянным током на выходе;
• чем больше сила тока и вольтаж, тем быстрее будет происходить реакция и тем рыхлее получится защитная пленка;
• при использовании автомобильного аккумулятора в цепь включают лампочку накаливания до 20 Вт для снижения силы тока.

Устройство для цинкования в домашних условиях

Технология создания цинковой пленки

Для создания качественного защитного покрытия на поверхности металла после проведенных подготовительных операций источник тока подключают к сети, а катод окунают в гальваническую ванну. Данный процесс должен проходить без бурного кипения. Если такое наблюдается, можно заподозрить слишком большую силу тока в системе. Чтобы снизить ее, в электрическую цепь присоединяют несколько дополнительных потребителей.

Постепенно на поверхности катода будет формироваться металлическое покрытие. Чем дольше протекает этот процесс, тем больше будет толщина защитного слоя на металле.

Где оказывают услуги

Услуги по цинкованию металла востребованы, так как обработанные детали и элементы активно используются в различных сферах деятельности.

Компании, собранные в разделе «Где заказать гальваническое цинкование» осуществляют предоставление услуг на высоком уровне. Сотрудники предприятий выполняют цинкование металлоконструкций различных форм и габаритов.

Посетителям сайта, задающим вопрос, где заказать горячее цинкование, рекомендуется посетить отдельный раздел.

Источник https://titan-spec.ru/instrumenty-metally/ocinkovanie-v-domashnih-usloviyah.html

Источник https://aomur.ru/obrabotka-metallov/kakie-vidy-tsinkovaniya-metalla.html

Источник https://metro495.ru/obrabotka/galvanicheskaya-liniya-cinkovaniya.html