Цілком здійсненно. Перш за все, воно необхідне для захисту металу від корозії, яка є найбільш руйнівною хворобою.
Деякі види металів, контактуючи з повітрям, починають окислюватись.
Внаслідок цього процесу на поверхні з'являється плівка, здатна захищати поверхню від шкідливих впливів.
Що стосується заліза, то тут також утворюється плівка, але вона не відрізняється те ж щільністю, тому не дає матеріалу потрібного захисту. У результаті повітря з часом проникає дедалі глибше, вражаючи велику поверхню.
Для збереження металевих виробів від іржі, крім цинкування, можна виконати хромування, покрити метал міддю, оловом чи свинцем. Спеціальні заводи випускають багато варіантів різного покриття.
Технологія покриття металу цинком досить проста, тому її можна виконати своїми руками.
Оцинкування металу може здійснюватися різними методами:
- Гаряче цинкування.
- Холодна фарба.
- Гальванічне.
- Газо-термічне напилення.
- Термодифузійне.
Незалежно від того, які класи цинкування використовуються, необхідно правильно вибирати товщину покриття, на яку впливає час і температура технологічного процесу.
Гаряча оцинкування металевих виробів вважається найбільш ефективним та довговічним методом боротьби з корозією.
Однак, з екологічної точки зору, цей метод не можна називати нешкідливим і безпечним, оскільки цинк піддається плавленню, металева поверхня обробляється хімічним шляхом.
Технологія даного методу передбачає наявність двох етапів: підготовчого та безпосереднього оцинкування.
Підготовка полягає в тому, що металева поверхня спочатку знежирюється, потім потрібно виконати травлення.
Після цього поверхня промивається, здійснюється флюсування і ретельно просушується.
Гаряче цинкування виробляється за допомогою спеціального обладнання.
Після того, як виріб висохне, здійснюється процес оцинкування: просушений матеріал опускається в спеціальну ємність, де розташовується гарячий цинк.
Гаряча оцинковка, незважаючи на те, що є найбільш ефективним методомзахисту заліза від іржі, має свої недоліки.
По-перше, необхідно мати спеціальне обладнання – ванни, сушильну камеру, пекти.
По-друге, її розміри часто бувають обмежені, у результаті стає неможливим обробляти матеріал великих розмірів.
Хоча, слід зазначити, що сучасне промислове обладнаннядозволяє робити гаряче цинкування ЛЕП, будівельних лісів та ін.
Метод холодного цинкування
Холодне цинкування металу стає найпопулярнішим методом оцинкування. Технологічний процеспередбачає покриття заліза фарбою, що містить порошковий цинк.
Поверхня виробу оцинкованого містить 89-93% Zn. Технологія є більш простою порівняно з попереднім методом гарячого оцинкування.
Металева поверхня виробу покривається розпиленим цинком у такий же спосіб, як наноситься звичайна фарба, тобто за допомогою валика або пензля.
Якщо використовувати розпилювачі, можна не тільки економити час на обробку виробу, але й фарбувати важкодоступні місця.
Холодна фарба цинком металевих поверхонь зручна у випадках, коли інші методи обробки застосувати важко чи неможливо, спеціальне устаткування цього не використовується.
Цей спосіб обробки металу цинком використовується також раніше оцинкованих виробів. Ця технологія може здійснюватися за різних температур.
Гальванічне цинкування
Гальванічне цинкування здійснюється за допомогою електрохімічної дії.
Використовуючи гальванічне цинкування, вид оцинкованого покриття гладкий, рівномірний, блискучий та привабливий з декоративної точки зору.
Технологічний процес такий: щоб пофарбувати, оброблювана деталь опускається в ємність, де знаходиться електроліт (цинкова пластина).
Підводиться струм, в результаті анод цинку розчиняється та осідає на поверхні матеріалу.
Слід зазначити, що вартість цього методу достатня висока.
Технологічний процес спричиняє утворення небезпечних відходів, що супроводжується великими витратамина очищення стічних вод.
Газо-термічне напилення
Дана технологія застосовується в тих випадках, коли габарити оброблюваних конструкцій не дають можливість пофарбувати, використовуючи обладнання у вигляді ванн, як при описаних вище методах.
Використовуються такі види цинку, як дротяний або порошковий.
Цинк спочатку піддається плавленню, після чого відбувається напилення на оброблювану поверхню за допомогою газового потоку.
Поверхня оцинкованого матеріалу набуває лускатий, пористий вигляд. Через отриману структуру матеріал необхідно додатково пофарбувати, щоб заповнити пори, що утворилися.
Газо-термічне напилення цинку має високий ступінь захисту матеріалу навіть у таких умовах, як у воді (прісній та морській), а також у різних атмосферних умовах.
Термодифузійне цинкування
Цей різновид оцинковки відомий ще як шерардизація.
Технологічний процес полягає в наступному: атоми цинку перетворюються на пару при дуже високій температурі (понад 2600°), завдяки чому відбувається проникнення в залізо.
Ця технологія застосовується в тих випадках, коли необхідно створити оцинкований шар завтовшки, що перевищує 15 мкм.
Для цього методу використовується спеціальне обладнання.
Процес протікає при високих температурах і в замкнутому просторі муфелів (реторт), обсяги яких заповнюються оброблюваним виробом та порошком, що містить цинк.
Пофарбувати метал даним методом екологічно безпечно, а також така оцинковка характеризується гарною адгезією, цинкове покриття повторює контур деталей, захисні здібності знаходяться на високому рівні. Однак ціна такого варіанта дуже суттєва.
Гальванічна оцинковка в домашніх умовах
Гальванічне цинкування матеріалу своїми руками потребує акумулятора від автомобіля або зарядного пристрою, що відповідає наступним вимогам: 2-6А, 6-12В.
Електроліт можна зробити із будь-якої солі, але краще скористатися розчином солі цинку.
Щоб його зробити, знадобиться сірчанокислотний цинк (200г), сірчанокислотний амоній або магній (50г), оцтовокислий натрій (15г), вода (1л).
Також для цинкування своїми руками можна використовувати акумуляторний електроліт (розведена сірчана кислота), який поміщають цинк.
В результаті реакції цинк залишається на поверхні виробу, а кислота перетворюється на сіль.
Якщо на дні випаде осад, це говорить про високу концентрацію кислотного розчину. У цьому випадку розчин розбавляється великою кількістюводи.
Як ємність використовується скляна банка, якщо оброблювана деталь невеликих розмірів, або вініпласт або інша скляна ємність.
Місткість необхідно підібрати так, щоб на ній можна було закріпити електрод з деталлю.
Сам процес покриття металу цинком своїми руками необхідно починати з очищення та знежирення деталі.
Після цього її поміщають у розчин сірчаної кислоти на кілька секунд (до 10 с), таким чином металева деталь активується.
Потім її необхідно промити звичайною водою. Далі здійснюється анодування матеріалу.
Електрод роблять з невеликого шматочка цинку, в якому просвердлюють отвір і простягають мідний дріт.
При цьому, зроблений своїми руками електрод, повинен бути порівнянним за площею, як і матеріал, що обробляється, форму брати краще плоску для зручності розміщення в ємності.
Підручне обладнання приєднують мінусом до матеріалу, а плюсом – до цинку. Процес протікатиме протягом 40 хвилин, в результаті якого цинк розчиниться і осяде на поверхні виробу.
Слід зазначити, що оцинкування своїми руками має здійснюватися у приміщенні, що провітрюється, а також у рукавичках і спеціальному одязі. Ціна домашнього методу залишається невисокою.
Холодне цинкування будинку
У домашніх умовах можна зробити холодне цинкування металу, для якого використовується фарба. Слід зазначити, що це не просто фарба із додаванням цинку, а скоріше цинк у такому вигляді.
Для створення оцинкованого виробу використовують спеціальні матеріали (продаються в магазинах) із двома складовими: порошок цинку та сполучний компонент у рідкому вигляді.
Фарба як двох речовин перебуває у окремих ємностях. Вони змішуються згідно з інструкціями, що є на упаковках.
Пропорції, в яких вони змішуються між собою, можуть бути 1:1 або 3:1 (цинк і сполучний компонент відповідно).
Фарба наноситься при позитивній температурі (5-40 градусів) у приміщенні, що провітрюється.
Хорошим засобом, яким можна пофарбувати металевий виріб, є фарба «Гальванол». Він простий у використанні навіть у домашніх умовах, може наноситься на іржу, швидко сохне, а ціна залишається доступною для простих обивателів.
Методи домашнього цинкування відрізняються своєю простотою, доступністю та ефективністю зовнішнього виглядуоцинкованого матеріалу.
Також слід зазначити, що спеціальне обладнання для цього процесу в домашніх умовах використовувати не треба.
Найстрашнішим захворюванням виробів, які виготовлені з металу, є корозія, яка руйнує їх поступово. Як же можна подолати цю недугу? Одним із способів вважається покриття ураженої ділянки масою, що містить значну кількість цинку: частка його вмісту може досягати 95%. Процес створення цинкового покриття на металі абсолютно нічого складного не представляє і не вимагає величезних фінансових витрат.
Необхідність захисту від корозії
Будь-який метал потребує створення захисного покриттявід іржі, корозії та інших шкідливих впливів, здатних зруйнувати виріб. Завдяки різним технологіям обробки металів захистити поверхню металу і продовжити термін використання виробу зовсім нескладно.
У світовій практиці із металевих покриттів найчастіше використовуються цинкові. Головними причинами, що зумовлюють вибір на користь цинкових покриттів для виробів з металу, є невисока ціна цинку та вартість цинкування, а також наявність більш від'ємного стаціонарного потенціалу, ніж залізо, при впливі агресивних середовищ.
Оцинкування металу (цинкування) - покриття поверхні металу цинком, який завдяки своїй крихкості та мінімальному рівню твердості забезпечує будь-якому виробу надійний захист. Шар окису на покритті досить міцний, цинк є активнішим матеріалом, ніж залізо, тому він значно уповільнює корозію.
Цинк швидше входить у реакцію з корозією, ніж добирається до основного металевого шару, тому деталь залишиться не зворушеною. І поки на виробі залишається хоча б шматочок цинку, довкола нього залізо не іржавіє. Навіть якщо цинкове покриття має пошкодження або відсутнє у деяких місцях, його захисні властивості зберігаються.
Таким чином, цинкові покриття виконують роль протекторів, що «розмазані» по поверхні деталі, що захищається. Оцинкування металу переважно проводять за допомогою спеціального виробничого обладнання різними методами. До того ж, можливе здійснення цинкування в домашніх умовах.
Методи цинкування
Процедура нанесення на виріб з металу цинкового покриття проводиться одним із наступних способів: гаряче цинкування, холодне фарбування, нанесення гальванічних покриттів, газо-термічне напилення цинку та термодифузійне цинкування. Спосіб нанесення покриття на деталь прийнято вибирати, залежно від умов майбутнього використання та бажаних властивостей протекторного шару. В одному виробі можна використовувати кілька типів покриттів.
Незалежно від вибору методу цинкування, щоб отримати якісний результат, важливо правильно підібрати товщину цинкового покриття, що залежить від часу та температури процедури. Також слід пам'ятати, що цинкований металовироб не повинен піддаватися жодним механічним впливам.
Гаряче цинкування
Цинкові покриття, що створюються за допомогою процедури гарячого цинкування, займають за обсягом цинкових виробництв друге місце, а за довговічністю та якістю є сьогодні одними з найкращих. Хоча й є проблеми екологічної безпеки, які обумовлені наявністю розплаву цинку та використанням хімічної методики підготовки поверхні.
Технологія гарячого цинкування металу складається з двох етапів: підготовки поверхні та безпосередньо цинкування металу. Підготовка поверхні перед гарячим оцинкуванням полягає у послідовному виконанні таких операцій: знежирення поверхні під цинкування, травлення поверхні металу, промивання та флюсування металу, а також просушування поверхні.
Після проходження всіх стадій підготовки слід висушити виріб. Нанесення цинку здійснюється шляхом використання спеціального обладнання для гарячого цинкування та занурення підготовленого сухого виробу у ванну з гарячим цинком. На поверхні деталі утворюється сплав Fe-Zn, який захищає від корозії.
Недоліком даного методу є те, що ванни для обробки металу часто обмежені в розмірах і не здатні надати можливість для обробки потрібної конструкції. Хоча в сучасній ванні легко вміщаються будівельні риштування, щогли освітлення та опори ліній електропередач.
Холодне цинкування
Широке поширення в останні роки набула методика холодного цинкування металу за допомогою фарбування металовиробів ґрунтом із високим вмістом цинкового порошку. У готовому цинковому покритті 89-93%. Спосіб відрізняється високою технологічністю та простотою виконання. Розпилений цинк наноситься на поверхню як звичайна фарба – за допомогою валика або пензлика. Також можна використовувати для цієї мети розпилювачі, які скорочують час на цинкування та дозволяють дістати до найвіддаленіших місць.
Такий метод вважається дуже ефективним для конструкцій, які обробити іншим способом не можна – наприклад, для закріплених труб, арматури ліній передач, елементів залізничних колій, нафтової арматури, дорожніх огорож, меблевої фурнітури та інших нерухомих стаціонарних об'єктів.
Процедура вважається дієвою для проведення ремонту поверхонь, що були оцинковані раніше.
Холодне цинкування стали здійснюється в широких межах температури, а покриття виходить еластичним, що витримує механічні деформації та термічне розширення.
Термін служби холодного оцинкування може перевищувати час експлуатації гарячої в 3-4 рази. До недоліків методики відносять невисоку стійкість до механічного впливу та потребу ретельного контролю умов праці через використання органічного розчинника.
Гальванічне цинкування
Процедура гальванічного цинкування дозволяє створити особливо гладке та точне цинкове покриття поверхні металу. Подібна методика оцинкування передбачає нанесення покриття під час здійснення електрохімічного впливу. Вона підходить для провідних і не провідних струмів матеріалів. Товщина гальванічного покриття зазвичай становить 20-30 мкм.
При гальванічному цинкуванні металу покриття, що осаджується, виходить точного і рівномірного розміру, блискуче, декоративне. Адгезія подібних покриттів забезпечена молекулярними силами, які спостерігаються при взаємодії основного металу та молекул цинку. На силу подібної взаємодії впливає присутність будь-яких плівок (окисних або жирових) на поверхні виробу, що покривається, чого повністю не уникнути при масовому виробництві.
Технологія цинкування електролізом полягає в наступному: сталева конструкція, що піддається цинкуванню, і пластини цинку занурюються в ємність з електролітом. Пластини та виріб підключаються до джерела струму. Цинковий анод під час електролізу розчиняється, осідаючи на поверхні сталевої деталі.
Серед переваг методу можна виділити добрий декоративний аспект. Водночас процедура електролітичного цинкування має один серйозний недолік: ціна цинкування складається не лише з вартості цинку та електроліту. Електрохімічне оцинкування супроводжується утворенням небезпечних відходів, тому потрібне очищення від цинку стічних вод, що є досить дорогою процедурою.
Термодифузійне цинкування
Процедура термодифузійного цинкування є ще одним видом цинкування. Методика ТДЦ відома досить давно. Вперше вона була застосована в Англії на початку 20 століття та отримала назву «шерардизація». Згодом була дещо призабута, поступившись місцем іншим способам цинкування. Однак із дев'яностих інтерес до методики знову зріс.
Сутність термодифузійного цинкування полягає в утворенні цинкового покриття на поверхні заліза за рахунок переходу при температурі більше 2600 градусів атомів цинку в парову фазу, що сприяє їх проникненню в залізну підкладку. У процесі формується залізноцинковий сплав найскладнішої фазової структури. Технологію цинкування ТДЦ використовують, якщо необхідно створити шар цинку завтовшки більше 15 мкм.
Виникнення такого покриття можливе виключно при високих температурах і в замкнутому просторі муфелів або реторт, які заповнені деталями цинкуються і порошковою сумішшю, що містить цинк. Металеві вироби в даному випадку проходять аналогічні стадії, як і при процесі гарячого цинкування, а в кінці завантажуються в барабанну піч, що обертається, де матеріал і покривається цинком.
Методика ТДЦ має низку переваг перед іншими методами цинкування:
- процес цинкування безпечний із екологічної позиції;
- одержуване покриття не має часу і відрізняється високою адгезією до підкладки завдяки дифузійному шару;
- захисна здатність цинкового покриття в 5 разів більша, ніж у гальванічних покриттів;
- товщина покриття змінюється у широкому інтервалі;
- покриття точно відтворює форму деталей найскладнішої конфігурації (отвори, різьблення, порожнини, внутрішні поверхні, щілини);
- відходи процесу не потребують поховання.
Але разом з цим методика ТДЦ має свої недоліки, наприклад, у цинкового покриття відсутні декоративні властивості - покриття виходить без блиску темно-сірого кольору. Продуктивність - відносно невелика, є шкідливі аерозолі цинкового пилу, часто виникають такі дефекти цинкового покриття, як нерівномірність по товщині.
Газо-термічне цинкування
При цинкуванні напиленням покриття металу цинком здійснюється наступним чином: розплавляється метал у вигляді порошку або дроту, і напилення цинку на виріб відбувається в газовому потоці. Металізаційні газотермічні покриття є оптимальним рішеннямдля захисту великогабаритних металоконструкцій від корозії, які не поміщаються в гальванічну ванну або ємність із розплавом цинку.
Розплавлені частинки цинку деформуються при наголосі на поверхню металу, утворюючи так зване «лускате» покриття. Формується при цьому пористе покриття, яке потребує покриття порозаповнювачем у вигляді лакофарбових матеріалів. Подібні комбіновані покриття мають довготривалий захист у різних умовах використання - морська та прісна вода, атмосферні умови.
Цинкування в домашніх умовах
Перед проведенням цинкування своїми руками виріб необхідно підготувати та зачистити належним чином поверхню. Чим ви зробите це краще, тим міцніше ляже цинк. Потім металеву детальслід активувати, для цього опустіть її в сірчану кислотуна 2-10 секунд. Потім відразу ж промийте її, зануривши у воду, і приступайте до анодування.
Установки для цинкування можуть бути виготовлені в такий спосіб. Підберіть посуд з інертного матеріалу - вініпласту або скла. Якщо деталь невелика, можна взяти навіть літрову банку. Враховуйте можливість закріплення електрода та виробу, який є другим електродом, на ній. Підвіску електродів здійснюйте на мідному дроті.
Візьміть зарядний пристрій як джерело струму 2-6 Ампер, 6-12 Вольт. Електролітом для домашнього цинкування теоретично може бути практично будь-яка сіль, яка розчиняється у воді, на практиці ж легше приготувати сіль цинку. Можна взяти акумуляторний електроліт (розведену сірчану кислоту), помістіть цинк. Після припинення реакції цинк залишиться, а кислота перейде у сіль. Якщо кислота надто концентрована, то на дні виникнуть кристали сульфату цинку, тоді злегка розбавте електроліт водою.
Після цього процідіть електроліт та залийте у посуд для цинкування. Цинковий електрод ви можете виконати зі шматка цинку, просвердливши отвір у ньому та підвісивши на дроті з міді. Площа поверхні повинна відповідати площі виробу, форма повинна бути плоскою і зручною для занурення в ємність. До речі, шматок цинку можна придбати в будь-якому пункті прийому металу.
Підведіть мінус до виробу і плюс до цинку, цинковий електрод розчиниться, а на деталі осяде шар цинку. Найскладнішим при використанні обладнання для цинкування та проведення самого процесу оцинкування є режим цинкування: на виробі може осісти порошок цинку, який легко видалити ганчіркою, а може - міцний шар, вам потрібен останній варіант.
На якість цинкового покриття впливають такі фактори:
- Щільність струму. Цей показник розраховується як сила струму, що ділиться на площу поверхні виробу і становить 0,5 - 10 ампер на квадратний дециметр. Регулятором напруги постарайтеся досягти не дуже бурхливої реакції. Покриття вийде слабким і нерівним, якщо з деталі надмірно активно йдуть бульбашки.
- Температура. Підберіть для електроліту кімнатну температуру.
- Щільність електроліту. Цей параметр може змінюватися у межах - від значення розчинності солей цинку до нуля.
- Вироби геометрії. Якщо деталь має складну форму, то товщині покриття може бути значна різниця, залежно від видалення виробу від цинкового електрода. На гострій кромці з'являються нарости, у поглибленні покриття буде слабким.
Проаналізувавши сказане вище, пам'ятайте, що доцільно збільшити відстань до електрода, скористатися двома цинковими анодами, покрутити деталь, поекспериментувати. Можливе проведення цинкування в 2 або 3 шари, з процесом проміжного видалення на гострих кромках наростів, що утворилися.
Таким чином, при роботі з різними металевими виробами найчастіше доводиться стикатися зі шкодою, спричиненою корозією. Метал і сталь має міцну структуру, проте вона не може врятувати його від цієї напасті. Тому для захисту металевих конструкцій та споруд, що особливо піддаються корозії, ідеальним варіантом є звернення до технології цинкування - методу гарячого цинкування, холодного фарбування, нанесення гальванічного покриття, газо-термічного напилення цинку та термодифузійного цинкування.
Металеві вироби під час експлуатації зазнають корозії. Як захист від цього проводиться оцинкування металу. Технологія подібної обробки у домашніх умовах цілком доступна. Важливо правильно підібрати потрібний варіант обробки.
Що являє собою цинкування
Усі металеві елементи піддаються у тому чи іншою мірою корозійним процесам. Без цього не обійтись. І цей процес можна лише відстрочити. Саме з цією метою використовують обробку цинком. Такий вибір речовини не випадковий. Вибір зроблений на основі характеристик двох компонентів: сталі та цинку. Цинк має більш електронегативний заряд, ніж сталь. При нанесенні на металеві вироби цинкового покриття між металом та цинком утворюється гальванічний зв'язок. За рахунок цього під впливом зовнішніх факторів довкілляу реакцію вступає цинк. Хімічні реакції з участю стали уповільнюються. І так продовжуватиметься доти, доки цинкове покриття не зруйнується повністю.
У випадках, коли цинкове покриття розпадається, захист продовжує діяти. Пов'язано це про те, що цинк входить у реакцію з киснем повітря. Внаслідок хімічних процесів утворюється гідроксид цинку. А дана речовинатакож має захисні властивості. Таким чином, оцинкування металу продовжує працювати.
Способи цинкування
Цинкування металевих виробів є найпопулярнішим способом боротьби з корозією. Це зумовлено співвідношенням високого показника в результаті випробувань та доступною вартістю. Застосовуються такі способи оцинкування металу:
- холодна;
- гаряча;
- гальванічна;
- термодифузійна;
- газотермічна.
Щоб вибрати для себе найбільш підходящий варіант, необхідно спочатку проаналізувати умови, в яких експлуатуватиметься виріб у майбутньому. Якість цинкування залежить від товщини покриття, часу та температури захисту. Оцинкування металу своїми руками можливе лише двома способами: холодним і гальванічним. Варто зазначити, що довговічність обробленої таким чином деталі залежатиме від умов експлуатації. Цинковий шар легко піддається механічним впливам.
Гарячий спосіб
Металу є найпрактичнішим варіантом. Для обробки поверхні виробу використовують хімічні реагенти. З їх допомогою метал готують до основної частини процесу. Саме через це виникає екологічна проблема. Для проведення процесу використовують розправлений цинк. Підготовлений виріб просто опускають у ванну із розплавленим цинком.
Для проведення цього процесу потрібне спеціальне обладнання. Тому цей спосіб не підходить для того, щоб оцинкувати метал у домашніх умовах.
Термодифузійний метод
Оцинкування металу даним способом передбачає проникнення атомів цинку в структуру металевого виробу з утворенням залізоцинкового сплаву складною структурою. Весь процес відбувається за дуже високих температур. При температурі понад 2600 градусів цинк перетворюється на газоподібний стан. Замкнений простір, де розташовані металеві вироби, заповнюють порошком, що містить цинк. Підходить спосіб нанесення шару, товщина якого перевищує 15 мкм. Отримане захисне покриття за стійкістю можна порівняти із шаром, нанесеним гарячим методом. Через необхідність створення певних умов метод не підходить самостійної реалізації.
Газотермічний спосіб
При цьому способі цинк, що знаходиться у формі порошку, потоком повітря розпорошують поверхнею металевих виробів. Перед розпорошенням речовина розплавляється за рахунок високої температури і вже в такому стані опускається на деталі. Оцинкування металу подібним способом характерна для тих випадків, коли вироби з металу мають великі габарити.
Особливістю способу є те, що захисний шар має велику кількість пор. Для їх заповнення виріб покривається лакофарбовими матеріалами. Цей шар із двох матеріалів здатний зберігатися протягом 30 років. Цей спосібне можна реалізувати у домашніх умовах.
в домашніх умовах
Існує також холодне цинкування. Оцинкування металу в такий спосіб має на увазі нанесення на металевий виріб цинку у вигляді фарби. Виробники пропонують широкий вибір цих коштів. І основні показники складів (наприклад, масова частка цинку в речовині) можуть відрізнятися один від одного. Стає зрозуміло, що ефект від обробки також буде різним.
Засоби для цинкування мають ряд особливостей. Одні вимагають високої якостіпідготовки виробу. Другі мають невисокі адгезійні здібності, через що після висихання починають відшаровуватися. Треті після нанесення покриваються павутинкою з тріщин. Четверті можуть працювати разом лише з розчинниками конкретного виду. П'яті вимагають нанесення спеціального обладнання.
Цей засіб є двокомпонентним. Тому перед нанесенням дві речовини (порошок та сполучна) необхідно змішати між собою. Роблять це у співвідношенні 3 до 1 або 1 до 1. Весь процес має проводитися лише за певних умов. Температура повітря має бути позитивною та перебувати в межах від 5 до 40 градусів. У цьому вологість повітря становить від 30 до 98%. Приміщення, в якому здійснюється процес, повинно мати гарну вентиляцію. Після роботи воно має бути ретельно провітрене. Засіб наноситься у два шари з інтервалом приблизно 30 хвилин. Через добу виріб можна покривати лакофарбовими сумішами. При проведенні цинкування необхідно дотримуватись правил техніки безпеки. Усі роботи проводяться із застосуванням засобів індивідуального захисту.
Гальванічний метод
У домашніх умовах може проводитись гальванічним способом. Для цього спочатку виріб необхідно очистити. Після цього деталь опускається кілька секунд (від 2 до 10) в сірчану кислоту. Після цього виріб промивається у воді. На цьому підготовка до анодування вважається завершеною. Для установки під цинкування необхідно вибирати посуд з інертних матеріалів, наприклад скла. Тара підбирається таким чином, щоб туди вміщалася деталь із закріпленим на ній електродом.
Джерелом струму буде зарядний пристрій на 6-12 В і 2-6 А. Далі готується електроліт - розчин будь-якої солі, що розчиняється у воді. Насправді краще брати сіль цинку. Можна взяти розведену сірчану кислоту (як акумуляторі) і додати туди цинк. В результаті хімічної реакції кислота перетвориться на нерозчинну сіль і випаде на осад. А цинк залишиться у розчині. Осад потрібно видалити, просто процідивши розчин.
Цинковий електрод роблять із шматочка цинку, закріпленого на мідному дроті. Від зарядного пристрою мінус підводять до деталі, а плюс - до цинку. Отже, цинковий електрод розчиниться, проте атоми цинку осядуть на деталі.
Висновок
У домашніх умовах – цілком реальний процес. Для його здійснення потрібно придбати деякі матеріали. Наприклад, фарбу на основі цинку для холодного способу або шматочок цинку для гальванічного. До речі, цинк можна придбати у будь-якому пункті прийому металобрухту.
Залізо та сталь – це матеріал з якого виготовлений скелет сучасної технологічної цивілізації. Але нажаль! - і у сталевої основи нашої цивілізації є вразливе місце. Воно називається корозія, від якої залізо та сталь не мають того природного захисту, яким є оксидна плівка для багатьох кольорових металів – олова, цинку чи алюмінію.
Сталь потребує захисту від корозії - і найкращим захистом для неї буде. (або оцинковування). прослужить набагато довше звичайного сталевого.
Чому саме цинк?
Насамперед тому, що цинк досить поширений і недорогий, сам по собі корозії практично не піддається, плавиться при не дуже високій температурі (близько 420 градусів, що набагато нижче температури плавлення заліза), має прийнятну міцність. І при цьому – що важливо! - має стаціонарний електричний потенціал -0,76 В., тобто набагато негативніший, ніж у заліза.
Завдяки цій своїй властивості, цинк, навіть при порушенні цілісності покриття і під впливом електролітів, у електрохімічних реакціях, що виникають, грати роль анода. Тобто стане повільно розчинятися, захищаючи від електрохімічної корозії сталеву основу конструкції. Загалом – даєш цинкові покриття! Ось тільки якими способами їх наносити? Це досить цікаве питання, оскільки способів таких кілька – і кожен з них має свої плюси та мінуси. Розглянемо їх…
Гаряче цинкування
Це найпростіший і надійний метод створення цинкової плівки на виробах їх чавуну і сталі: ці предмети просто занурюють у розплав цинку, а потім виймають вже покритими шаром цинку товщиною від 40 до 80 мікрон - тобто досить щільним і зносостійким.
Однак не все так просто: для того, щоб цинкова плівка надійно «зачепилася» на поверхні чорного металу, ця поверхня повинна бути ретельно очищена та офлюсована (тобто покрита складом, який повинен запобігти її окисленню до зіткнення з розплавом цинку, та забезпечити надійну адгезію) цинкової плівки).
При цьому потрібно мати на увазі, що розплавлений цинк застигає досить швидко і тому може утворювати напливи до 1 мм. товщиною, що небажано у тих випадках, коли на поверхню оцинкованих виробів є різьблення. Крім того, сама технологія накладає обмеження на розміри виробів, які ми хочемо оцинкувати таким способом - вони не можуть бути більшими, ніж ванни з розплавом цинку (а вони не можуть бути дуже великими за визначенням).
Холодний метод цинкування
На відміну від гарячого цинкування, його холодний варіант ніяк не пов'язаний з розмірами деталей і поверхонь, що цинкуються, оскільки він полягає в нанесенні на них електролітичних розчинів цинку в різних летючих рідинах. Такі розчини (гальванол, цинотан, цинотерн, цинкнол) наносяться на сталеву поверхню з пульверизатора: розчинник висихає, а цинкове покриття залишається – причому «сідає» воно на поверхню стали дуже надійно, з високою адгезією. При цьому поверхню, що покривається, не потрібно флюсувати, її досить просто очистити від іржі і бруду.
Холодний метод цинкування гарний своєю простотою
та застосовністю для робіт на відкритому повітрі. Але зовнішній вигляд покритої таким способом стали просто матово-сірим без металевого блиску.
Тому холодне цинкування найкраще використовувати як покриття під фарбування.
Гальванічний метод цинкування
Натомість гальванічний метод цинкування надає оцинкованій поверхні надзвичайно привабливого вигляду.
Він полягає в тому, що через ванну з електролітом тече струм, причому анодом служать цинкові пластини, а катодом – вироби зі сталі. Під дією струму цинк розчиняється в електроліті, та його іони осідають на залозі. В результаті виходить тонка (від 4 до 20 мікрон) плівка, яка не тільки захищає сталь від корозії, а й надає поверхні естетичного вигляду. Поверхня, вкрита гальванічним цинком, може придбати (залежно від своєї товщини) синьо-блакитний, світло-сірий або матово-білий металевий блиск. Головними перевагами такого покриття буде рівномірність його товщини по всій поверхні.
Але за цими плюсами йдуть і свої мінуси: тонке і красиве гальванічне покриття буде не стійким до стирання, а збільшення його товщини може призвести до того, що сталь у процесі гальваніки може придбати заодно і т.зв. «водневу крихкість». Проте, . через свою малу собівартість дуже часто використовується для антикорозійного захисту різних видівкріплення, металевих виробів та декоративних елементів.
Термодифузне цинкування
Головного недоліку гальванічного цинкування - «водневої крихкості» дозволяє уникнути технології термодифузійного цинкування.
Вона заснована на тому, що цинк за певних умов може випаровуватися з поверхні порошку цинку і проникати в поверхневі шари заліза, так що в результаті утворюється складний сплав цинку з залізом.
Така дифузія стає можливою при
високій (від 290 до 400 градусів) температурі та наявності електричного потенціалу, при якому сталеві вироби є анодом.
Процес термодифузії проводиться в контейнері, що обертається, при зниженому тиску (0,1 атмосфери) у відновній водневій атмосфері. На термодифузне цинкування кожної партії кріпильних металовиробів потрібно від 90 до 180 хвилин.
В результаті ці деталі набудуть мишача-сірого кольору - але разом з ним і підвищену міцність поверхні і відмінну стійкість до корозії (у 3-5 разів кращу, ніж при гальванічному цинкуванні і в півтора-два - ніж при гарячому оцинковуванні).
При цьому рівномірність покриття буде ідеальною, а про адгезію такого покриття говорити і немає сенсу - воно просто «зливається» з чорним металом, так що відокремити її від нього просто неможливо. Звичайно, зовнішній вигляд оцинкованих таким способом металовиробів, великого естетичного задоволення не приносить, але від болтів, гайок, пружин і шурупів особливої краси і не потрібно.
Нестача ж у термодифузного цинкування лише одна, але суттєва - в силу особливостей технології застосовувати її можна тільки щодо невеликих за розміром предметів.
Газо-термічна оцинковка
У Останнім часомвсе ширше починає використовуватися ще один варіант нанесення цинкового покриття – газо-термічний. У цьому випадку цинк у вигляді тонкого дроту або порошку подається до сопла спеціального пальника, розплавляється в потоці розпеченого газу і дрібними краплями осідає на поверхню сталевого або чавунного виробу.
Таке покриття вимагає додаткового шару фарби для заповнення мікропор у шарі цинку.
Це, звичайно, недолік, але зате такі комбіновані покриття відрізняються відмінною адгезією і мають стійкість до самих несприятливі умовиексплуатації (у морській воді, Часті атмосферні осади, кисле середовище і т.д.), де вони можуть зберігатися до 30 років.
Цинкування металу є найпопулярнішим методом, мета якого – захист поверхні металу від негативного впливу, що створюється корозією. Цей метод застосовується для численних металевих виробів, наприклад, для залізного посуду та деталей промислових верстатів, для кузовних елементів автомобілів та канатів із дроту, для заліза у вигляді листів та телекомунікаційних дротів. Головною перевагою даного методу є його порівняно недорога ціна та добрі показники ефективності.
Технологічний процес цинкування металу
Технологія цинкування металу застосовна або повністю вирівняних металевих поверхнях, або поверхнях, де є невеликий вигин. Неприпустимою умовою цієї технології є наявність механічних пошкоджень поверхні. Технологічні вимогищодо проведення процесу доволі прості. Товщина шару захисного покриття може бути різною, її визначником служить час усієї робочої операції та температура, при якій відбувається процес. При цьому показник товщини не перевищує 1,5 мм.
Процес цинкування металу спрямовано захист від небажаного впливу окислення. Для багатьох матеріалів, наприклад, алюмінію, цинку та інших, властиво піддаватися окисленню, просто перебуваючи в повітряному середовищі. Тоді на їх зовнішній поверхні виникає досить щільна плівка, в основі якої - з'єднання металу, що зазнав окислення. Ця щільна оболонка є надійним захистом від подальшого проникнення окислення в середину матеріалу. Залізо ці властивості не характерні, тому окислення згодом може повністю знищити структуру матеріалу. Щоб зберегти залізо і проводиться цинкування.
Методи цинкування металу можуть бути різними. В принципі, дія цинкування аналогічна із захистом, що утворюється від процесу лудіння. Лудіння проводиться під дією іншого матеріалу - олова. Відмінність цих двох процесів помітна лише у разі, коли ушкоджується зовнішня плівка, що оберігає залізо. Лудіння при механічних або інших видах пошкоджень менш ефективне, тому що обидва матеріали є не цілком надійною парою гальванічної.
Види цинкування металу
Види цинкування металу - це методи нанесення покриття, що утворює надійну. захисну плівку, Що складається з цинкового шару. Сучасні технологіїпередбачають наявність шести видів цинкування. Кожен з них відрізняється часом операції, властивостями, застосовуваним обладнанням і товщиною цинкової плівки, що утворюється.
Усі класи цинкування металу досить легко перерахувати. Цинкування може бути: газодинамічним, гарячим та холодним, дифузійним, гальванічним. Також її переліку зараховується метод шоопування. Шоопування є обробкою цинком, що застосовується в розплавленому вигляді. При цьому на поверхню металу розплавлений цинк напилюється із застосуванням спеціального пістолета. У газодинамічному методі шар наноситься за допомогою надзвукового потоку.
Гальванічне цинкування металу – метод, що проводиться у спеціальному барабані. Саме тут запускається електрохімічний процес. Внаслідок впливу гальванічного цинкування металева поверхня набуває білого, блакитного або райдужного відтінку. Іноді можливий ефект створення матової поверхні білого кольору. Така плівка переважно наноситься в декоративних цілях, тому що сам шар має дуже малу товщину. При цьому основні адгезійні властивості досить слабкі.
Термодифузійне цинкування металу - метод, який здійснюється під впливом високих температур. Температура підбирається відповідно до марки сталі, типу заготівлі та інших умов. Весь процес займає за часом від 1,5 до 3 годин, залежно від того, яка при цьому використовується цинкова суміш, а також яка потужність самої установки. Це цинкове покриття має власні переваги, Основним з яких є отримання найвищої твердості. Характерно, що при використанні даного методу, робоча поверхнявимагає мінімального підговування перед початком процесу.
Гаряче цинкування металу - метод, при якому металеві вироби поринають у спеціальну ванну, де знаходиться попередньо розплавлений цинк. Температура проведення операції становить до 460 градусів за Цельсієм. В результаті способу гарячого цинкування метал набуває чудових адгезійних властивостей, пошкодити які не під силу незначним тріщинам або подряпинам. Цей методмає низьку собівартість, тому є одним із найпоширеніших.
Холодне цинкування металу - найлегший метод щодо попередньої підготовки матеріалу. Весь процес полягає в тому, що на поверхню металу наносяться спеціальні ґрунтовки або барвники. Особливість таких покриттів у складі, так як він включає близько 98% цинкової пудри. В результаті застосування холодного методу цинкування металу, останній набуває такої якості, як привабливість зовнішнього вигляду. Також виникає гарантія надійного захисту від корозії на досить тривалий час.
Обладнання для цинкування металу може бути різним – все залежить від обраного для проведення процесу методу. Варто зауважити, що процес не канцерогенний, тому цілком підходить для проведення будь-яких виробничих приміщеннях. Спеціальної підготовки, крім установки обладнання, при цьому не знадобиться.
Метод гарячого цинкування, що чудово справляється із забезпеченням металевої поверхні захисту від корозії, є найбільш оптимальним порівняно з іншими способами щодо вартості проведення. Саме цей метод найчастіше використовується різними промисловими підприємствами. Для його здійснення потрібне таке обладнання, як ванна для цинкування металу. Розміри даного обладнанняможуть бути різними. Саме від них залежить обмеження, що висувається до розмірів виробів, що обробляються.
Завантаження...
